(57)【要約】【課題】流量比（体積比）の異なる（流量が異なる）原料の混合において、良好な混合を実現することを課題とする。【解決手段】異なる流量を有する原料のうち、高流量側の原料が流通する高流量側流路１０２と、低流量側の原料が流通する低流量側流路１０３と、高流量側流路が分岐した分岐流路１０２ａ，１０２ｂと、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ及び低流量側流路１０３が合流した後の流路である滞留用流路１０４とを有し、分岐流路１０２ａ及び分岐流路１０２ｂは、低流量側流路１０３を挟み込むように合流することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量が異なる複数の原料がそれぞれ通流する複数の流路を備え、
前記流路は、高流量の原料の流路が複数に分岐した後、低流量の原料の流路に合流するように、分岐・合流されている
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項２】
請求項１のマイクロリアクタにおいて、
各原料が最終的に合流するまでの各原料の流路の内容積について、前記高流量の原料の流路の内容積が、前記低流量の原料の流路の内容積より大きい
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
複数に分岐した高流量の原料と、低流量の原料とが同時に合流する
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロリアクタにおいて、
前記高流量の原料と、前記低流量の原料とが合流する際、前記低流量の原料の両側から前記高流量の原料が合流する
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項５】
請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
前記高流量の原料の流路と、前記低流量の原料の流路との合流点の後段に、少なくとも１つのオリフィスを有する
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項６】
請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
複数に分岐した高流量の原料が、段階的に、低流量の原料に合流するよう前記流路が形成されている
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項７】
請求項６に記載のマイクロリアクタにおいて、
前記高流量の原料は、前記低流量の原料に対して、異なる方向から交互に合流するよう前記流路が形成されている
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項８】
請求項７に記載のマイクロリアクタにおいて、
前記マイクロリアクタは、２枚のプレートから構成され、
それぞれのプレートに前記流路が形成されており、
前記高流量の原料は、前記低流量の原料に対して、前記２枚のプレートそれぞれの方向から、交互に合流するよう前記流路が形成されている
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項９】
請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
各原料が最後に合流した後の下流側に滞留用流路が設けられる
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項１０】
請求項９に記載のマイクロリアクタにおいて、
前記マイクロリアクタの下流側に、前記滞留用流路のみを有するマイクロリアクタが接続される
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項１１】
請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
前記マイクロリアクタの材質がメチルテンペンポリマもしくはポリエチレンである
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項１２】
請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
前記流路の代表径が２ｍｍ以下である
ことを特徴とするマイクロリアクタ。
【請求項１３】
流量が異なる複数の原料がそれぞれ通流する複数の流路を備え、
前記流路は、高流量の原料の流路が複数に分岐した後、低流量の原料の流路に合流するように、分岐・合流されているマイクロリアクタを少なくとも１つ有するとともに、
それぞれの前記マイクロリアクタに原料を送るためのポンプを有する
ことを特徴とする化成品製造システム。
【請求項１４】
流量が異なる複数の原料がそれぞれ通流する複数の流路を備え、
前記流路は、高流量の原料の流路が複数に分岐した後、低流量の原料の流路に合流するように、分岐・合流されているマイクロリアクタが、２枚のプレートから構成され、前記２枚のプレートのうち、少なくとも一方に前記流路が形成されているマイクロリアクタの製造方法において、
前記流路が前記２枚のプレートにおける対合面に位置するよう、前記２枚のプレートが溶着される
ことを特徴とするマイクロリアクタの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のマイクロリアクタの製造方法において、
前記２枚のプレートそれぞれの材質は、メチルテンペンポリマもしくはポリエチレンで構成されており
互いに一方の面が接するように対置されている前記２枚のプレートに対して、レーザが照射されることにより、前記２枚のプレートが溶着する
ことを特徴とするマイクロリアクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料を混合させるためのマイクロリアクタ、化成品製造システム及びマイクロリアクタの製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロ加工技術等により作製された微細流路内で流体を混合させる装置、いわゆるマイクロリアクタを、バイオ分野、医療分野、医薬品、化成品等の化学合成分野に応用しようとする取り組みが盛んに行われている。
マイクロリアクタにおける合成反応の特徴として、以下の点がある。すなわち、マイクロリアクタにおける反応場のサイズの低下に伴い、分子拡散により流体が迅速混合する。その結果、流体の体積に対する表面積の効果が相対的に大きくなるとともに、流体の体積に対する熱伝達の効果が相対的に大きくなる。従って、通常のバッチ反応に比べ、反応時間の短縮や収率の向上による製造効率の向上が期待されている。
【０００３】
また、マイクロリアクタは閉鎖系でかつ小さな反応場を提供することから、腐食性の高い物質や危険な合成反応を取り扱うのに適している。マイクロリアクタ１個あたりの生産量は少なくても、マイクロリアクタをＮ倍化、いわゆるナンバリングアップすることにより、同じ生成物を大量に生産することができる。
【０００４】
また、バイオ分野や医薬品の合成分野において、外部からの異物の混入によるクロスコンタミネーション（交差汚染）は、取り扱う物質の腐食性が比較的低いものの、好ましくないことが多い。
そして、材質としてＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂を用いることにより、材料、成型加工も含めたコストが安くなるため、マイクロリアクタはシングルユース（使い捨て）として使われている。
