(57)【要約】【課題】コントラストの高い赤色画素を形成することができ、且つ耐熱性にも優れた赤色顔料組成物およびこの顔料組成物を用いたカラーフィルタを提供する。【解決手段】シェラーの式よりＸ 線回折の半価幅からの計算値で結晶子サイズが７５〜１１５ Å の範囲である、非常に微細なＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７とジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩を含有することを特徴とする赤色顔料組成物、その製造方法及びカラーフィルタ。【選択図】図２
2013253199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェラーの式よりＸ 線回折の半価幅からの計算値で結晶子サイズが７５〜１１５ Å の範囲である、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７とジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩を含有することを特徴とするカラーフィルタ用赤色顔料組成物。
【請求項２】
ジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩が式１で表される請求項１記載の顔料組成物。
式１
2013253199.tif 000009
（ 式中、ｎ は１ 〜 ２ の整数、ＸはＨ、Ｎａ）
【請求項３】
ジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩のスルホン酸平均置換基数が１．９以下である請求項１記載の顔料組成物。
【請求項４】
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７ とジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩との混合物（Ａ）を、硫酸に溶解させた後、調整した硫酸溶液と水性媒体とを混合して析出させることを特徴とする請求項１記載の顔料組成物の製造方法。
【請求項５】
前記混合物（Ａ）の硫酸溶液１００質量部に対して水性媒体３００〜３０００質量部を混合し、液温（Ｔ１）が５０℃以下となる様にして、微細粒子を析出させた混合溶液（Ｂ）を得る第一工程と、該混合溶液（Ｂ）の温度を３０℃以下でかつ前記で選択した液温（Ｔ１）より低く、さらに溶液状態を維持する温度（Ｔ２）へ調整する第二工程とを含み、温度（Ｔ２）への調整を、混合溶液（Ｂ）を得た時点を起算点として３０秒以内で行って製造することを特徴とする請求項４記載の顔料組成物の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか記載の顔料組成物を、赤色画素部に含有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項４、５のいずれか記載の製造方法で得られた顔料組成物を、赤色画素部に含有することを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤色顔料組成物、その製造方法及びカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のカラーフィルタは、赤色画素部（Ｒ）、緑色画素部（Ｇ）及び青色画素部（Ｂ）を有する。これらの各画素部は、いずれも有機顔料が分散した合成樹脂の薄膜が基板上に設けられた構造であり、有機顔料としては、赤、緑及び青の各色の有機顔料が用いられている。
【０００３】
これら画素部のうち、赤色画素部を形成するための赤色有機顔料としては、一般に、ジアミノジアントラキノン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７）、ジケトピロロピロール顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４）、縮合アゾ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２）が用いられており、必要に応じて調色のために、これに黄色有機顔料のイソインドリン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９）、ニッケルアゾ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０）、が併用されている。以下、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴ  ＲＥＤ  １７７をＰＲ１７７と省略することがある。
これらのうち、特にジアミノアントラキノン顔料は、赤色画素部を形成した際のコントラストが高く、耐候性や耐熱性にも優れているため、この用途に多く使用されている。しかし、近年、技術革新の流れは急速であり、より高いコントラストが要求されてきており、特にカラーフィルタ用として使用される顔料は、従来の顔料よりもさらなる微細化が施されている場合が多い。微細な顔料粒子を調整するための顔料化方法としては、顔料単体または顔料と各種顔料誘導体を強酸中に溶解させ、水性媒体に共晶析することにより得られる赤色顔料組成物が提案されているが、カラーフィルタに要求されている高いコントラストを達成するための微細化が十分に達成されているとは言えない。（特許文献１。）
また、４，４‘−ジアミノ−１、１′−ジアントラキノニル（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７）にジスルホン化４，４’−ジアミノ−１，１′−ジアントラキノニルを混合することでレオロジカル特性が大幅に改良されたと提案されているが、カラーフィルタに要求されている高いコントラストを達成すべく、粒子が充分に微細化されている方法とは言えない。（特許文献２）
また、４ ， ４ ’ − ジアミノ− １ ， １ ’ − ビアントラキノンと４ ， ４ ’ − ジアミノ− １ ， １ ’ − ビアントラキノン− ３ ， ３ ’ − ジスルホン酸をカチオン性高分子分散剤の存在下に分散されてなることを特徴とする赤色カラーレジストインキが提案されているが、インキ中にスルホン酸が共存しているのみで、粒子が充分に微細化されているか不明である。（特許文献３）
また、カラーフィルタ作成においては、一般的に、高温で焼成処理を行うため、高度に微細化された顔料は、焼成後、凝集を起こし、コントラストを低下させる傾向にある。そのため、コントラストを低下させない耐熱性を付与した有機顔料が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００９／０２５３２５公報
【特許文献２】特許２５３７９３２号公報
【特許文献３】特許３８３６５６７号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとすると課題は、微細でありカラーフィルタ作成時の高温処理後も高いコントラストを有するカラーフィルタ用赤色顔料組成物、それを用いてなるカラーフィルタ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】
【０００６】
そこで、本発明者らは上記課題を解決すべく、高いコントラストを有する赤色顔料組成物の開発を目的として、種々検討を行った。その結果、ＰＲ１７７とジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩の混合物を硫酸に溶解させた後、水性媒体と混合して微細粒子を析出させることで、赤色顔料組成物を得ることができる。さらにこの赤色顔料組成物を用いることで、カラーフィルタ作成時の高温処理後も高いコントラストで表示できるカラーフィルタとなることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち本発明は、下記解決手段による。
［１］シェラーの式よりＸ 線回折の半価幅からの計算値で結晶子サイズが７５〜１１５ Å の範囲である、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７とジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩を含有することを特徴とするカラーフィルタ用赤色顔料組成物。
［２］ジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩が式１で表される請求項１記載の顔料組成物。
式１
2013253199.tif 000003
（ 式中、ｎ は１ 〜 ２ の整数、ＸはＨ、Ｎａ）
［３］ジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩のスルホン酸平均置換基数が１．９以下である請求項１記載の顔料組成物。
［４］Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７ とジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩との混合物（Ａ）を、硫酸に溶解させた後、調整した硫酸溶液と水性媒体とを混合して析出させることを特徴とする請求項１記載の顔料組成物の製造方法。
［５］前記混合物（Ａ）の硫酸溶液１００質量部に対して水性媒体３００〜３０００質量部を混合し、液温（Ｔ１）が５０℃以下となる様にして、微細粒子を析出させた混合溶液（Ｂ）を得る第一工程と、該混合溶液（Ｂ）の温度を３０℃以下でかつ前記で選択した液温（Ｔ１）より低く、さらに溶液状態を維持する温度（Ｔ２）へ調整する第二工程とを含み、温度（Ｔ２）への調整を、混合溶液（Ｂ）を得た時点を起算点として３０秒以内で行って製造することを特徴とする請求項４記載の顔料組成物の製造方法。
［６］請求項１〜３のいずれか記載の顔料組成物を、赤色画素部に含有することを特徴とするカラーフィルタ。
［７］請求項４、５のいずれか記載の製造方法で得られた顔料組成物を、赤色画素部に含有することを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＰＲ１７７およびジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩からなる微細な赤色顔料組成物によって形成される赤色画素部を具備したカラーフィルタが、優れたコントラストを示す格別顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態のマイクロミキサー１の概略図。
【図２】マイクロミキサー１が有する積層体の分解斜視図。
【図３】マイクロミキサー１の構成部材である第一のプレートの斜視図。
【図４】マイクロミキサー１の構成部材である別例の第一のプレートの斜視図。
【図５】マイクロミキサー１の構成部材である第二のプレートの斜視図。
【図６】マイクロミキサー１の構成部材である別例の第二のプレートの斜視図。
【図７】熱交換媒体が流通する流路を設けたプレートを有する積層体の分解斜視図
【図８】一実施形態のマイクロミキサー２の概略図。
【図９】マイクロミキサー２が有する積層体の分解斜視図。
【図１０】マイクロミキサー２の構成部材である混合プレートの斜視図。
【図１１】マイクロミキサー２の構成部材である混合プレートの平面図。
【図１２】マイクロミキサー２の構成部材である温調プレートの斜視図。
【図１３】マイクロミキサー２が有する積層体の斜視図。
【図１４】マイクロ熱交換器１が有する積層体の斜視図。
【図１５】マイクロ熱交換器１が有する積層体の分解斜視図。