【０００５】
前記した各分野への適用に向けた、２種類の流体を迅速混合させるためのマイクロリアクタの流路構造に関しては、これまでいろいろな開発及び検討が行われている。
第１には、２種類の原料をそれぞれ複数に分岐し、放射状に交互に導入できるようにし、中心に向かって多層流を形成して合流するものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００６】
ここで、特許文献１には、「流入した２種以上の流体をそれぞれ独立して合流領域に供給し、合流領域からこれらの流体を排出するマイクロデバイスであって、マイクロデバイスに流入した各流体を合流領域に供給する供給チャンネル、および合流した流体を合流領域からマイクロデバイスの外部に排出する排出チャンネルを有して成り、少なくとも１種の流体を供給する供給チャンネルは複数のサブチャンネルを有して成り、これらのサブチャンネルは、同じ合流領域に合流し、複数のサブチャンネルの少なくとも１つの中心軸と、そのサブチャンネルが供給する流体以外の他の種類の流体の内の少なくとも１種の流体を供給する供給チャンネルまたはサブチャンネルの少なくとも１つの中心軸とが一点で交差するように、これらのサブチャンネルおよび供給チャンネルが形成されていることを特徴とする」マイクロデバイスおよび流体の合流方法が記載されている（請求項１参照）。
【０００７】
また、特許文献２には、「少なくとも１種類が有機顔料を溶解した有機顔料溶液であると共に、少なくとも１つがｐＨ調整剤である２種類以上の溶液をマイクロ流路内にて非層流状態で流通させ、その流通過程で前記有機顔料溶液中から有機顔料微粒子を析出させる有機顔料微粒子の製造方法であって、前記有機顔料溶液はアルカリ性または酸性の水性媒体に溶解した溶液であり、前記マイクロ流路内の流通過程で前記有機顔料溶液の水素イオン指数（ｐＨ）を変化させることにより前記有機顔料微粒子を析出させると共に、前記有機顔料溶液と前記ｐＨ調整剤との溶液同士が合流するときの交差角度α、βを、前記合流された全ての溶液の厚み方向の断面積の総和をＳ１とし、前記マイクロ流路の径方向の断面積をＳ２としたときに、Ｓ１＞Ｓ２を満足するように設定することを特徴とする」有機顔料微粒子の製造方法が記載されている（請求項１参照）。
【０００８】
また、第２には、２種類の原料をそれぞれ複数に分岐し、分岐した一方の原料を、分岐したもう一方の原料で挟むようにして合流し、最終的に合流するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
特許文献３には、「導入部材と、該導入部材と連結する第１部材と、該第１部材と連結する第２部材と、該第２部材と連結する第３部材と、該第３部材と連結する導出部材と、を積層するように備えた乳化装置であって、前記導入部材と前記第１部材を積層方向に貫通し、第１の液体が通流する分散相流入流路と、前記第１部材と前記第２部材の間に設けられ、前記第１の液体と溶解することのない第２の液体が通流する連続相流入流路と、前記第２部材を積層方向に貫通し、前記分散相流入流路から流入する第１の液体を内側に、前記連続相流入流路から流入する第２の液体を外側とする混合液が流れるシースフローを形成する混合流路と、前記第３部材と前記導出部材を積層方向に貫通し、前記混合流路よりも流路幅の広い拡大混合流路と、の各流路のうち、前記分散相流入流路、前記混合流路、前記拡大混合流路が同軸上になるように設けられ、前記混合流路と前記拡大混合流路は、それぞれ別部材上に形成されており、前記混合液に含まれる前記第１の液体が、前記混合流路および前記拡大混合流路を流れる中で分断され、エマルション粒子となることにより乳化が行われることを特徴とする」乳化装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許４３３９１６３号明細書
【特許文献２】特許５００１５２９号明細書
【特許文献３】特許５０２３９０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、特許文献１に記載された流路構造の技術では、２種類の原料をそれぞれ複数に分岐させ、放射状に交互に導入できるようにし、中心に向かって多層流を形成して合流させている。この技術は、分岐しても２種類の原料の流量比（体積比）は変わらないため、流量比（体積比）が大きく偏っていると、原料間の界面積が十分に得られないという課題が生じる。ここで、流量とは単位時間当たりに流れる流体の体積である。
【００１２】
また、特許文献２に記載された流路構造の技術では、２種類の原料をそれぞれ複数に分岐し、分岐した一方の原料を、分岐したもう一方の原料で挟むようにして合流し、最終的に合流している。この技術は、分岐する数に応じて微細流路が必要となるが、耐腐食性の高い材質は微細加工が難しいため、腐食性の高い物質や危険な合成反応への適用が難しくなるという課題が生じる。
【００１３】
さらに、特許文献３に記載された流路構造の技術では、２種類の原料が導入されてから合流するまでの、各原料の流路内体積（内容積）がほぼ同じである。このようにすると、２種類の原料の流量比（体積比）が大きく偏っている場合、高流量側の原料がより多く流れるため、化成品の製造開始時に、高流量側の原料が低流量側の原料の流路に流れ込むという課題が生じる。
【００１４】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、流量が異なる原料の混合において、良好な混合を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記した課題を解決するため、本発明は、流量が異なる複数の原料がそれぞれ通流する複数の流路を備え、前記流路は、高流量の原料の流路が複数に分岐した後、低流量の原料の流路に合流するように、分岐・合流されていることを特徴とする。
その他の解決手段については実施形態中において記載する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、流量が異なる原料の混合において、良好な混合を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。
【図２】滞留用流路における混合の様子を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る化成品製造システムの模式図である。
【図４】調整用マイクロリアクタが接続されたマイクロリアクタを示す外観図である。
【図５】第１実施形態に係るマイクロリアクタの作製方法を示すための側面図である。
【図６】第２実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。
【図７】オリフィスの詳細な構造を示す図である。
【図８】第３実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。
【図９】第３実施形態に係るマイクロリアクタの流路における混合の様子を示す図である。
【図１０】第４実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。
【図１１】第４実施形態に係るマイクロリアクタの流路における混合の様子を示す図である。
【図１２】第５実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。
【図１３】第５実施形態に係るマイクロリアクタの分解図である。
【図１４】第５実施形態に係るマイクロリアクタの流路の模式図である。
【図１５】第５実施形態に係るマイクロリアクタの流路における混合の様子を示す図である。
【図１６】第６実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。
【図１７】第６実施形態に係るマイクロリアクタの分解図である。
【図１８】第６実施形態に係るマイクロリアクタの流路の模式図である。
【図１９】第６実施形態に係るマイクロリアクタの流路における混合の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
以下、図１〜図５を用いて、第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。
図１のマイクロリアクタ１０１は、高流量側流路１０２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６及び排出口１０７を有している。
【００２０】
図１に示すように、高流量側の原料（高流量の原料）は、高流量側導入口１０５から導入されると、一点鎖線で示される高流量側流路１０２（高流量の原料の流路）を通流する。また、低流量側の原料（低流量の原料）は、低流量側導入口１０６から導入され、破線で示される低流量側流路１０３（低流量の原料の流路）を通流する。ここで、分岐点１１１ａにおいて、高流量側流路１０２が一点鎖線で示される分岐流路１０２ａと分岐流路１０２ｂの２つに分岐されるのに伴い、高流量側の原料も２つに分岐される。そして、合流点１１１ｂにおいて、高流量側の原料は、低流量側の原料を挟むようにして合流する。ここで、高流量の原料と、低流量側の原料とが混合する。以下、高流量側の原料と、低流量側の原料とが混合したものを混合物と称する。混合物は、最終的に、二点鎖線で示される滞留用流路１０４を通流し、排出口１０７から排出される。ここで、混合物の流量が小さい場合、滞留用流路１０４が反応場となる。しかし、混合物の流量が大きい場合、滞留用流路１０４では反応せず、混合物のまま、排出口１０７から排出される。この場合、滞留用流路１０４は混合場となる。
【００２１】
また、高流量側流路１０２が分岐流路１０２ａと分岐流路１０２ｂとの２つに分岐されることにより、高流量側流路１０２の流路内体積（内容積）は、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなっている。
ここで、高流量側流路１０２の流路内体積と低流量側流路１０３の流路内体積の比は、２種類の原料の流量比（体積比）に近いことが望ましいが、これに限らない。高流量側流路１０２の流路内体積と低流量側流路１０３の流路内体積は、２種類の原料が流れる際の圧力損失が等しい、又は、近い値となるようにすることが望ましい。
【００２２】
ここで、高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ、低流量側流路１０３及び滞留用流路１０４の断面積は、図５で後記するマイクロリアクタ１０１の作製方法の観点から同じであることが望ましい（高流量側流路１０２の断面積≒分岐流路１０２ａ，１０２ｂの断面積≒低流量側流路１０３の断面積≒滞留用流路１０４の断面積）。このようにすることで、滞留用流路１０４内での高流量側の原料の断面積は分岐流路１０２ａ，１０２ｂの断面積よりも狭くなり、また、滞留用流路１０４内での低流量側の原料の断面積は低流量側流路１０３の断面積よりも狭くなるため、高流量側流路１０２から流れてきた高流量側の原料と、低流量側流路１０３から流れてきた低流量側の原料とが、良好に混合する。なお、高流量側導入口１０５及び低流量側導入口１０６には、ポンプ２０４（図３参照）が接続されており、高流量側の原料及び低流量側の原料は、ポンプ２０４による吐出力で通流しているため、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ及び低流量側流路１０３の断面積が同じであっても、各原料は滞留用流路１０４に流れ込むことができる。
【００２３】
なお、図１に示すマイクロリアクタ１０１では、高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂの長さが、低流量側流路１０３より長くなるように構成されることで、高流量側流路１０２の流路内体積を、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくしているが、これに限らない。例えば、高流量側流路１０２の断面積を低流量側流路１０３より大きくすることで、高流量側流路１０２の流路内体積が、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなるようにしてもよい。高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂの長さ及び断面積の両方によって、高流量側流路１０２の流路内体積が、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなるようにしてもよい。
【００２４】
また、高流量側流路１０２の流路内における圧力損失が、低流量側流路１０３の流路内における圧力損失とほぼ等しいことが望ましい。
【００２５】
高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７には、フィッティング接続用のネジ穴が形成されており（図示せず）、フィッティング（図示せず）を用いることにより、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７にチューブ２１３（図３参照）を接続することができる。
【００２６】
また、マイクロリアクタ１０１は、上側プレート１０８及び下側プレート１０９の２枚のプレートから構成されており、上側プレート１０８には、高流量側流路１０２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４が形成されている。そして、下側プレート１０９には、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７が形成されている。上側プレート１０８及び下側プレート１０９は溶着により一体化されている。溶着方法については後記する。
【００２７】
なお、良好な混合を得るためには、マイクロリアクタ１０１における高流量側流路１０２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４の流路の代表径は２ｍｍ以下にすることが望ましい。特に、合流点１１１ｂ及び滞留用流路１０４においては、２種類の原料を分子拡散により迅速に混合させるために、流路の代表径は数十μｍ〜１ｍｍの範囲が望ましい。また、マイクロリアクタ１０１において、２種類の原料は、均一に混ざり合っても、混ざり合わずに不均一になっても（いわゆる乳化状態になっても）よい。
【００２８】
また、高流量側の原料を２つに分岐することにより、合流点１１１ｂにおいて、高流量側の原料が低流量側の原料に対して別の方向から合流するため、良好な混合を実現することができる。この結果、図２に示すように、２種類の原料（高流量側の原料６０３、低流量側の原料６０２）の界面積１１２は、流量比（体積比）で決まる界面積の２倍となり、それほど微細構造にしなくても混合効率を向上させることができる。