【図１６】実施例及び比較例で用いた製造装置を模式的に示す概略構想図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、シェラーの式よりＸ 線回折の半価幅からの計算値で結晶子サイズが７５〜１１５ Å の範囲である、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７とジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩を含有することを特徴とするカラーフィルタ用赤色顔料組成物に関する。
好ましくは、ジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩が式２で表されることを特徴とするカラーフィルタ用赤色顔料組成物に関する。
式２
2013253199.tif 000004
（ 式中、ｎ は１ 〜 ２ の整数、ｍは１〜３の整数、ＸはＨ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ａｌ、ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜１８のアルキル基を表す）を表す）
さらに、好ましくは、ジアミノジアントラキノンスルホン酸またはその塩が式１で表されることを特徴とするカラーフィルタ用赤色顔料組成物に関する。
式１
2013253199.tif 000005
（ 式中、ｎ は１ 〜 ２ の整数、ＸはＨ、Ｎａ）
カラーフィルタ用赤色顔料に用いられるＰＲ１７７かつジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩は、シェラーの式よりＸ 線回折の半価幅からの計算値で結晶子サイズが７５〜１１５ Å の範囲であることが好ましい。更には８０〜１１０Åであるものが特に好ましい。これは、結晶子径を十分微細化することで、カラーフィルタを作成した時のコントラストが格段に向上するためである。
【００１１】
本発明の顔料組成物に使用するＰＲ１７７の形態は特に限定されないが、市販のＰＲ１７７の粉体および自ら合成したＰＲ１７７の粉体を硫酸に添加して溶解して使用するのが
最も簡便である。
【００１２】
ＰＲ１７７は、特公昭３８−２５８４２号公報に開示されているような公知の方法で合成することができる。例えば、１−アミノ−４−ブロモ−アントラキノン−２−スルホン酸を酸性媒体中で銅粉または銅化合物と共に加熱して、４，４’−ジアミノ−１，１’−ジアントラキノニル−３，３’−ジスルホン酸を合成する。次いで８０〜９０重量％の硫酸中で１２０〜２２０℃に加熱して脱スルホン化することにより、ＰＲ１７７を得ることができる。
このようにして合成したＰＲ１７７の硫酸溶液をそのまま使用してもよい。その場合、ジアミノアントラキノンスルホン酸または、その塩は室温以下で添加するのが好ましい。
【００１３】
ジアミノアントラキノンスルホン酸または、その塩は、一般的な方法で合成することができる。例えば、３０〜６０％の発煙硫酸中にＰＲ１７７を溶解させ、８０〜１００℃に加熱してスルホン化反応を行った後、氷水中に析出させて、ジアミノアントラキノンスルホン酸を得ることができる。また、ジアミノアントラキノンスルホン酸塩の場合は、ここで得たジアミノアントラキノンスルホン酸と各種金属塩またはアンモニウム塩との反応により得ることができる。
ジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩の含有量は、ＰＲ１７７とジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩の合計量のうち、０．５重量％〜３０重量％の範囲であることが好ましい。本発明で使用するジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩は、ＰＲ１７７と共にアシッドペースティング法で顔料組成物を製造する場合、少量の添加でも非常に微細化効果が高いため、顔料組成物中に０．５重量％添加すれば十分に微細な顔料組成物を調製することができる。また、ジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩の含有量が増加するのに伴い、得られる顔料組成物の一次粒子径は微細となり、それを使用したカラーフィルタのコントラストを向上することができる。しかし、ジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩の添加量が顔料組成物中の３０重量％を超えても、添加量の増加に伴った顕著な微細化効果は得られず、さらにＰＲ１７７の含有量が低下することにより着色力が低下するため、好ましくない。
【００１４】
ＰＲ１７７及びジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩を含んだ硫酸溶液を調製する方法は特に限定されない。硫酸中にそれぞれの粉末を添加して溶解してもよいし、それぞれを硫酸に溶解した後に、それぞれの硫酸溶液を混合してもよい。硫酸中にそれぞれの粉末を添加する際の添加順などは限定されない。
【００１５】
この硫酸の濃度は、各原料を溶解することができ、且つスルホン化などの反応を発生し
ない濃度であれば特に限定されないが、８０〜９８重量％であることが好ましい。濃度が
８０重量％未満の場合、ＰＲ１７７の溶解度が低く、溶解するＰＲ１７７の単位量あたりに必要となる硫酸量が増加するため、生産性が低下する。また、９８重量％を超える場合、ＰＲ１７７またはジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩が低温でもスルホン化される可能性があり、好ましくない。
【００１６】
また、硫酸の量は、硫酸の濃度によって増減する必要があるが、それらを完全に溶解し得る量であれば特に限定されない。例えば９８重量％の硫酸を使用する場合、ＰＲ１７７及びジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩の合計重量に対して３〜１００重量倍使用するのが好ましく、さらに好ましくは５〜３０重量倍である。硫酸量がこの範囲よりも少ない場合、低温でＰＲ１７７及びジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩を完全に溶解するのが困難な場合がある。また、この範囲よりも多く使用しても品質に与えるメリットはなく、生産性が低下するため、不経済である。
【００１７】
ＰＲ１７７及びジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩を硫酸に溶解する際の温度は、原料の分解やスルホン化などの反応を発生しない範囲であれば特に限定されないが、例えば９８重量％の硫酸を使用する場合、０℃以上６０℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは３０℃以上４５℃以下である。また、上記の温度よりも高温で溶解する場合、ＰＲ１７７またはジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩がスルホン化される、あるいは分解する可能性がある。
【００１８】
本発明において、ＰＲ１７７及びジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩の硫酸溶液を、水と混合して析出させる際の温度は特に限定されない。但し、多くの場合、高温で析出させた場合よりも低温の場合に粒子が微細となる傾向があるため、０℃以上６０℃以下で行うことが好ましい。その際に使用する水としては、水道水、井水、温水など、工業的に使用可能なものはいずれも使用することができるが、析出時の温度上昇を低減するためには、予め冷却した水を使用するのが好ましい。
【００１９】
硫酸溶液と水の混合方法は、第一工程において、硫酸溶液１００質量部に対して水を３００〜３０００質量部を混合することが、好ましい。水の量が３００質量部よりも少ない場合、希釈熱による温度上昇が著しく、製造操作上危険である。また、混合溶液（Ａ）の液温（Ｔ１）を５０℃以下にするのが困難となり、その結果、析出するＰＲ１７７及びジアミノアントラキノンスルホン酸またはその塩が析出してできる粒子の粒径が大きくなることから好ましくない。水の量が３０００質量部よりも多い場合、反応設備の容量が過大となり、経済的に不利である。
【００２０】
第一工程において、硫酸溶液と水との混合比率としては、硫酸溶液１００質量部に対して水５００〜１５００が好ましく、７００〜１２００がより好ましい。
【００２１】
硫酸溶液と水とを混合して得られる混合溶液（Ａ）は、液温（Ｔ１）を、溶液状態を維
持する温度で、且つ、５０℃以下に維持することが、好ましい。液温を５０℃以上にすると粒子径の大きいＰＲ１７７およびその塩の微粒子が析出することから好ましくない。液温（Ｔ１）は５〜４０℃が好ましく、１０〜３０℃がより好ましい。
【００２２】
また、水の温度は１〜４５℃が、液温（Ｔ１）が５０℃以下の混合溶液（Ａ）を得やすいことから好ましい。
【００２３】
本願発明は、ＰＲ１７７およびその塩の含有率が２〜２５質量％の硫酸溶液１００質量部に対して水２００〜３０００質量部を混合し、液温（Ｔ１）が５０℃以下のアントラキノン構造を有する顔料が析出した混合溶液（Ａ）を得る第一工程と、後述する該混合溶液（Ａ）の温度を３０℃以下で、且つ溶液状態を維持する温度（Ｔ２）へ調整する第二工程とを含む。第一工程において、硫酸溶液と水とを混合する際には種々の機械的手段を用いることができる。機械的手段としては、例えば、エジェクターや複数の流体がそれぞれ流通する微細流路と該流体の混合部を有する攪拌装置（マイクロミキサー）を例示することができる。中でも、マイクロミキサーを用いて硫酸溶液と水とを混合を行うことが、混合溶液の温度制御が容易で混合溶液（Ａ）の液温を５０℃以下に維持しやすいことから好ましい。以下、好ましく使用できるマイクロミキサーの一例を説明する。
【００２４】
好ましいマイクロミキサーとしては、例えば、第一の流体が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二の流体が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二のプレートが積層した積層部と、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部とを有するマイクロミキサーであり、第一のプレートと第二のプレートの少なくとも一方が、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、該入り口部の微小管状流路が１本の流路であり、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであるマイクロミキサー１を例示することができる。
【００２５】
以下、マイクロミキサー１の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。図１は、マイクロミキサー１の一例を示す概略図である。
【００２６】
マイクロミキサー１は、中空状のケースＣを有し、このケースＣの中には第一の流体（Ｆ１）が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二の流体（Ｆ２）が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二のプレートが積層した積層部を有する積層体１１０が固定されている。
【００２７】
マイクロミキサー１は、第一のプレートと第二のプレートが積層した積層部に加え、例えば、図１に示すように熱交換媒体を流通させる熱交換媒体流路を有する温調プレートが積層してあるミキサーが硫酸溶液と水との混合時に混合溶液の温度を精密に制御できることから好ましい。
【００２８】
更に、流体Ｆ１と流体Ｆ２の熱交換を行う熱媒体Ｈ１１が流れる熱交換媒体流路を有する温調プレートが積層体１１０に積層されている事が、流体Ｆ１及び流体Ｆ２の温度を均一化でき、流体Ｆ１と流体Ｆ２の温度の差による混合効率の低下を減少できることから好ましい。