なお、特許文献１〜３に記載の技術では、原料が異なる流量比（流量）を有することについては考慮していない。
【００２９】
特に、図１に示すマイクロリアクタ１０１のように、分岐流路１０２ａ及び分岐流路１０２ｂが、同時に低流量側流路１０３に合流することで、図２に示すように、高流量側の原料６０３が低流量側の原料６０２を挟み込むように合流する。この結果、２種類の原料の界面積１１２は、流量比（体積比）で決まる界面積の２倍となり、それほど微細構造にしなくても混合効率を向上させることができる。
なお、図２において、合流する様子をわかりやすくするために、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は混合していないようなイメージで記載している。実際には、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２とは混合した状態となっている。
【００３０】
また、本実施形態に係るマイクロリアクタ１０１において、高流量側の原料を２つに分岐することにより、高流量側流路１０２の流路内体積は、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなる。これにより、化成品の製造開始時において、高流量側の原料が低流量側流路１０３に流れ込むことを防ぐことができる。
つまり、高流量側流路１０２の流路内体積と、低流量側流路１０３の流路内体積とを同じとすると、高流量側の原料の方が、流速が速いので、先に合流点１１１ｂに到達してしまう。すると、先に合流点１１１ｂに到達した高流量側の原料が低流量側流路１０３に流れ込む、すなわち、逆流をしてしまう。
【００３１】
本実施形態では、高流量側流路１０２の流路内体積を、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくすることで、高流量側の原料が合流点１１１ｂに到達する時間を長くする。これにより、高流量側の原料と、低流量側の原料とが、ほぼ同時に合流点１１１ｂに到達するようにすることができる。高流量側の原料が流れる流路（高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ）の流路内体積を、低流量側の原料が流れる流路（低流量側流路１０３）の流路内体積より大きくするというのが、本実施形態の１つのポイントである。
【００３２】
図３は、第１実施形態に係る化成品製造システムの模式図である。
図３の化成品製造システム２００は、高流量側原料容器２０１、第１低流量側原料容器２０２、第２低流量側原料容器２０３、ポンプ２０４（２０４ａ〜２０４ｃ）、生成物用容器２０５、廃棄物用容器２０６を有している。さらに、化成品製造システム２００は、切り替え用バルブ２０７、逆止弁２０８、恒温槽２０９（２０９ａ，２０９ｂ）、重量センサ２１０、圧力センサ２１１、温度センサ２１２、チューブ２１３（２１３ａ〜２１３ｅ）及びマイクロリアクタ１０１（１０１Ａ，１０１Ｂ）を有している。ここで、マイクロリアクタ１０１Ａ及びマイクロリアクタ１０１Ｂは、図１に示すマイクロリアクタ１０１と同じ構造を有している。
【００３３】
また、化成品製造システム２００には、図示しないコンピュータが接続されている。コンピュータは、各重量センサ２１０、各圧力センサ２１１、各温度センサ２１２等から情報を取得する。そして、コンピュータは、取得した情報を基に、各ポンプ２０４（２０４ａ〜２０４ｃ）、切り替え用バルブ２０７、恒温槽２０９におけるヒータ等を制御する。
【００３４】
ここで、恒温槽２０９は、各原料及びマイクロリアクタ１０１で得られた混合物を反応に最適な温度に保つものであり、マイクロリアクタ１０１を保持している。なお、チューブ２１３はループ２２１（２２１ａ〜２２１ｅ）を有している。恒温槽２０９及びループ２２１については後記する。
【００３５】
図３に示すように、高流量側の原料及び第１の低流量側の原料は、高流量側原料容器２０１及び第１低流量側原料容器２０２から、それぞれポンプ２０４（２０４ａ，２０４ｂ）によってそれぞれチューブ２１３ａ，２１３ｂを経て、１つめのマイクロリアクタ１０１Ａに導入される。１つめのマイクロリアクタ１０１Ａ内で高流量側の原料及び第１の低流量側の原料が混合することで、第１の混合物が得られる。
【００３６】
一方、第２の低流量側の原料は、第２低流量側原料容器２０３からポンプ２０４ｃによってチューブ２１３ｃを経て２つめのマイクロリアクタ１０１Ｂに導入される。また、１つめのマイクロリアクタ１０１Ａで得られた第１の混合物はチューブ２１３ｄを経て、２つめのマイクロリアクタ１０１Ｂに導入される。２つめのマイクロリアクタ１０１Ｂ内で第１の混合物及び第２の低流量側の原料は混合し、得られた第２の混合物はチューブ２１３ｅを経て、切り替え用バルブ２０７を経由して生成物用容器２０５もしくは廃棄物用容器２０６で回収される。
【００３７】
化成品の製造開始時には、高流量側の原料、第１の低流量側の原料を、それぞれ１つめのマイクロリアクタ１０１Ａに導入される手前まで導入し、第２の低流量側の原料を２つめのマイクロリアクタ１０１Ｂの手前まで導入してから、高流量側の原料及び第１の低流量側の原料のマイクロリアクタ１０１Ａへの導入を開始する。
また、１つめのマイクロリアクタ１０１Ａで得られた第１の混合物が、２つめのマイクロリアクタ１０１Ｂに導入される手前まで導入されたら、マイクロリアクタ１０１Ｂへの第２の低流量側の原料の導入を開始する。
なお、マイクロリアクタ１０１Ａ，１０１Ｂの手前で、各原料及び混合物を止めることは、ポンプ２０４を停止することで行われる。
【００３８】
このようにすることで、各原料のマイクロリアクタ１０１Ａ，１０１Ｂへの導入時間を短くすることができ、原料の導入を開始してから生成物が得られるまでの時間を短くすることができる。また、このようにすることで、各原料の無駄をなくすことができ、高価な原料の使用を最小限に留めることができる。
【００３９】
さらに、図３に示す化成品製造システム２００では、第２の低流量側の原料側が２つめのマイクロリアクタ１０１Ｂに導入される直前に、逆止弁２０８を設置している。このようにすることで、高流量側の原料及び第１の低流量側の原料のみが導入されている間に、１つめのマイクロリアクタ１０１Ａやチューブ２１３ｄの内部にある空気が、２つめのマイクロリアクタ１０１Ｂにおける第２の低流量側の原料の導入用流路（マイクロリアクタ１０１Ｂにおける低流量側流路１０３（図１））を介して、第２の低流量側の原料側に流れ込むことを防ぐことができる。
【００４０】
なお、高流量側の原料及び第１の低流量側の原料が１つめのマイクロリアクタ１０１Ａに導入される直前にも、それぞれ逆止弁２０８を設置してもよい。このようにすることで、高流量側の原料が導入されていないときに、毛細管現象等により高流量側の原料側の導入用流路（マイクロリアクタ１０１Ａにおける高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ、１０２ｂ（図１））に第１の低流量側の原料が流れ込むことを防ぐことができる。また、第１の低流量側の原料が導入されていないときに、第１の低流量側の原料側の導入用流路（マイクロリアクタ１０１Ａにおける低流量側流路１０３（図１））に高流量側の原料が流れ込むことを防ぐこともできる。
【００４１】