【００２９】
前記マイクロミキサー１のケースＣの左端Ｃ１には、第１の流体（Ｆ１）をケースＣ内に供給する第１流体供給部１Ａが設けられ、ケースＣの下部右端Ｃ２には、第２の流体（Ｆ２）をケースＣ内に供給する第２流体供給部２Ａが設けられている。以下、これらの各流体供給部４Ａ，４Ｂを区別しないで説明する場合には、単に流体供給部１として説明する。  
【００３０】
流体供給部１Ａは、ケースＣの左端部に形成された開口部１Ｂと、開口部１Ｂに連結されたコネクタ１Ｃとを有している。コネクタ１Ｃは、第１の流体（Ｆ１）が流通する流体供給路に通じており、従って、この流体供給路は第一のプレートの第一の微小管状流路に通じている。そして、この流体供給路は第１の流体（Ｆ１）を貯留するタンクや、加圧ポンプ、このポンプに連結された管路等を含む圧送機構と接続されており、第１の流体（Ｆ１）はその機構により加圧状態でコネクタ１Ｃ側に圧送されるようになっている。開口部１ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ａには空間が設けられ、該空間は上記圧送機構から送出された第１の流体（Ｆ１）を一時貯留する貯留部Ｓ１として機能する。
【００３１】
流体供給部２Ａは、ケースＣの下部右端に形成された開口部２Ｂと、開口部２Ｂに連結されたコネクタ２Ｃとを有している。コネクタ２Ｃは、第２の流体（Ｆ２）が流通する流体供給路に通じており、従って、この流体供給路は第二のプレートの第二の微小管状流路に通じている。そして、この流体供給路は第２の流体（Ｆ２）を貯留するタンクや、加圧ポンプ、このポンプに連結された管路等を含む圧送機構と接続されており、第２の流体（Ｆ２）はその機構により加圧状態でコネクタ３Ｂ側に圧送されるようになっている。開口部１ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ｂには空間が設けられ、該空間は上記圧送機構から送出された第２の流体（Ｆ２）を一時貯留する貯留部Ｓ２として機能する。
【００３２】
また、ケースＣの下部左端Ｃ３には、熱媒Ｈ１をケースＣ内に供給する熱媒供給部３Ａが形成されている。熱媒供給部３Ａは、上記流体供給部１Ａ、２Ａと同様に開口部３Ｂ、コネクタ３Ｃを有している。熱媒供給部３Ａに供給された熱媒Ｈ１は、積層体１１内に形成された流路を通過し、ケースＣの上端Ｃ４に形成された熱媒送出部４ＡからケースＣ外部へ送出される。熱媒送出部４Ａは、上記流体供給部１Ａ、２Ａと同様に開口部４Ｂ、コネクタ４Ｃをそれぞれ有している。
【００３３】
また、ケースＣの右端Ｃ４は、ケースＣの右端部に形成された開口部５Ｂと開口部５Ｂに連結されたコネクタ５Ｃからなる送出部５Ａを有している。開口部５ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ｃには空間が設けられ、該空間は、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部Ｓ３として機能する。
【００３４】
即ち、第一の流体（Ｆ１）及び第二の流体（Ｆ２）は、各流体供給部１Ａ、２ＡからケースＣ内部に供給され、積層体１１に形成された第１の微小管状流路及び第２の微小管状流路にそれぞれ流通する。そして、第１の微小管状流路の出口に到達した第一の流体（Ｆ１）及び第２の微小管状流路の出口に到達した第二の流体（Ｆ２）は、これらの出口部に通ずる混合部Ｓ３へと排出され、混合される。得られた混合流体（Ｆ３）は、送出部５ＡからケースＣ外部へ送出される。尚、マイクロミキサー１のケースＣや各流体供給部１Ａ、２Ａ、送出部５Ａの位置等は上記構成に限定されず、適宜変更可能である。
【００３５】
次に、上記積層体１１について説明する。図２に示すように、積層体１１は、長方形状の各カバープレートＰ１、Ｐ２との間に、流路が形成されたプレート群１２を備えている。
【００３６】
プレート群１２は、２枚の第一のプレート５と２枚の第二のプレート７とが積層されて構成されている。本実施形態では第一のプレートと第二のプレートとが交互に積層された積層体を形成している。
【００３７】
カバープレートＰ１、Ｐ２、第一のプレート５及び第二のプレート７は、その外形が同じ長方形状に形成されている。また、カバープレートＰ１、Ｐ２、第一のプレート５及び第二のプレート７の材質は特に限定されず、例えば金属材、樹脂、ガラス、セラミックス等、流路を形成するための加工が容易で、各プレートを液漏れ等が生じ難い密着状態で互いに固定できる材質であればよい。また、各プレートを同じ材質から形成しても良いし、異なる材質で形成してもよい。例えば、各プレートをステンレス鋼から形成し、拡散結合により密着状態で固定してもよい。各プレートの加工方法は、例えば射出成型、溶剤キャスト法、溶融レプリカ法、切削、エッチング、フォトリソグラフィー、レーザーアプレーション等の公知の各種方法のうち、その材質に応じた好適な方法を選択できる。
【００３８】
次に、第一のプレート５と第二のプレート７について詳述する。図３に示すように第一のプレート５には矩形且つ板状の第一の微小管状流路形成部６Ａを有している。
【００３９】
第一の微小管状流路形成部６Ａは、その上面６ａにおける短手方向（図中Ｙ方向）の中央部に１本以上の第一の微小管状流路６を有している。第一の微小管状流路６は
第一の微小管状流路形成部６Ａの左側端６ｂから右側端６ｃに向かって溝状に形成されており、左側端６ｂ、右側端６ｃ及び上面６ａにおいて開口している。左側端６ｂの開口は第一の微小管状流路６の入口６ｄであって、右側端５ｃの開口は第一の微小管状流路６の出口６ｅとなる。入口６ｄは、第１の流体Ｆ１が供給される上記第１流体供給部１Ａに連通している。
【００４０】
第一の微小管状流路６は、通流方向に直交する方向における断面が矩形状をなす流路であって、左側端６ｂから右側端６ｃまで延びている。第一の微小管状流路６の幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、第一の微小管状流路６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００４１】
また、第一の微小管状流路６内を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜５００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜４０ｍｍ２がより好ましい。
【００４２】
図３において第一の微小管状流路６は５本配置されているが、本数には特に制限はない。複数本配置する場合、各々の微小管状流路６の幅及び深さは同一でも良いし異なっていても良い。また、第一の微小管状流路６の入口と出口の流路幅は同一であっても良いし、異なっていても良い。第一プレートの更なる例示を図４に示す。
【００４３】
次に、第二のプレート７について詳述する。図５に示すように第二のプレート７には矩形且つ板状の第二の微小管状流路形成部７Ａを有している。
【００４４】
第二の微小管状流路形成部７Ａは、その上面７ａに１本の第二の微小管状流路８を有している。第二の微小管状流路８は、第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端７ｂから短手方向（７ｃ方向、図中Ｙ方向）に向かって溝状に形成され、更に、Ｙ方向の中央付近で１回右端方向に直角に屈曲しており、下側端７ｂ、右側端７ｄ及び上面７ａにおいて開口している。下側端７ｂの開口は第二の微小管状流路８の入口８ａであって、右側端７ｄの開口は第一の微小管状流路６の出口８ｂとなる。入口８ａは、第２の流体Ｆ１が供給される上記第２流体供給部２Ａに連通している。
【００４５】
マイクロミキサー１は、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積であることを特徴とする。このような構造を有することにより、第二の流体Ｆ２は入り口部において大径部の入口８ａを流れ、小径部８ｂに流入する。小径部に流入した各流体第二の流体Ｆ２は、入口に流入したときの流速よりも大きな流速で出口８ｂに流入し、混合部（図１におけるＳ３）流入する。その結果、第一の流体Ｆ１と第二の流体Ｆ２との混合速度を高めることができる。特に、第一の流体Ｆ１、第二の流体Ｆ２のうち少なくとも一方の流動性が低く混合しにくい流体である場合、即ち高粘度流体である場合や、互いに粘度が大きく異なる場合等に特に効果を発揮することができる。
【００４６】
前記小径部の断面積は、少なくとも大径部の断面積よりも小さい断面積となればよい。小径部の幅及び深さは例えば幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲、幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、小径部の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状が好ましい。
【００４７】
また、第二のプレートは図５に示したように混合部に通ずる出口部が流体の進行方向に平行して設置された複数個の壁で分割され、複数本の流路が形成されているもの以外に、例えば、図６に例示するように１本の流路でもかまわない。ここで、壁の数は、例えば、１〜２５０個である。また、第二のプレート上に形成される第二の微小管状流路の数は図５に示すように１本でも良いし、図６に示すように複数本有っても良い。
【００４８】
マイクロミキサー１には熱交換用の媒体を流通させる温調プレートを積層しても良い。温調プレートと第一のプレートと第二のプレートとを積層したマイクロミキサーを例えば、図７に示す。
【００４９】
温調プレート１２は、図７に示すように、一方の面１２ａに断面凹溝形状の温調流路１３が所定の間隔だけ離れて設けられている。温調流路１２の断面積は、反応流路に対して熱を伝えることができれば特に限定されるものではないが概ね０．１〜４．０（ｍｍ２）の範囲である。更に好ましくは０．３〜１．０（ｍｍ２）である。温調流路６の本数は、熱交換効率を考慮して適宜の本数を採用することができ、特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。
【００５０】
温調流路１２は、図７に示す様に、温調プレート１２の長手方向に沿って複数本配列された主流路１３ａと、主流路１３ａの上流側及び下流側端部で主流路１３ａに連通する供給側流路１３ｂおよび排出側流路１３ｃとを備えていてもよい。
【００５１】
図７では供給側流路１３ｂと排出側流路１３ｃは２回直角に屈曲して温調プレートの側面１２ｄ、１２ｅからそれぞれ外部に開口している。温調流路１２の各流路の本数は、温調流路１２の主流路１３ａ部分のみが複数本配列され、供給側流路１３ｂおよび排出側流路１３ｃはそれぞれ１本で構成されている。
【００５２】
以上のように構成された積層体１１０において、第１流体供給部１ＡからケースＣ内へ加圧状態で供給された第１の流体（Ｆ１）は、貯留部Ｓ１に一時貯留された後、積層体１１０に複数設けられた第一の微小管状流路６へ分割される。また、第２流体供給部２ＡからケースＣ内へ加圧状態で供給された第２の流体（Ｆ２）貯留部Ｓ２に一時貯留された後、積層体１１に複数設けられた第二の微小管状流路８へ分割される。
【００５３】
第一のプレート５の各第一の微小管状流路６に流入した第１の流体（Ｆ１）は、第一の微小管状流路６の出口６ｅへと通じ、混合部Ｓ３へと送出される。また、第二のプレート７の各第二の微小管状流路８に流入した第２の流体（Ｆ２）は、大径部から小径部にかけて流速を高めながら送出され、出口８ｂから混合部Ｓ３へ送出される。
【００５４】
流速を高めながら混合部Ｓ３へ送出された第２の流体（Ｆ２）は、混合部Ｓ３に送出された第２の流体（Ｆ２）と混合する。このとき第２の流体（Ｆ２）の速度が高まっているため混合部Ｓ３における混合効率は向上する。
【００５５】