また、図３に示す化成品製造システム２００では、高流量側原料容器２０１、第１低流量側原料容器２０２、第２低流量側原料容器２０３の重量を、それぞれ重量センサ２１０で測定している。また、図示しないコンピュータが、高流量側の原料、第１の低流量側の原料及び第２の低流量側の原料のそれぞれについて、ポンプ２０４（２０４ａ〜２０４ｃ）によって導入された量を把握している。コンピュータが、重量センサ２１０からの重量データの時系列を取得し、時刻データ（図示せず）と組み合わせることにより、高流量側の原料、第１の低流量側の原料及び第２の低流量側の原料のそれぞれの流量データを算出してもよい。また、高流量側の原料、第１の低流量側の原料及び第２の低流量側の原料が、ケミカルハザードの観点から接液した後に洗浄が可能な物質である場合、重量センサ２１０の代わりに流量センサ（図示せず）を設置して流量を測定し、予めわかっている高流量側の原料、第１の低流量側の原料及び第２の低流量側の原料の密度と、流量の時系列データと、時刻データとを基に、コンピュータが、重量の変化分を算出することで、重量センサ２１０の代わりとすることも可能である。
【００４２】
また、図３に示す化成品製造システム２００では、チューブ２１３における高流量側の原料、第１の低流量側の原料、第２の低流量側の原料の化成品製造システム２００内での圧力（吐出圧）を、それぞれ圧力センサ２１１で測定している。これにより、マイクロリアクタ１０１における高流量側流路１０２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４（図１）、チューブ２１３における、原料に含まれる物質の析出や想定外の粘度増加による閉塞等を検知することができる。化成品製造システム２００が許容する最大圧力を予め決めておき、コンピュータが、圧力センサ２１１からの圧力データの時系列データを取得し、最大圧力に達したときにポンプ２０４の動作を止めることも可能である。圧力センサ２１１として、ある圧力の値を検知して圧力を逃がすリリーフバルブ等で代用することもできる。
【００４３】
さらに、図３に示す化成品製造システム２００では、２つのマイクロリアクタ１０１Ａ，１０１Ｂを、それぞれ恒温槽２０９ａ，２０９ｂで温度調節し、その温度をそれぞれ温度センサ２１２で測定している。これにより、所定の温度でマイクロリアクタ１０１Ａ，１０１Ｂのそれぞれに導入された原料を混合することができる。コンピュータは、例えば、温度センサ２１２から温度データの時系列データを取得して、設定温度を満たすように、図示しないヒータあるいは図示しないクーラのスイッチを入り切りして、恒温槽２０９内の温度調節を行う。
【００４４】
このとき、高流量側の原料、第１の低流量側の原料、第２の低流量側の原料の流量と熱伝導率、チューブ２１３の肉厚や、熱伝導率に応じて、マイクロリアクタ１０１の上流側のチューブ２１３のうち、ループ２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃにおいて、必要な長さを恒温槽２０９で温度調節するようにしてもよい。このようにすることにより、より正確に所定の温度でマイクロリアクタ１０１に導入される原料を混合することができる。また、マイクロリアクタ１０１に導入される原料が混合して反応する場合、滞留用流路１０４（図１参照）に滞留する時間が反応時間に対して短いと、マイクロリアクタ１０１の下流側で反応が進行することになる。その場合、適切な滞留時間を確保できるようにチューブ２１３ｄ，２１３ｅの長さを調節するようにしてもよい。そして、混合液の流量、熱伝導率、反応熱、チューブ２１３の肉厚と熱伝導率に応じて、マイクロリアクタ１０１の下流側のチューブ２１３ｄ，２１３ｅのうち、ループ２２１ｄ，２２１ｅにおいて、必要な長さを恒温槽２０９ａ，２０９ｂで温度調節することにより、より正確に所定の温度で反応を進行させることが可能である。
【００４５】
なお、良好に反応を行うために、マイクロリアクタ１０１内の流路だけでなく、マイクロリアクタ１０１の下流側のチューブ２１３（２１３ｄ，２１３ｅ）の流路の代表径も２ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００４６】
また、図３の化成品製造システム２００では、高流量側の原料、第１の低流量側の原料及び第２の低流量側の原料は、それぞれポンプ２０４によって導入されている。ここで、ポンプ２０４として、例えばチューブポンプ、シリンジポンプ、手動によるシリンジ、プランジャポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクリューポンプ等を用いることができる。また、ポンプ２０４の代わりに、水頭差を用いる送液手段が用いられてもよい。
【００４７】
恒温槽２０９の温度調節手段は、水、水−エタノール混合溶媒、エチレングリコール等の流体を用いたり、ペルチェ、マントルヒータ等を用いたりすることができる。なお、反応温度が室温である場合には、反応熱とマイクロリアクタ１０１との熱制御性によっては、必ずしも恒温槽２０９は必要ない。
【００４８】
また、マイクロリアクタ１０１、高流量側原料容器２０１、第１低流量側原料容器２０２、第２低流量側原料容器２０３等における接液部の材質は、混合やその後の反応に悪い影響を与えないものであればよい。そして、この接液部の材質は、高流量側の原料、第１の低流量側の原料及び第２の低流量側の原料の種類に応じて適宜変更することができる。
同様に、ポンプ２０４、チューブ２１３、マイクロリアクタ１０１とチューブ２１３を接続するフィッティング（不図示）や、チューブ２１３等における接液部の材質は、混合やその後の反応に悪い影響を与えないものであればよい。そして、この接液部の材質は、高流量側の原料、第１の低流量側の原料及び第２の低流量側の原料の種類に応じて適宜変更することができる。例えば、耐薬品性の高い、ステンレス、シリコン、金、ガラス、ハステロイ、シリコーン樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＴＰＸ（メチルテンペンポリマ）、ＰＥ（ポリエチレン）、フッ素系樹脂等を用いることができる。また、グラスライニングや、金属の表面にニッケルや金等のコーティングをしたものや、シリコンの表面を酸化させたもの等、耐食性を向上させたものが用いられてもよい。
【００４９】
また、ポンプ２０４として、チューブポンプや、シリンジポンプを用いる場合、ポンプ２０４において接液部となるチューブ２１３やシリンジの材質として、シリコーン樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、フッ素系樹脂等の各種樹脂を用いることができる。さらに、高流量側原料容器２０１、第１低流量側原料容器２０２、第２低流量側原料容器２０３、チューブ２１３、マイクロリアクタ１０１とチューブ２１３を接続するフィッティング（不図示）に対しても各種樹脂を用いるようにしてもよい。このようにすることにより、化成品製造システム２００の接液部のみをシングルユース（使い捨て）とすることが可能である。なお、接液部の材質をすべて同一にする必要はなく、マイクロリアクタ１０１の加工性やチューブ２１３の柔軟性等に応じて適宜変更することができる。
【００５０】
なお、図３に示す化成品製造システム２００は、高流量側の原料、第１の低流量側の原料及び第２の低流量側の原料の３種類の原料を２段階で混合するための、マイクロリアクタ１０１を２つ搭載している。しかし、２種類の流量比の原料を混合する場合には、１段階で混合すればよい。この場合、化成品製造システム２００から第２の低流量側の原料に関係する構成を省けばよい。
また、３種類の原料を２段階で混合するが、低流量側の原料が１種類のみであり、本実施形態マイクロリアクタ１０１が１つあればよい場合がある。例えば、３種類のうち、２種類は流量比に差があるが、流量比に差がある原料の混合物の流量と、残り１種類の原料の流量とがほぼ同じである場合である。このような場合、２つのマイクロリアクタのうち、異なる流量比を混合するマイクロリアクタは本実施形態に係るマイクロリアクタ１０１とし、混合物と、残り１種類の原料を混合するマイクロリアクタを、一般的な（本実施形態のものではない）マイクロリアクタとすることができる。このとき、一般的なマイクロリアクタにおける流路形状は、２種類の原料が迅速に混合するのであれば、Ｙ字型やＴ字型、多層流を形成する形状でもよい。
【００５１】
なお、ここでは、最初に流量比の異なる原料を混合し、その後、混合物の流量と、ほぼ同じ流量の原料を混合することを想定しているが、この逆でもよい。つまり、ほぼ同じ流量の原料を混合したのち、この混合物と異なる流量の原料を混合するようにしてもよい。この場合、前段に一般的な（本実施形態のものではない）マイクロリアクタを配置し、後段に本実施形態に係るマイクロリアクタ１０１を配置することになる。
【００５２】
さらに、高流量側の原料に対し、低流量側の原料が複数（ｎ）種類（ｎは３以上）あり、ｎ＋１種類の原料をｎ段階で混合する場合には、図３の化成品製造システム２００を拡張し、本実施形態のマイクロリアクタ１０１をｎ個搭載した化成品製造システム２００とすればよい。ｎ＋１種類の原料をｎ段階で混合するが、低流量側の原料がｍ種類（ｍは２以下）であり、本実施形態のマイクロリアクタ１０１をｍ個搭載すればよい場合には、残りのｎ−ｍ個の、一般的な（本実施形態のものではない）マイクロリアクタの流路形状は、２種類の原料が迅速に混合するのであれば、Ｙ字型やＴ字型、多層流を形成する形状でもよい。また、マイクロリアクタ１０１以外の、一般的なマイクロリアクタについて、３種類以上の原料を混合させる流路を有するマイクロリアクタを用いてもよい。さらに、原料同士は、均一に混ざり合っても、混ざり合わずに不均一になっても（いわゆる乳化状態になっても）よい。
【００５３】
図３に示す化成品製造システム２００によれば、マイクロリアクタ１０１の効果を有する化成品製造システム２００を実現することができる。また、複数のマイクロリアクタ１０１を接続することにより、１つのマイクロリアクタ１０１が混合可能な種類以上の原料を混合し、反応させることが可能となる。
【００５４】
図４は、調整用マイクロリアクタが接続されたマイクロリアクタを示す外観図である。
前記したように、マイクロリアクタ１０１に導入された原料が混合して反応する場合、滞留用流路１０４に滞留する時間が反応時間に対して短いと、マイクロリアクタ１０１の下流側（マイクロリアクタ１０１から出た後）で反応が進行することになる。反応時間が長い場合、マイクロリアクタ１０１の流路内で滞留時間を確保しようとすると、滞留用流路１０４を長くする必要があるため、マイクロリアクタ１０１が巨大化してしまう。そこで、反応時間を確保するために、図４に示すような調整用マイクロリアクタ３０１が用意される。
【００５５】
図４の調整用マイクロリアクタ３０１は、滞留用流路３０４、混合物導入口３０２、反応物排出口３０３で構成されている。そして、マイクロリアクタ１０１の排出口１０７と、調整用マイクロリアクタ３０１の混合物導入口３０２とが、チューブ２１３により互いに接続される。
【００５６】
図４に示すように、マイクロリアクタ１０１で得られた混合物は、排出口１０７とチューブ２１３を経由し、混合物導入口３０２を経て調整用マイクロリアクタ３０１の滞留用流路３０４に導入される。マイクロリアクタ１０１の滞留用流路１０４に加えて、調整用マイクロリアクタ３０１の滞留用流路３０４においても混合物の反応が行われる。この結果得られた反応物は反応物排出口３０３から排出される。
【００５７】
ここで、ポンプ２０４（図３参照）を稼働し続け、滞留用流路１０４，３０４内を混合物が流動している時間を反応時間として、混合物の反応時間を調整することができる。一方、混合物が滞留用流路１０４，３０４及びチューブ２１３を満たした後にいったんポンプ２０４を停止させてもよい。そして、ポンプ２０４の停止後、所定の時間が経過したら、再度ポンプ２０４が稼働されることにより、混合物が反応物排出口３０３から回収されるようにしてもよい。そして、ポンプ２０４が停止されていた時間と混合物が滞留用流路１０４，３０４、チューブ２１３内を流動する時間を足し合わせた時間を混合物の反応時間とすることも可能である。
【００５８】
また、調整用マイクロリアクタ３０１は、上側プレート３０８及び下側プレート３０９の２枚のプレートで構成されている。上側プレート３０８には滞留用流路３０４が形成されており、下側プレート３０９には、混合物導入口３０２、反応物排出口３０３が形成されている。上側プレート３０８及び下側プレート３０９は、図５で後記する手法による溶着により一体化されている。このように、調整用マイクロリアクタ３０１を一体化することで、滞留用流路３０４からの漏れや外部からの混入を防止することができるため、腐食性の高い物質や、取り扱いに注意を要する合成反応を取り扱う場合や、クロスコンタミネーション（交差汚染）が生じるおそれのある場合においても、安全性や、安定性の高い化合物の製造を行うことができる。
なお、滞留用流路３０４が下側プレート３０９に形成されていてもよい。
【００５９】
なお、良好に反応を行うためには、調整用マイクロリアクタ３０１における滞留用流路３０４の流路の代表径を２ｍｍ以下にすることが望ましい。また、調整用マイクロリアクタ３０１において、滞留用流路３０４を流動する混合物は、均一に混ざり合っていても、混ざり合わずに不均一（いわゆる乳化状態）になっていてもよい。
【００６０】
調整用マイクロリアクタ３０１の材質は、マイクロリアクタ１０１と同様に、混合やその後の反応に悪い影響を与えないものであれば、混合物の種類に応じて適宜変更することができる。例えば、ステンレス、シリコン、金、ガラス、ハステロイ、シリコーン樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＴＰＸ（メチルテンペンポリマ）、ＰＥ（ポリエチレン）、フッ素系樹脂等を用いることができる。また、調整用マイクロリアクタ３０１の材質として、グラスライニング、金属の表面にニッケルや金等のコーティングをしたものや、シリコンの表面を酸化させたもの等、耐食性を向上させたものが用いられてもよい。
【００６１】
なお、調整用マイクロリアクタ３０１における滞留用流路３０４は、滞留用流路１０４より流路内体積を大きくすることで、混合物の滞留時間を長くしている。
【００６２】
図５は、第１実施形態に係るマイクロリアクタの作製方法を示すための側面図である。
図５では、マイクロリアクタ１０１の材質がメチルテンペンポリマもしくはポリエチレンであるものとする。
前記したように、マイクロリアクタ１０１は、上側プレート１０８及び下側プレート１０９の２枚のプレートから構成されている。各流路（高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４）は、上側プレート１０８に形成されているが、下側プレート１０９に形成されてもよい。上側プレート１０８は白色のＴＰＸ（メチルテンペンポリマ）もしくはＰＥ（ポリエチレン）で作製されることが望ましい。また、下側プレート１０９が有色（例えば黒色）のＴＰＸ（メチルテンペンポリマ）もしくはＰＥ（ポリエチレン）で作製されることが望ましい。このように、上側プレート１０８及び下側プレート１０９をＴＰＸや、ＰＥのような樹脂製とすることで、安価かつ焼却可能なマイクロリアクタ１０１を作製することができる。つまり、シングルユースで使用可能なマイクロリアクタ１０１を作成することができる。上側プレート１０８及び下側プレート１０９は、内側に流路（高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４）を形成するように重ね合わせられる。そして、上側プレート１０８の上方（上側プレート１０８側）からレーザ光４０１が、上側プレート１０８の全面に照射されることにより、流路以外の部分が溶着し、マイクロリアクタ１０１が形成される。