第１の流体（Ｆ１）と第２の流体（Ｆ２）は、混合部Ｓ３において乱流を生じさせながら混じり合い、得られた混合流体（Ｆ３）は混合流体の送出部５Ａに向かって流れる。そして、送出部５ＡからケースＣ外へ向かって送出される。
【００５６】
また、好ましく用いることができる第二のマイクロミキサーとして、例えば、第１流体が流れる第１流路が形成された第１流路形成部と、第２流体が流れる第２流路が形成された第２流路形成部とを有する混合プレートを備え、前記第１流路の出口と前記第２流路の出口とが、前記第１流体及び前記第２流体が合流する合流路を介して対向し、前記合流路の中心軸方向における前記第１流路の出口の開口位置は、前記第２流路の前記合流路の中心軸方向における開口位置に含まれるか又は同一であることを特徴とするマイクロミキサー２を挙げることができる。
【００５７】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図８〜図１３に従って説明する。図８は、マイクロミキサー２の一例を示す概略図である。マイクロミキサー２は、中空状のケースＣを有し、このケースＣの中には各種微細流路が形成された積層体１１が固定されている。この積層体１１には、混合対象物又は反応対象物である第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２と、これらの各流体Ｆ１，Ｆ２とそれぞれ熱交換を行う第１熱媒Ｈ１（第１媒体）及び第２熱媒Ｈ２（第２媒体）とが流れる流路が形成されている。
【００５８】
ケースＣの左端Ｃ１には、第１流体Ｆ１をケースＣ内に供給する第１流体供給部４Ａが設けられ、ケースＣの右端Ｃ２には、第２流体Ｆ２をケースＣ内に供給する第２流体供給部４Ｂが設けられている。以下、これらの各流体供給部４Ａ，４Ｂを区別しないで説明する場合には、単に流体供給部４として説明する。
【００５９】
流体供給部４は、ケースＣの端部に形成された開口部２と、開口部２に連結されたコネクタ３とを有している。コネクタ３は、各流体Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ貯留するタンクや、加圧ポンプ、このポンプに連結された管路等を含む圧送機構と接続されており、各流体Ｆ１，Ｆ２はその機構により加圧状態でコネクタ３側に圧送されるようになっている。開口部２とケースＣ内に固定された積層体１１の各側面１１ａ，１１ｂとの間には空間が設けられ、該空間は上記圧送機構から送出された各流体Ｆ１，Ｆ２を一時貯留する貯留部Ｓ１，Ｓ２として機能する。
【００６０】
また、ケースＣの上端Ｃ３には、各熱媒Ｈ１，Ｈ２をケースＣ内に供給する各熱媒供給部７Ａ，７Ｂがそれぞれ形成されている。熱媒供給部７Ａ，７Ｂは、上記流体供給部４と同様に開口部５Ａ，５Ｂ、コネクタ６Ａ，６Ｂをそれぞれ有している。各熱媒供給部７Ａ，７Ｂに供給された熱媒Ｈ１，Ｈ２は、積層体１１に形成された流路を通過し、ケースＣの下端Ｃ４に形成された各熱媒送出部７Ｃ，７ＤからケースＣ外部へそれぞれ送出される。各熱媒送出部７Ｃ，７Ｄは、上記流体供給部４と同様に開口部５Ｃ，５Ｄ、コネクタ６Ｃ，６Ｄをそれぞれ有している。
【００６１】
また、ケースＣの下端Ｃ４には、積層体１１内で混合又は反応した各流体Ｆ１，Ｆ２の混合液Ｆ３（又は反応液）をケースＣ外へ送出する送出部１０が設けられている。送出部１０は、開口部８と、開口部８に連結されたコネクタ９とを有している。
【００６２】
即ち、各流体Ｆ１，Ｆ２は、各流体供給部４Ａ，４ＢからケースＣ内部に供給され、積層体１１に形成された微細流路において混合又は反応される。ここで各流体Ｆ１，Ｆ２は、微細流路で混合されることにより拡散距離が短くなり混合速度が大きくなるとともに、所望とする処理量だけが効率よく混合される。混合液Ｆ３（又は反応液）となって送出部１０からケースＣ外部へ送出される。尚、マイクロミキサー１のケースＣや各流体供給部４Ａ，４Ｂ、送出部１０の位置等は上記構成に限定されず、適宜変更可能である。
【００６３】
次に、上記積層体１１について説明する。図９に示すように、積層体１１は、長方形状の各カバープレートＰ１，Ｐ２との間に、流路が形成されたプレート群１２を備えている。
【００６４】
プレート群１２は、３枚の温調プレート１３と２枚の混合プレート１４とが積層されて構成されている。本実施形態では、温調プレート１３が最上層及び最下層となって、混合プレート１４がいずれかの温調プレート１３に挟まれた状態で積層されている。
【００６５】
各カバープレートＰ１，Ｐ２、各温調プレート１３及び各混合プレート１４は、その外形が同じ長方形状に形成されている。また、各カバープレートＰ１，Ｐ２、温調プレート１３及び混合プレートの材質は特に限定されず、例えば金属材、樹脂、ガラス、セラミックス等、流路を形成するための加工が容易で、各プレート１３，１４，Ｐ１，Ｐ２を液漏れ等が生じ難い密着状態で互いに固定できる材質であればよい。また、各プレート１３，１４，Ｐ１，Ｐ２を同じ材質から形成しても良いし、異なる材質で形成してもよい。例えば、各プレート１３，１４，Ｐ２，Ｐ２をステンレス鋼から形成し、拡散結合により密着状態で固定してもよい。各プレート１３，１４，Ｐ２，Ｐ２の加工方法は、例えば射出成型、溶剤キャスト法、溶融レプリカ法、切削、エッチング、フォトリソグラフィー、レーザーアプレーション等の公知の各種方法のうち、その材質に応じた好適な方法を選択できる。
【００６６】
次に、混合プレート１４について図１０及び図１１に従って詳述する。図１０に示すように、本実施形態の混合プレート１４は、一対のプレートからなり、矩形且つ板状の第１流路形成部１４Ａと第２流路形成部１４Ｂとを有している。
【００６７】
第１流路形成部１４Ａは、その上面１４ａにおける短手方向（図中Ｙ方向）の中央部に３本の第１流路１５を有している。各第１流路１５は、等間隔で配置され、第１流路形成部１４Ａの左側端１４ｂから右側端１４ｃに向かって溝状に形成されており、左側端１４ｂ、右側端１４ｃ及び上面１４ａにおいて開口している。左側端１４ｂの各開口は第１流路１５の入口１５ａであって、右側端１４ｃの開口は第１流路１５の出口１５ｂとなる。入口１５ａは、第１流体Ｆ１が供給される上記第１流体供給部４Ａに連通している。
【００６８】
また、第１流路１５は、流路径の大きい大径部１６と流路径の小さい小径部１７と、大径部１６から小径部１７への径変化を緩やかにするためのテーパ部１８が設けられている。
【００６９】
大径部１６は、通流方向に直交する方向における断面が矩形状をなす流路であって、左側端１４ｂから右側端１４ｃの手前まで延びている。大径部１６の幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００７０】
小径部１７も断面矩形状に形成された流路であって、右側端１４ｃの手前から右側端１４ｃに向かって延びている。小径部１７は、少なくとも大径部１６の断面積よりも小さい断面積となればよいが、例えば幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲、幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、小径部１７の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００７１】
また、第１流路形成部１４Ａと第２流路形成部１４Ｂとの間には、所定幅の空間からなる合流路１９が設けられている。図３では底面及び上面が開口するとともに、混合プレート１４の前面１４ｇ側の開口及び背面１４ｈ側の開口を有する。前面１４ｇ側の開口部１９ｃは、合流路１９の出口であって、上記した送出部１０に連通する。また背面１４ｈ側の開口部１９ｂは、ケースＣ又はその他の部材によって閉塞される。この合流路１９は、両側の各側面が第１流路形成部１４Ａ及び第２流路形成部１４Ｂによって構成された、平面視において長方形をなす長尺状の流路であって、その長手方向が混合プレート１４の短手方向と平行になっている。
【００７２】
また、第２流路形成部１４Ｂは、第２流体Ｆ２が流れる第２流路２０を有し、合流路１９に対して第１流路形成部１４Ａと対称的（線対称）に形成されている。即ち、第２流路形成部１４Ｂの上面１４ｄにおける短手方向の中央部に３本の第２流路２０が溝状に形成されて、等間隔で配置されている。また、各第２流路２０は、左側端１４ｅ、右側端１４ｆ及び上面１４ｄ及び底面において開口している。左側端１４ｅの各開口は、第２流路２０の出口２０ｂであって、右側端１４ｆの開口は第２流路２０の入口２０ａを構成する。これらの入口２０ａは、第２流体Ｆ２が供給される上記第２流体供給部４Ｂに連通している。
【００７３】
また、第２流路２０は、大径部２１及び小径部２２と、それらの間に設けられたテーパ部２３を有している。大径部２１は、第１流路形成部１４Ａの大径部１６と同じ形状及び同じ流路径であって、第２流路形成部１４Ｂの右側端１４ｆから左側端１４ｅ手前まで延びている。小径部２２も、第１流路形成部１４Ａの小径部１７と同じ形状及び同じ流路径であって、左側端１４ｅの手前から左側端１４ｅに向かって延びている。
【００７４】
図１１に示すように、このように形成された第１及び第２流路形成部１４Ａ，１４Ｂは、第１流路１５の出口１５ｂと第２流路２０の出口２０ｂとが、合流路１９を介して１対１で対向した位置となるように配置される。また、第１流路１５の出口１５ｂは、合流路１９の中心軸Ｘ１の方向における開口位置が、第２流路２０の出口２０ｂの上記中心軸Ｘ１における開口位置と同一となるように配置される。さらに、それらの出口１５ｂ，２０ｂの開口面は平行になっている。また、第１流路１５及び第２流路２０の出口１５ｂ，２０ｂの断面における中心軸は、同一の中心軸Ｘ２である。尚、第１流路１５は平面視において左側に設けられる必要はなく、右側でもよいし、第２流路２０は平面視において右側に設けられる必要はなく、左側でもよい。さらに、合流路１９の対向する各側面のうち一方の側面に３つの第１流路１５の出口１５ｂが合流路１９の長手方向に沿って並んで配置され、他方の側面に３つの第２流路２０の出口２０ｂが合流路１９の長手方向に沿って並んで配置されている。
【００７５】
このため、第１流路１５及び第２流路２０の入口１５ａ，２０ａから加圧状態で各流体Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ供給すると、各流体Ｆ１，Ｆ２は各大径部１６，２１を流れ、各テーパ部１８，２３を介して各小径部１７，２２に流入する。小径部１７，２２に流入した各流体Ｆ１，Ｆ２は、入口１５ａ，２０ａに流入したときの流速よりも大きな流速で出口１５ｂ，２０ｂから合流路１９に流入する。このとき、上記したように出口１５ｂ，２０ｂが中心軸Ｘ１方向において同じ開口位置であり、１対１で対向しているため、出口１５ｂ，２０ｂから送出された各流体Ｆ１，Ｆ２の流れは合流路１９において正面から衝突した状態となる。このため、各流体Ｆ１，Ｆ２を層流状態で合流させた場合等に比べ、各流体Ｆ１，Ｆ２の接触面積を高めて効率よく混合することができる。また、正面から対向する各流体Ｆ１，Ｆ２の流れを衝突させることにより、各流体Ｆ１，Ｆ２内の流体要素は、第１流体Ｆ１の流れの方向と、この方向と反対方向である第２流体Ｆ２の流れの方向とからせん断力をうけるため、混合速度を高めることができる。特に、各流体Ｆ１，Ｆ２のうち少なくとも一方の流動性が低く混合しにくい流体である場合、即ち高粘度流体である場合や、互いに粘度が大きく異なる場合等に特に効果を発揮することができる。
【００７６】
合流路１９は、背面側の開口部１９ｂが閉塞されているため、衝突した各流体Ｆ１，Ｆ２は、上記主液圧送機構の圧力により開口部１９ｃへ向かって流れる。
合流路１９において発生する圧力損失、高粘度流体及び異粘度流体の安定した通流、混合力、装置的強度を考慮すると、合流路１９の幅、即ち各出口１５ｂ，２０ｂの間の距離は、０．１ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましく、その深さは０．３ｍｍ以上が好ましい。この幅は、各流体Ｆ１，Ｆ２の粘性（流れやすさ）と、目的とする混合度合等に応じて変更可能である。幅を短くすれば、圧力損失が比較的大きくなるが各流体同士の衝突力を増大させ、流体内のせん断力を高めることができる。幅を長くすれば、衝突力は比較的弱くなるが、圧力損失を低減することができる。