ここで、高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ、低流量側流路１０３及び滞留用流路１０４の断面積は同じとすることが望ましい。特に各流路（高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４）での流路幅を同じとし、各流路での流路深さを同じとすることにより、溶着する際に流路が埋まってしまう可能性を低くすることができる。
【００６３】
以上説明したように、第１実施形態において、２種類以上の原料を高流量比（高体積比）で混合する場合に、製造効率ならびに安全性の高いマイクロリアクタ１０１及び化成品製造システム２００を提供できる。
また、図５に示す製造方法により、第１実施形態における効果を有するマイクロリアクタ１０１を容易に製造することができる。
また、このような製造方法により、上側プレート１０８及び下側プレート１０９を一体化することができる。これにより、各流路（高流量側流路１０２、分岐流路１０２ａ，１０２ｂ、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４）からの漏れや、外部からの異物の混入を防止することができ、腐食性の高い物質や、取扱いに注意を要する合成反応を取り扱う場合や、クロスコンタミネーション（交差汚染）が生じるおそれのある場合においても、安全性や、安定性の高い化成品の製造を行うことができる。
【００６４】
＜第２実施形態＞
以下、図６を用いて、第２実施形態について説明する。
図６は、第２実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。なお、図６において、図１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図６のマイクロリアクタ１０１ａは、図１のマイクロリアクタ１０１に、２つのオリフィス５０２（５０２ａ，５０２ｂ）、及び、２つの急拡大部５０３（５０３ａ，５０３ｂ）を有している。
【００６５】
図６に示すように、高流量側の原料は、高流量側導入口１０５から高流量側流路１０２に導入される。また、低流量側の原料は、低流量側導入口１０６から低流量側流路１０３に導入される。高流量側の原料は、分岐点１１１ａにおいて、高流量側流路１０２が分岐流路１０２ａと分岐流路１０２ｂの２つに分岐されるのに伴い２つに分岐され、その後、第１実施形態と同様に、合流点１１１ｂ（図７参照）において低流量側の原料を挟むようにして合流し、混合物となる。この混合物は、１つめのオリフィス５０２ａに導入された後、１つめの急拡大部５０３ａ、２つめのオリフィス５０２ｂ、２つめの急拡大部５０３ｂを経て、最終的に、滞留用流路１０４に導入される。その結果、得られた混合物は排出口１０７から排出される。
【００６６】
なお、マイクロリアクタ１０１ａは、上側プレート１０８及び下側プレート１０９から構成されている。上側プレート１０８には、高流量側流路１０２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４、オリフィス５０２（５０２ａ，５０２ｂ）及び急拡大部５０３（５０３ａ，５０３ｂ）が形成されている。また、下側プレート１０９には、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６及び排出口１０７が形成されている。
【００６７】
図７は、オリフィスの詳細な構造を示す図である。
図７では、図６のオリフィス５０２ａの構成を示しているが、オリフィス５０２ｂの構成も同様である。図７において、図６と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、オリフィス５０２ａでは、その上流の流路より狭い流路となっている。そして、オリフィス５０２ａの下流では、急拡大部５０３ａが配置されている。
【００６８】
なお、良好に混合又は反応を行うためには、高流量側流路１０２（分岐流路１０２ａ，１０２ｂ）、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４、オリフィス５０２ａ，５０２ｂ、急拡大部５０３ａ，５０３ｂの流路の代表径を２ｍｍ以下にすることが望ましい。特に、合流点１１１ｂ、滞留用流路１０４及びオリフィス５０２ａ，５０２ｂにおいては、原料を分子拡散により迅速に混合させるために、流路の代表径は数十μｍ〜１ｍｍの範囲が望ましい。マイクロリアクタ１０１ａにおいては、オリフィス５０２後の急拡大部５０３において原料が微粒化するため、２種類の原料は、均一に混ざり合うより、混ざり合わずに不均一になる組み合わせのほうが望ましい。不均一になる組み合わせの場合、オリフィス５０２によって、量の多い高流量側の原料中に量の少ない低流量側の原料が微粒化して存在することになり、いわゆる乳化状態となる。この結果、低流量側の原料が、高流量側の原料に接する面積が増え、良好な反応が促される。
【００６９】
第２実施形態に係るマイクロリアクタ１０１ａによれば、第１実施形態に係るマイクロリアクタ１０１と同様の効果に加え、混合性の低い原料同士を乳化状態とすることにより、反応を促進させることができる。
【００７０】
＜第３実施形態＞
以下、図８及び図９を参照して、第３実施形態について説明する。
図８は、第３実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。なお、図８において、図１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
図８のマイクロリアクタ１０１ｂは、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ｚ１、分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１、流路Ａ１〜Ｄ１、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７から構成されている。
図８に示すように、マイクロリアクタ１０１ｂにおいて、高流量側の原料は、高流量側導入口１０５から高流量側流路１０２に導入される。また、低流量側原料は、低流量側導入口１０６から低流量側流路１０３に導入される。そして、高流量側流路１０２は分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１の４つに分岐する。これに伴い、高流量側の原料は４つに分岐され、合流点７０１〜７０４において、低流量側の原料もしくは混合物と段階的に合流することで、最終的な混合物となる。その後、混合物は、滞留用流路１０４に導入され、得られた混合物は排出口１０７から排出される。
【００７１】