【００７７】
次に、温調プレート１３について図１２に従って説明する。温調プレート１３は、長方形状且つ板状に形成され、混合プレート１４とほぼ同じ大きさとなっている。温調プレート１３は、その長手方向の中央であって、混合プレート１４が積層された際に合流路１９と重なる位置に断熱部３０を有している。断熱部３０は、温調プレート１３の前面１３ｃから奥行方向（図中Ｙ方向）に長尺状に切り欠くことで形成されており、その厚み方向（図中Ｚ方向）に貫通し、前面１３ｃ側に開口部３０ａを有している。この断熱部３０の幅は、上記混合プレート１４の合流路１９の幅とほぼ同一となっている。
【００７８】
断熱部３０に対して左側及び右側には、略長方形状の凹部２４が形成されている。この凹部２４には、温調プレート１３の上面１３ａに溝状にそれぞれ形成された流入路２６及び流出路２７が連通している。
【００７９】
また、凹部２４の前面側及び背面側には、長尺状の壁部２４ａ，２４ｂが凹部２４の底面から突出形成されている。壁部２４ａ，２４ｂは、温調プレート１３の長手方向（図中Ｘ方向）に延びるように設けられ、その先端と凹部２４の内壁面との間には流路の一部を構成するための空間が設けられている。また、凹部２４の底面であって、各壁部２４ａ，２４ｂの間には、同じく長尺状の壁部２５が４本突出形成されている。壁部２５は、凹部２４の幅（図中Ｘ方向の長さ）よりも短く、その両端と凹部２４の内壁面との間には流路の一部を構成するための空間が設けられている。これらの各壁部２４ａ，２４ｂ，２５により、凹部２４内の空間が区画されて熱媒Ｈ１，Ｈ２が流れる流路が構成され、流入路２６及び流出路２７を含めて熱媒Ｈ１，Ｈ２が流れる媒体流路としての熱媒流路３１が構成される。熱媒流路３１は、背面側の流入路２６を入口とし、温調プレート１３の中央側から凹部２４の左側面２４ｃに向かって延び、左側面２４ｃ手前で屈曲して右側面２４ｄに向かって延びる。さらに右側面２４ｄ手前で屈曲して再び左側面２４ｃに向かって延びる。このように、熱媒流路３１は、凹部２４内で複数回屈曲する曲折形状をなし、前面側に設けられた流出路２７を出口とする。
【００８０】
温調プレート１３の左側の凹部２４に形成された熱媒流路３１Ａには熱媒Ｈ１が供給され、右側の凹部２４に形成された熱媒流路３１Ｂには熱媒Ｈ２が供給される。この温調プレート１３の上方又は下方に混合プレート１４が積層されると、図１２に示すように、第１流体Ｆ１が流れる第１流路１５の上方又は下方に熱媒Ｈ１が流れる第１熱媒流路３１Ａが重なり、第２流体Ｆ２が流れる第２流路２０の上方又は下方に熱媒Ｈ２が流れる第２熱媒流路３１Ｂが重なる。このため、第１熱媒Ｈ１と第１流体との間で熱交換が行われ、第２熱媒Ｈ２と第２流体との間で熱交換が行われる。
【００８１】
これらの熱媒流路３１Ａ，３１Ｂは、断熱部３０が介在することによって各熱媒流路３１Ａ，３１Ｂ周辺部の間の熱移動が抑制されるので、温度差が大きい熱媒Ｈ１，Ｈ２を各熱媒流路３１Ａ，３１Ｂに供給しても、熱媒Ｈ１，Ｈ２の温度が所望の温度より著しく低下又は上昇することがない。このため、流路内の各流体Ｆ１，Ｆ２が温度変化しやすいマイクロミキサー１においても、第１流体及び第２流体Ｆ１，Ｆ２の精密な温度調整を行うことができる。従って、流体Ｆ１，Ｆ２が所望の温度より範囲より低下するのを抑制することができるので、各流路１５，２０や合流路１９が析出物によって閉塞されず、晶析等による微粒子製造においても生産性の低下を防止することができる。
【００８２】
図１２に示すように、３層の温調プレート１３及び２層の混合プレート１４を交互に積層すると、温調プレート１３の断熱部３０と混合プレート１４の合流路１９とが重なって積層体１１の積層方向の長さと同じ深さの合流路３２が構成される。合流路３２の左側面には、６つの第１流路１５の出口１５ｂが開口し、右側面には、第１流路１５の出口１５ｂのそれぞれに対応した位置に６つの第２流路２０の出口２０ｂが開口する。各温調プレート１３及び各混合プレート１４が密着状態で互いに結合されることにより、混合プレート１４の第１流路１５及び第２流路２０は、温調プレート１３の底面によってその上面側の開口を閉塞される。また温調プレート１３の各熱媒流路３１Ａ，３１Ｂは、混合プレート１４の底面か、若しくはカバープレートＰ１の底面によってその上面側の開口を閉塞される。
【００８３】
以上のように構成された積層体１１において、第１流体供給部４ＡからケースＣ内へ加圧状態で供給された第１流体Ｆ１は、貯留部Ｓ１に一時貯留された後、積層体１１に設けられた６つの第１流路１５へ分割される。また、第２流体供給部４ＢからケースＣ内へ加圧状態で供給された第２流体Ｆ２は、貯留部Ｓ２に一時貯留された後、積層体１１に設けられた６つの第２流路２０に分割される。
【００８４】
混合プレート１４の各第１流路１５にそれぞれ流入した第１流体Ｆ１は、大径部１６から小径部１７にかけて流速を高めながら送出され、出口１５ｂから合流路１９へ送出される。また、各第２流路２０にそれぞれ流入した第２流体Ｆ２は、大径部２１から小径部２２にかけて流速を高めながら送出され、出口２０ｂから合流路１９へ送出される。
【００８５】
各第１流路１５の出口１５ｂからそれぞれ送出された第１流体Ｆ１の微小な流れは、各第２流路２０の出口２０ｂからそれぞれ送出された第２流体Ｆ２の微小な流れと１対１で正面から衝突する。このため、各流体Ｆ１，Ｆ２の微小な流れは、その衝突位置付近でそれぞれ混合されるため、全体としての混合速度をより高めることができる。
【００８６】
６対の出口１５ｂ，２０ｂからそれぞれ送出された各流体Ｆ１，Ｆ２は、合流路１９内で乱流を生じさせながら混じり合い、合流路３２の出口３２ａに向かって流れる。出口から３２ａから送出された混合液Ｆ３は送出部１０に送られ、この送出部１０からケースＣ外へ向かって送出される。
【００８７】
このマイクロミキサー２において、混合対象の流体Ｆ１，Ｆ２の処理量を増加させる場合には、合流路３２の幅、即ち出口１５ｂ，２０ｂ間の距離を変えずに、合流路３２の長さを延長すればよい。或いは、合流路３２の幅を変えずに、合流路１９の側面に開口する流路１５，２０の本数を増加させるか、混合プレート１４の積層数を増加させればよい。従って、合流路３２における混合効率を低下させずに、処理量を増大することができる。また、流路幅が小さく圧力損失が高まりやすいマイクロミキサーにおいて、上記マイクロミキサー１は合流路３２の容積が比較的大きく、圧力損失の増大による流路の閉塞を防ぐことができる。さらに混合対象の流体の粘性等に応じて合流路３２の幅も適宜変更できる構成であるため、装置の自由度を向上することができる。
【００８８】
第二工程において、前記第一工程で得られた混合溶液（Ａ）の温度を３０℃以下で、且つ溶液状態を維持する温度（Ｔ２）へ調整する。その際に、温度（Ｔ２）への調整を、混合溶液（Ａ）を得た時点を起算点として３０秒以内で行うことが必要である。温度（Ｔ２）が３０℃を超える温度とすると、顔料粒子の成長を制御することが困難となることから好ましくない。温度（Ｔ２）は溶液状態を維持する温度であれば低いほうが好ましく、例えば、２５℃以下が好ましく、２０℃以下がより好ましい。
【００８９】
温度（Ｔ２）への調整にかかる時間が３０秒を超えるとやはり顔料粒子の成長を制御することが困難となることから好ましくない。温度（Ｔ２）への調整にかかる時間は短いほうが好ましく、例えば、２０秒以内好ましく、１５秒以内がより好ましい。
【００９０】
第二工程で混合溶液（Ａ）の液温を温度（Ｔ２）へと調節する手段としては、種々のものを使用することができ、一例としてスパイラル式熱交換器を例示することができる。スパイラル式熱交換器は、２枚の板を中心部から渦巻状に巻きあげ、２つの流路から構成されている。この構造は、プロセス液の流路断面積に対して、伝熱面積を広くとれるために、熱交換効率に極めて優れた機器である。
【００９１】
もう一つの例として、マイクロ熱交換器を例示することができる。マイクロ熱交換器の一例として、混合溶液（Ａ）が流通する微小流路を配設したプレートと混合溶液（Ａ）との間で熱交換が行われる流体が流通する微小流路を配設したプレートが交互に積層する装置を零時することができる。
【００９２】
図１３にマイクロ熱交換器１が有する積層体の斜視図を示す。図１３は、混合溶液（Ａ）を流す微小管状流路を配設したプレートと、混合液との間で熱交換が行われる流体を流す流路を配設したプレートが交互に積層してなる反応装置で、微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．１〜４．０ｍｍ２となる空隙サイズを有する微小管状流路を有するマイクロ熱交換器１が有する積層体の斜視図である。
【００９３】
前記マイクロ熱交換器１は、例えば図１３において同一の長方形板状からなる第１プレート（前記図１３中の２）と第２プレート（前記図１３中の３）とが複数交互に積層されて構成されている。各１枚の第１プレートには前記断面積が０．１〜４．０（ｍｍ２）の流路が設けられている（以下、この流路が設けられたプレートをプロセスプレートという）。また第２プレートには温調流体用の流路（以下、温調流路という）が設けられている（以下、温調流路が設けられたプレートを温調プレートという）。そして、図１４に示すようにそれらの供給口および排出口が、化学反応用デバイス１の端面１ｂ、１ｃ、側面１ｄ、１ｅの各領域に分散して配置され、それら領域に混合溶液（Ａ）と、温調流体を流すためのコネクタ３０とジョイント部３１とからなる継手部３２がそれぞれ連結されている。
【００９４】
これらの継手部を介して、混合溶液（Ａ）を含有する流体α（混合液）が端面１ｂから供給されて、熱交換されて冷却された混合溶液（Ａ）を含有する流体βが端面１ｃに排出され、温調流体γが側面１ｅから供給されて側面１ｄに排出されるようになっている。
【００９５】
マイクロ熱交換器１の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面１ｂ、１ｃ間よりも側面１ｄ、１ｅ間が長い長方形状としてもよいが、以下では簡単のために図示形状に即して、端面１ｂから端面１ｃに向かう方向を、プロセスプレートと温調プレートの長手方向と称し、側面１ｄから側面１ｅに向かう方向をプロセスプレートと温調プレートの短手方向と称することにする。
【００９６】
プロセスプレートは、図１５に示すように、一方の面２ａに断面凹溝形状の流路４をプロセスプレートの長手方向に貫通して延し、短手方向に所定間隔ｐ０で複数本配列したものである。流路４の長さをＬとする。断面形状は、幅ｗ０、深さｄ０とする。
【００９７】
流路４の断面形状は、混合溶液（Ａ）とを含有する流体αの種類、流量や流路長さＬに応じて適宜設定することができるが、断面内の温度分布の均一性を確保するために、幅ｗ０、深さｄ０は、それぞれ０．１〜１６〔ｍｍ〕、０．１〜２〔ｍｍ〕の範囲に設定している。なお、幅、深さの記載は図面を参照した場合であって、この値は熱伝面に対して広い値となる様に適宜解釈しうる。特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。
【００９８】
前記流体αは各流路４内に流され、図１３ないし図１５に矢印で示すように、一方の端面２ｂ側から供給されて他方の端面２ｃ側へ排出される。
【００９９】
温調プレートは、図１３に示すように、一方の面３ａに断面凹溝形状の温調流路６が所定の間隔だけ離れて設けられている。温調流路６の断面積は、反応流路に対して熱を伝えることができれば特に限定されるものではないが概ね０．１〜４．０（ｍｍ２）の範囲である。更に好ましくは０．３〜１．０（ｍｍ２）である。温調流路６の本数は、熱交換効率を考慮して適宜の本数を採用することができ、特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。
【０１００】
温調流路６は、図１３及び図１５に示す様に、温調プレートの長手方向に沿って複数本配列された主流路６ａと、主流路６ａの上流側及び下流側端部でそれぞれ流路４と略直交に配置されて各主流路６ａに連通する供給側流路６ｂおよび排出側流路６ｃとを備えていてもよい。図１３及び図１５では供給側流路６ｂと排出側流路６ｃは２回直角に屈曲して温調プレートの側面３ｄ、３ｅからそれぞれ外部に開口している。温調流路６の各流路の本数は、温調流路６の主流路６ａ部分のみが複数本配列され、供給側流路６ｂおよび排出側流路６ｃはそれぞれ１本で構成されている。
【０１０１】
なお、温調流路６の各主流路６ａは、流路４に対して、温調プレートの短手方向において、流路４が分布する範囲を積層方向に重なる範囲に設けられる。
【０１０２】
そして、好ましくは各主流路６ａが、隣り合う２本の流路４、４間に位置するように積層方向に配列し、さらに好ましくは、各主流路６ａが各流路４に積層方向に重なるように配列する。
【０１０３】
各複数のプロセスプレート、温調プレートは、プロセスプレート、温調プレートを同一方向に交互に重ねて積層され、互いに固着、積層されている。
【０１０４】
そのため、マイクロ熱交換器１の形態において、各流路４、温調流路６は、凹溝の開口面が上に積層されるプレートの下面により覆われ、両端が開口する長方形断面のトンネル形状とされる。
【０１０５】
このような各プロセスプレート、温調プレートは、適宜の金属材料を用いることができるが、例えばステンレス鋼板にエッチング加工を施すことにより流路４、温調流路６などを形成し、流路面を電解研磨仕上げするなどして製作することができる。
【０１０６】
第二工程で混合溶液（Ａ）の液温を温度（Ｔ２）へと調節する機械的手段の中でも総括伝熱係数が１０００ｋａｌ／ｍ２・℃ＨＲのものが、熱交換効率が良好なことから好ましい。
【０１０７】
第二工程が終了した後、顔料微粒子が溶液中に分散した分散体が得られる。この分散体を最終製品としても良いし、微粒子を種々の手段により回収し、乾燥させたドライ顔料としても良い。
【０１０８】
本発明の製造方法では、硫酸溶液中、または、水中に分散剤を添加することができる。分散剤は析出した顔料表面に素早く吸着して、微細な顔料粒子を形成し、且つこれらの粒子が再び凝集することを防ぐ作用を有するものである。本発明では、このような分散剤として、アニオン性、カチオン性、両イオン性、ノニオン性もしくは顔料性の低分子または高分子分散剤を使用することができる。これらの分散剤は、単独あるいは併用して使用することができる。顔料の分散に用いる分散剤に関しては、「顔料分散安定化と表面処理技術・評価」（化学情報協会、2001年12月発行）の29〜46頁に詳しく記載されている。
【０１０９】
アニオン性分散剤（アニオン性界面活性剤）としては、N−アシル−N−アルキルタウリン塩、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等を挙げることができる。なかでも、N−アシル−N−アルキルタウリン塩が好ましい。N−アシル−N−アルキルタウリン塩としては、特開平3−273067号明細書に記載されているものが好ましい。これらアニオン性分散剤は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１０】
カチオン性分散剤（カチオン性界面活性剤）としては、四級アンモニウム塩、アルコキシル化ポリアミン、脂肪族アミンポリグリコールエーテル、脂肪族アミン、脂肪族アミンと脂肪族アルコールから誘導されるジアミンおよびポリアミン、脂肪酸から誘導されるイミダゾリンおよびこれらのカチオン性物質の塩が含まれる。これらカチオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１１】
両イオン性分散剤は、前記アニオン性分散剤が分子内に有するアニオン基部分とカチオン性分散剤が分子内に有するカチオン基部分を共に分子内に有する分散剤である。
【０１１２】
ノニオン性分散剤（ノニオン性界面活性剤）としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステルなどを挙げることができる。なかでも、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルが好ましい。これらノニオン性分散剤は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１３】
顔料性分散剤とは、親物質としての有機顔料から誘導され、その親構造を化学修飾することで製造される顔料性分散剤と定義する。例えば、糖含有顔料分散剤、ピペリジル含有顔料分散剤、ナフタレンまたはペリレン誘導顔料分散剤、メチレン基を介して顔料親構造に連結された官能基を有する顔料分散剤、ポリマーで化学修飾された顔料親構造、スルホン酸基を有する顔料分散剤、スルホンアミド基を有する顔料分散剤、エーテル基を有する顔料分散剤、あるいはカルボン酸基、カルボン酸エステル基またはカルボキサミド基を有する顔料分散剤などがある。
【０１１４】
高分子分散剤としては、具体的には、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド、ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール一部分ホルマール化物、ポリビニルアルコール一部分ブチラール化物、ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロック共重合体、ポリアクリル酸塩、ポリビニル硫酸塩、ポリ（4−ビニルピリジン）塩、ポリアミド、ポリアリルアミン塩、縮合ナフタレンスルホン酸塩、スチレン−アクリル酸塩共重合物、スチレン−メタクリル酸塩共重合物、アクリル酸エステル−アクリル酸塩共重合物、アクリル酸エステル−メタクリル酸塩共重合物、メタクリル酸エステル―アクリル酸塩共重合物、メタクリル酸エステル―メタクリル酸塩共重合物、スチレン−イタコン酸塩共重合物、イタコン酸エステル−イタコン酸塩共重合物、ビニルナフタレン−アクリル酸塩共重合物、ビニルナフタレン−メタクリル酸塩共重合物、ビニルナフタレン−イタコン酸塩共重合物、セルロース誘導体、澱粉誘導体などが挙げられる。その他、アルギン酸塩、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、アラビアゴム、トンガントゴム、リグニンスルホン酸塩などの天然高分子類も使用できる。なかでも、ポリビニルピロリドンが好ましい。これら高分子は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１５】
本発明の顔料組成物は、所望の分光極性を得るため、アシッドペースティングして得られた顔料組成物とあわせてＰＲ１７７以外の赤色顔料、橙色顔料又は黄色顔料を含有してもよい。
赤色顔料または橙色顔料は特に限定されないが、その例としてＣ．Ｉ．ピグメントレッド７、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、１４６、１７７、１７８、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０７、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１、７３などが挙げられる。その中でも、色特性及びコントラストの観点から、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、２５５、２６４、２０７、４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１、７３から選ばれる少なくとも１種の顔料が好ましく、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４が特に好ましい。これらは、それぞれを単独で使用してもよく、２種類以上を併用してもよい。
【０１１６】
黄色顔料は特に限定されないが、その例としてＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４などが挙げられる。その中でも、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３から選ばれる少なくとも１種の顔料が好ましく、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０が特に好ましい。これらは、それぞれを単独で使用してもよく、二種類以上を併用してもよい。また、黄色顔料と、上記のＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７以外の赤色顔料または橙色顔料を併用してもよい。
【０１１７】
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、カラーフィルタ用顔料組成物と顔料担体とを含有するものである。顔料担体は、透明樹脂、その前駆体またはそれらの混合物から選択される。これらは単独で使用してもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。前駆体は、透明樹脂を生成するモノマー及びオリゴマーを含む。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物に使用される透明樹脂は、可視光領域である４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が８０％以上であることが好ましく、９５％以上であるものが特に好ましい。透明樹脂には、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂などが含まれる。
顔料担体は、着色組成物中に含まれる顔料組成物１００重量部に対して、３０〜７００重量部、好ましくは６０〜４５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂とその前駆体との混合物を顔料担体として用いる場合には、透明樹脂は、着色組成物中に含まれる顔料組成物１００重量部に対して、２０〜４００重量部、好ましくは５０〜２５０重量部の量で用いることができる。また、透明樹脂の前駆体は、着色組成物中に含まれる顔料組成物１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは１０〜２００重量部の量で用いることができる。
【０１１８】
透明樹脂のうち、熱可塑性樹脂の例としては、以下の例に限定されないが、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ）、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂の例としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【０１１９】
活性エネルギー線硬化性樹脂としては、以下の例に限定されないが、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、ホルミル基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂、あるいはスチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものなどが挙げられる。
【０１２０】
透明樹脂の前駆体であるモノマー、オリゴマーとしては、以下の例には限定されないが、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１, ６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で使用してもよく、二種類以上を混合して用いてもよい。
【０１２１】
本発明の着色組成物は、顔料分散剤、有機溶剤、樹脂（ワニス）の混合物をさらに含むことが好ましい。また、必要に応じて、各種添加剤、樹脂型分散剤等を含んでいてもよい。顔料分散体を調製する際、顔料及び顔料分散剤は、予め混合して得られた顔料組成物として添加してもよく、それぞれ別々に添加してから分散してもよい。また、各原料の添加順序や添加方法については特に限定されない。着色組成物の成分は、分散機で分散することにより調製することができる。
【０１２２】
顔料分散剤としては、以下の例には限定されないが、一般的に入手できる高分子分散剤としては、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１３０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１６１」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１６２」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１６３」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１７０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１７１」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１７４」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８２」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８３」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８４」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８５」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０００」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２００１」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０２０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０５０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０７０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０９６」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２１５０」、「ＥＦＫＡ１５０３」、「ＥＦＫＡ４０１０」、「ＥＦＫＡ４０２０」、「ＥＦＫＡ４３００」、「ＥＦＫＡ４３３０」、「ＥＦＫＡ４３４０」、「ＥＦＫＡ４５２０」、「ＥＦＫＡ４５３０」、「ＥＦＫＡ５０５４」、「ＥＦＫＡ７４１１」、「ＥＦＫＡ７４２２」、「ＥＦＫＡ７４３１」、「ＥＦＫＡ７４４１」、「ＥＦＫＡ７４６１」、「ＥＦＫＡ７４９６」、「ＥＦＫＡ７４９７」、「ソルスパース３０００」、「ソルスパース９０００」、「ソルスパース１３２４０」、「ソルスパース１３６５０」、「ソルスパース１３９４０」、「ソルスパース１７０００」、「ソルスパース１８０００」、「ソルスパース２００００」、「ソルスパース２１０００」、「ソルスパース２００００」、「ソルスパース２４０００」、「ソルスパース２６０００」、「ソルスパース２７０００」、「ソルスパース２８０００」、「ソルスパース３２０００」、「ソルスパース３６０００」、「ソルスパース３７０００」、「ソルスパース３８０００」、「ソルスパース４１０００」、「ソルスパース４２０００」、「ソルスパース４３０００」、「ソルスパース４６０００」、「ソルスパース５４０００」、「ソルスパース７１０００」、アジスパー「ＰＢ−７１１」、「アジスパーＰＢ−８２１」、「アジスパーＰＢ−８２２」、「アジスパーＰＢ−８１４」、「アジスパーＰＢ−８２４」等がある。  塩基性の置換基を有する顔料誘導体や、同様の置換基を有する顔料誘導体が挙げられる。顔料に塩基性官能基を結合させるための連結基は特に限定されない。
顔料誘導体としては、着色組成物の色相に悪影響を与えないものを使用することが好ましく、赤色顔料、橙色顔料、または黄色顔料の誘導体が好ましい。顔料誘導体を調製するために使用される顔料としては、本発明の顔料組成物とあわせて使用することのできる顔料として例示した顔料が挙げられる。また、顔料誘導体は、顔料と全く同じ構造を有する必要はなく、顔料の構造の一部を有するものであっても十分な分散効果を有するので好適に用いることができる。
これらのうち、顔料組成物に含まれる顔料と同じ化学構造またはその構造の一部を有する顔料分散剤の分散効果が特に高いため、そのような顔料分散剤を使用するのが好ましい。顔料分散剤は特定の構造のものを単独で使用してもよく、顔料組成物中に複数の顔料が含まれる場合には、それぞれの顔料に対して最適な構造のものを複数併用してもよい。顔料分散剤の使用量は、本発明の顔料組成物１００重量部に対して、０．１重量部〜４０重量部であることが好ましく、１重量部〜２０重量部である場合が特に好ましい。
【０１２３】
有機溶剤は、特に限定されないが、一般に溶剤として用いられるものは、全て用いることができる。この様な有機溶剤としては、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ｎ−ヘキサン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ソルベッソ１００（エクソン化学株式会社製）、スワゾール１０００（コスモ松山石油株式会社製）、石油系溶剤等が挙げられる。これらは単独で、もしくは混合して使用することができる。
有機溶剤は、本発明の顔料組成物１００重量部に対して、２０〜５０００重量部の量で用いることができる。
【０１２４】
着色組成物（顔料分散体）を調製するために使用する分散機は特に限定されないが、例えば横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、マイクロフルイタイザー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ロールミル、石臼式ミル、超音波分散機、ペイントコンディショナー等が挙げられ、通常分散体を調製するために使用されるあらゆる分散機や混合機を使用することができる。
【０１２５】
これらの分散機を使用して分散を行う前に、ニーダー、３本ロールミル等の練肉混合機を使用した前分散、あるいは２本ロールミル等による固形分散などの処理を行ってもよい。また、分散機で分散した後、３０〜８０℃の加温状態にて数時間〜１週間程度保存する後処理や、超音波分散機、衝突型ビーズレス分散機などを用いて後処理する工程は、顔料分散体に分散安定性を付与するために効果的である。
【０１２６】
本発明の着色組成物は、カラーフィルタの製造に用いられる。
カラーフィルタは、基板上にフィルタセグメントおよびブラックマトリックスを具備するものであり、例えば、ブラックマトリックスと、赤色、緑色、青色、黄色、シアン色、マゼンタ色から選ばれる２〜６色のフィルタセグメントとを備えることができる。前記フィルタセグメントおよび／またはブラックマトリックスは、スピンコート方式あるいはダイコート方式によって本発明の着色組成物を塗布することにより、基板上に形成される。
【実施例】
【０１２７】
次に本発明を実施例等により詳細に説明する。以下、特に断りがない限り、部及び％はいずれも質量基準である。
製造例１
＜ジアミノジアントラキノンスルホン酸の製造方法＞
フラスコに３０％発煙硫酸を１０部、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７を１部仕込み、８０℃で３時間反応させてスルホン化反応を行った後、反応液を氷水５０部の入ったビーカーに注いだ。その混合物をろ過し、ウエットケーキを得た。得られたウエットケーキを水に分散し、ｐＨ９に調整して室温で３０分攪拌し、次いでｐＨ５に調整して室温で３０分攪拌した。スラリーを濾過、水洗浄、乾燥、粉砕して、ジアミノジアントラキノンスルホン酸を含む顔料組成物０．７部を得た。ＨＰＬＣでの分析の結果、この顔料組成物はスルホン酸置換基数が１または２である化合物を含み、その平均置換基数は１．４であった。
＜本実施例及び比較例で用いたデバイス＞
硫酸溶液、水をそれぞれ入れるタンク、マイクロミキサー、熱交換器及び得られた顔料微粒子を含む分散体を回収するタンクを図１６に示すように繋ぎ、製造装置とした。図１６の６７のマイクロミキサーは図１に記載のマイクロミキサーで、積層部が図７に記載された積層部であるマイクロミキサーを用いた。このマイクロミキサーはドライエッチング加工により第一の微小管状流路が形成された第一のプレート５が１枚、同じくエッチング加工により第二の微小管状流路が形成された第二のプレート７が１枚、及び温調プレート１２が２枚交互に積層されており、更にこの積層体を２枚のカバープレートで挟み込んでいる。プレートの材質はＳＵＳ３０４である。板厚はプレート５、プレート７が０．４ｍｍである。温調プレート１２が１．０ｍｍである。第一のプレート５の微小管状流路の断面寸法は幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ３８ｍｍであり、微小管状流路本数は１０本である。第二のプレート７は微小管状流路の大径部８ａの断面寸法は幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２０ｍｍである。小管状流路の小径部８ｂは幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍであり、微小管状流路本数は１０本である。温調プレート１２の断面寸法は幅１．２×深さ０．５×長さ４０ｍｍである。  
【０１２８】
図１６の６９の熱交換器は図１３に記載の熱交換器を用いた。熱交換器６９はドライエッチング加工により反応流路４が１本形成されたプロセスプレート２０枚と同じくエッチング加工により温調流路６が４本形成された温調プレート２２枚が交互に積層されている。プロセスプレート２と温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚は１ｍｍである。反応流路４と温調流路６の断面寸法はともに幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍである。反応流路４の長さは１９８ｍｍである。
【０１２９】
図１６に示すデバイスにおいて、マイクロミキサーと熱交換器との間の配管は、実施例に応じて適宜交換し、混合溶液（Ａ）が熱交換器に入るまでの時間を変更できるようにした。
【実施例１】
【０１３０】
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７  ０．９５ｇと製造例１のジアミノジアントラキノンスルホン酸０．０５ｇと９８質量％の濃硫酸７ｇを混合して硫酸溶液を得た（硫酸溶液中の顔料の含有率：１１．９質量％、ジアミノジアントラキノンスルホン酸の含有率０．６質量％）。顔料を溶解する際の液温は３７℃で攪拌時間は２時間である。硫酸溶液１００ｇを図１６に示すデバイスのタンク６２にいれ、また、水１５００ｇをタンク６４に入れた。
プランジャーポンプ６５及び６６を用いて、タンク６２中の硫酸溶液とタンク６４中の水を重量比１：１０の比率で流量８８ｇ／分になるようにマイクロミキサー６７に送り、マイクロミキサーにて混合溶液（Ａ）を得た。このときの混合溶液（Ａ）の液温（Ｔ１）は４０℃であった。次に、混合溶液（Ａ）を熱交換器へ移送し、液温（Ｔ２）が２５℃である顔料微粒子の分散体を得た。温度（Ｔ２）への調整にかかった時間は混合溶液（Ａ）を得た時点を起算点として１５秒であった。得られた顔料微粒子の分散体を濾過、水洗浄、乾燥、粉砕し、赤色顔料組成物を得た。
＜カラーフィルタ赤色画素部用組成物の調製＞
上記実施例１で得られた赤色顔料組成物１０部をポリビンに入れ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３７部、プロピレングリコールモノメチルエーテル１６部、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ（商標名）２０００（ビックケミー株式会社社製）１２部、０．３−０．４ｍｍφセプルビーズを加え、ペイントコンディショナー（東洋精機株式会社製）で２時間分散し、顔料分散液を得た。この顔料分散液７５．００部とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート９．７５部、アクリル樹脂溶液ユニディック（登録商標）ＺＬ−２９５（ＤＩＣ株式会社社製）の２１．２５部を分散撹拌機で撹拌し、カラーフィルタ赤色画素部を形成するための組成物を得た。
＜ＣＦ試験用ガラス基板作製＞
続いて上記の組成物をスピンコーターにより５０ｍｍ×５０ｍｍ、１ｍｍ厚のガラス板上に塗布した。スピンコーターの回転数は６００、８００、１０００、１２００ｒｐｍとし、組成物の塗布膜厚の異なる４種のガラス板を作成した。こうして得られた、組成物が塗布された各ガラス板を９０℃で３分間加熱し、カラーフィルタ赤色画素部を得た。
【実施例２】
【０１３１】
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７  ０．９５ｇと製造例１のジアミノジアントラキノンスルホン酸０．０５ｇと９８質量％の濃硫酸７ｇを混合して硫酸溶液を得た（硫酸溶液中の顔料の含有率：１１．９質量％、ジアミノジアントラキノンスルホン酸の含有率０．６質量％）。別の攪拌装置付の容器に１５℃の水３０００部を張り、それを強攪拌下に、前記硫酸溶液を投入し、３０分間そのまま攪拌し、濾過、水洗浄、乾燥、粉砕し、赤色顔料組成物を得た。その後の操作は実施例１と同様に行って、カラーフィルタ赤色画素部を作成した。
（比較例１）
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７  １．０ｇと９８質量％の濃硫酸７ｇを混合して硫酸溶液を得た（硫酸溶液中の顔料の含有率：１２．５質量％）。その後の操作は実施例１と同様に行って、カラーフィルタ赤色画素部を作成した。
（比較例２）
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７  １．０ｇと９８質量％の濃硫酸７ｇを混合して硫酸溶液を得た（硫酸溶液中の顔料の含有率：１２．５質量％）。その後の操作は実施例２と同様に行って、カラーフィルタ赤色画素部を作成した。
（評価例）
本発明における結晶子サイズの測定方法およびコントラスト測定方法を下記に示した。
〈結晶子サイズの測定方法〉
測定装置はＣｕＫα（ＣｕＫα１ ＋ ＣｕＫα２）線をＸ 線源とした平行ビーム光学系の粉末Ｘ線回折計で株式会社リガク社製のＲｉｎｔ−ＴＴＲＩＩを使用した。測定条件は走査範囲(２θ )２〜５０°、スキャンステップ幅０．０２°、走査速度１．０°／ｍｉｎ、発散スリット０．５゜、散乱スリット開放°、受光スリット開放とした。
次に解析方法・結晶子サイズ計算として、プロファイルフィッティングは株式会社リガク社製の粉末Ｘ線回折パターン解析ソフトＰＤＸＬ１．７を用いて行った。
結晶子サイズ(Ｄ)は以下に示すシェラーの式を用いて計算した。
2013253199.tif 000006
なお、シェラー定数(Ｋ)＝０．９，Ｘ線(ＣｕＫα１)波長(λ)＝１．５４０５６Å とした。計算に用いた試料由来の半価幅(β)は、標準Ｓｉ(ＮＩＳＴＳｉ６４０ｂ)の各回折ピーク半価幅(ＣｕＫα１ 由来)よりあらかじめ算出しておいた半価幅曲線（回帰２次曲線）を用い、該当する角度の装置由来半価幅(βi)を計算し、以下の半価幅補正式を用いて算出した。
2013253199.tif 000007
ＣｕＫα1 線由来の半価幅(βo)およびブラッグ角(θ)は上記のプロファイルフィッティング法により算出した。
なお、結晶子サイズの計算に用いるＣｕＫα線由来のＸ線回折ピークは、１２．１°と２６．６°を使い、それぞれ得られた結晶子サイズの平均値を顔料の結晶子サイズとした。
〔カラーフィルタ赤色画素部のコントラスト評価方法〕
作成したガラス基板を用いてコントラストを評価した。
焼成前コントラストは当該カラーフィルタ赤色画素部を２枚の偏光板の間に設置し、偏光版の外側の一方には光源を、更に反対側にはトプコンテクノハウス製色彩輝度計ＢＭ−５Ａを設置して、２枚の偏光版の偏光軸が平行のときと垂直のときの輝度を測定した。平行時と垂直時の輝度の比を各ガラス板のコントラストとし、４枚のガラス板について測定することで色度座標ｘとコントラストとのグラフを作成し、その近似直線上のｘ＝０．６４における値を当該赤色画素部の焼成前コントラストとした。
焼成後コントラストは、上記の焼成前コントラストを測定したカラーフィルタ赤色画素部を設けたガラス基板を２３０℃の乾燥機に１時間入れ、取り出して放冷した後に、同様にコントラストを測定して求めた。焼成後コントラストが６０００以上であれば、実用上優れたカラーフィルタ赤色画素部と言える。
実施例、比較例で作成したカラーフィルタの２３０℃焼成前後のコントラストの値、結晶子サイズを下表に記載した。
【０１３２】
表１
【０１３３】
【表１】
2013253199.tif 000008
実施例１と比較例１との対比からわかる様に、ジアミノアントラキノンスルホン酸およびその塩が含有する事によって、結晶子サイズが小さくなり、その効果のため光散乱が起こりにくくなり、カラーフィルタ焼成後、コントラストが２０００向上した。このコントラストの向上率は格別顕著なものである。
また、実施例１と実施例２、および比較例１と比較例２の対比からわかる様に、マイクロミキサーを混合器として使用した場合、通常の攪拌装置を使用した例より、結晶子サイズが小さく、同様に焼成後のコントラストが向上している。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
上述したように本発明のカラーフィルタ用の赤色顔料組成物を使用することによって、コントラストの高いカラーフィルタを提供できる。
【符号の説明】
【０１３５】
以下はマイクロミキサー１に関する符号
Ｃ：マイクロミキサー１のケース
Ｃ１：ケースＣの左端
Ｃ２：ケースＣの下部右端
Ｃ３：ケースＣの下部左端
Ｃ４：ケースＣの上端
Ｆ１：第一の流体
Ｆ２：第二の流体
Ｆ３：第一の流体と第二の流体の混合流体
Ｈ１：熱媒
Ｓ１：第１の流体（Ｆ１）を一時貯留する貯留部
Ｓ２：第２の流体（Ｆ２）を一時貯留する貯留部
Ｓ３：混合部
１Ａ：第１流体供給部
１Ｂ：ケースＣの左端部に形成された開口部
１Ｃ：開口部２Ｂに連結されたコネクタ
２Ａ：第２流体供給部
２Ｂ：ケースＣの下部右端に形成された開口部
２Ｃ：開口部２Ｂに連結されたコネクタ
３Ａ：熱媒Ｈ１をケースＣ内に供給する熱媒供給部
３Ｂ：ケースＣの下部左端に形成された開口部
３Ｃ：開口部３Ｂに連結されたコネクタ
４Ａ：熱媒送出部
４Ｂ：ケースＣの上部右端に形成された開口部
４Ｃ：開口部４Ｂに連結されたコネクタ
５  ：第一のプレート
５Ａ：開口部５Ｂとコネクタ５Ｃからなる送出部
５Ｂ：ケースＣの右端部に形成された開口部
５Ｃ：開口部５Ｂに連結されたコネクタ
６  ：第一の微小管状流路
６Ａ：第一の微小管状流路形成部
６ａ：第一の微小管状流路形成部６Ａの上面
６ｂ：第一の微小管状流路形成部６Ａの左側端
６ｃ：第一の微小管状流路形成部６Ａの右側端
６ｄ：第一の微小管状流路６の入口
６ｅ：第一の微小管状流路６の出口
７  ：第二のプレート
７Ａ：第二の微小管状流路形成部
７ａ：第二の微小管状流路形成部７Ａの上面
７ｂ：第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端
７ｃ：第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端７ｂから短手方向にある端
７ｄ：第二の微小管状流路形成部７Ａの右側端
８  ：第二の微小管状流路
８ａ：第二の微小管状流路８の入口
８ｂ：第一の微小管状流路６の出口
１２：温調プレート
１２ａ：温調プレート１２の面
１３：温調プレート１２の面１２ａに設けられた断面凹溝形状の温調流路
１３ａ：温調プレート１２の長手方向に沿って複数本配列された主流路
１３ｂ：主流路１３ａに連通する供給側流路
１３ｃ：主流路１３ａに連通する排出側流路
以下はマイクロミキサー２に関する符号
１：マイクロミキサー
１１：流体混合構造体としての積層体、
１３：温度調節プレートとしての温調プレート、
１４：混合プレート、
１４Ａ：第１流路形成部、
１４Ｂ：第２流路形成部、
１５：第１流路
１６：第２流路、
１５ｂ，２０ｂ：出口、
１９：合流路、
３０：断熱部、
３１Ａ：第１媒体流路としての第１熱媒流路、
３１Ｂ：第２媒体流路としての第２熱媒流路、
４６：熱媒流路、
Ｆ１：第１流体、
Ｆ２：第２流体、
Ｈ１：第１媒体としての第１熱媒、
Ｈ２：第２媒体としての第２熱媒、
Ｘ１，Ｘ２：中心軸。
以下はマイクロ熱交換器１に関する符号
α・・・・・混合流体（Ａ）を含有する流体
β・・・・・混合流体（Ａ）を含有する流体
γ・・・・・温調流体
１・・・・・マイクロ熱交換器
１ｂ・・・・マイクロ熱交換器が有する積層体の端面
１ｃ・・・・マイクロ熱交換器が有する積層体の端面
１ｄ・・・・マイクロ熱交換器が有する積層体の側面
１ｅ・・・・マイクロ熱交換器が有する積層体の側面
２・・・・・第１プレート（プロセスプレート）
２ａ・・・・第１プレートの面
２ｂ・・・・第１プレートの端面
２ｃ・・・・第１プレートの端面
２ｄ・・・・第１プレートの側面
２ｅ・・・・第１プレートの側面
３・・・・・第２プレート（温調プレート）
３ａ・・・・第２プレートの面
３ｂ・・・・第２プレートの端面
３ｃ・・・・第２プレートの端面
３ｄ・・・・第２プレートの側面
３ｅ・・・・第２プレートの側面
４・・・・・断面凹溝形状の流路
６・・・・・断面凹溝形状の温調流路
６ａ・・・・断面凹溝形状の主流路
６ｂ・・・・断面凹溝形状の供給側流路
６ｃ・・・・断面凹溝形状の排出側流路
ｐ０・・・・所定間隔
ｗ０・・・・・幅
ｄ０・・・・・深さ
Ｌ・・・・・・流路長さ
３０・・・・・コネクタ
３１・・・・・ジョイント部
３２・・・・・継手部
８０・・・・・製造装置
６１・・・・・顔料の硫酸溶液
６２・・・・・第１のタンク
６３・・・・・水
６４・・・・・第２のタンク
６５・・・・・プランジャーポンプ
６６・・・・・プランジャーポンプ
６７・・・・・マイクロミキサー
６８・・・・・温調装置
６９・・・・・冷却用熱交換器
７０・・・・・温調装置
７１・・・・・排圧弁
７２・・・・・受け容器
８０・・・・・実施例及び比較例で用いた樹脂の製造装置を模式的に示す概略構成図
【図１】
2013253199.tif 000010
【図２】
2013253199.tif 000011
【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】
2013253199.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
2013253199.tif 000021
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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