ここで、図８に示すように、高流量側導入口１０５から分岐点７００までの流路を高流量側流路１０２とする。そして、屈曲点７００ａから合流点７０１までの流路を分岐流路１０２Ａ１とする。また、分岐点７００ｂから合流点７０２までの流路を分岐流路１０２Ｂ１とする。さらに、分岐点７００ｃから合流点７０３までの流路を分岐流路１０２Ｃ１とする。そして、屈曲点７００ｄから合流点７０４までの流路を分岐流路１０２Ｄ１とする。なお、屈曲点７００ａから屈曲点７００ｄまでの流路を分岐流路１０２Ｚ１とする。
【００７２】
また、合流点７０１から合流点７０２までの流路を流路Ａ１とし、合流点７０２から合流点７０３までの流路を流路Ｂ１とする。また、合流点７０３から合流点７０４までの流路を流路Ｃ１とし、合流点７０４から排出口１０７までの流路を流路Ｄ１とする。なお、流路Ｄ１は滞留用流路１０４である。
【００７３】
また、マイクロリアクタ１０１ｂは、上側プレート１０８及び下側プレート１０９の２枚のプレートから構成されている。上側プレート１０８には、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ｚ１、分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１、流路Ａ１〜Ｄ１、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４が形成されている。また、下側プレート１０９には、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７が形成されている。図５に示す製造方法によって、上側プレート１０８及び下側プレート１０９は溶着され、一体化されている。
【００７４】
マイクロリアクタ１０１ｂにおいて、分岐した高流量側の原料の各合流点７０１〜７０４では、断面積が等しい流路どうしが合流し、合流後も流路の断面積は変わらない。高流量側流路１０２は分岐流路１０２Ｚ１を経由して分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１の４つに分岐されているが、合流する毎に、各分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１の断面積が半分になる。
以下、このことを詳細に説明する。
なお、ここでは、高流量側の原料と、低流量側の原料との混合体積比が１５：１である場合を例として示しているが、これ以外の混合体積比でもよい。第４〜第６実施形態においても同様である。
【００７５】
ここで、図８に示すように、分岐点７００から最初の合流点７０１までを区間８０１とし、合流点７０１から次の合流点７０２までを区間８０２とする。そして、合流点７０２から次の合流点７０３までを区間８０３とし、合流点７０３から次の合流点７０４までを区間８０４とする。
【００７６】
そして、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、区間８０１における分岐流路１０２Ｄ１の断面積は８であることが望ましい。また、区間８０２における分岐流路１０２Ｄ１の断面積は４であることが望ましい。そして、区間８０３における分岐流路１０２Ｄ１の断面積は２であることが望ましく、区間８０４における分岐流路１０２Ｄ１の断面積は１であることが望ましい。
【００７７】
また、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、区間８０１における分岐流路１０２Ｃ１の断面積は４であることが望ましい。そして、区間８０２における分岐流路１０２Ｃ１の断面積は２であることが望ましく、区間８０３における分岐流路１０２Ｃ１の断面積は１であることが望ましい。
【００７８】
そして、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、区間８０１における分岐流路１０２Ｂ１の断面積は２であることが望ましく、区間８０２における分岐流路１０２Ｂ１の断面積は１であることが望ましい。
また、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、区間８０１における分岐流路１０２Ａ１の断面積は１であることが望ましい。
このように、第３実施形態では、各分岐流路１０２Ｂ１〜１０２Ｄ１の断面積を区間８０１〜８０４ごとに半分にしていくことが望ましい。ただし、断面積を厳密に前記した値とする必要はない。なお、高流量側導入口１０５から分岐点７００までの流路（高流量側流路１０２）及び分岐流路１０２Ｚ１の断面積はどのような値でもよい。
【００７９】
このようにすることで、各合流点７０１〜７０４における合流対象の流路の断面積をそれぞれ同じとすることができる。マイクロリアクタ１０１ｂにおいて、流量比が近い方が混合しやすいため、各合流点７０１〜７０４における合流対象の流路の断面積をそれぞれ同じとし、かつ各分岐流路１０２Ｂ１〜１０２Ｄ１の断面積を区間８０１〜８０４ごとに半分にすることで、各合流点７０１〜７０４における流路での圧力損失を揃えることができる。
【００８０】
以下、このことを、合流点７０４に注目して説明する。
例えば、各分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１の流量は、区間８０１における断面積に比例するものと仮定すると、流路Ｃ１は、低流量側流路１０３と同じ断面積を有し、そこを通流する混合物の流量は、低流量側流路１０３を通流する流量を１とすると、低流量側流路１０３＋分岐流路１０２Ａ１＋分岐流路１０２Ｂ１＋分岐流路１０２Ｃ１の合計流量である８となる。一方、分岐流路１０２Ｄ１に流れる流量は８であり、区間８０４において、その断面積は低流量側流路１０３と同じ断面積となっている。従って、区間８０４における分岐流路１０２Ｄ１と、流路Ｃ１とでは、同じ流量、同じ断面積となるため、圧力損失が同じとなる。その他の合流点７０１〜７０３も同様である。
【００８１】
また、例えば、区間８０３に注目すると、流路Ｂ１の断面積は、低流量側流路１０３と同じ断面積であり、その流量は低流量側流路１０３＋分岐流路１０２Ａ１＋分岐流路１０２Ｂ１の合計流量の４である。また、区間８０３における分岐流路１０２Ｃ１の流量は４であり、分岐流路１０２Ｃ１の断面積は低流量側流路１０３と同じである。従って、区間８０３において、流路Ｂ１と、分岐流路１０２Ｃ１とにおける圧力損失は同じものとなる。そして、分岐流路１０２Ｄ１の流量は８であり、区間８０３における断面積は低流量側流路１０３の２倍である。このことから、区間８０３において、分岐流路１０２Ｄ１における圧力損失は、流路Ｂ１と、分岐流路１０２Ｃ１とにおける圧力損失と同じとなる。他の区間８０１，８０２，８０４も同様である。
【００８２】
このように、マイクロリアクタ１０１ｂは、各流路Ａ１〜Ｄ１及び各分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１における圧力損失を、各区間８０１〜８０４毎に揃えることができる。これにより、各分岐点７０１〜７０４において、ほぼ同時に低流量側の原料や、高流量側の原料や、混合物が合流することができる。
これにより、良好な混合を実現することができる。
【００８３】
また、このような高流量側流路１０２の分岐により、高流量側流路１０２の流路内体積は、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなっている。これにより、マイクロリアクタ１０１ｂは、第１実施形態に係るマイクロリアクタ１０１と同様の効果を有する。
【００８４】
次に、図８及び図９を参照して、上側プレート１０８の上方（上側プレート１０８側）から見たときの２種類の原料が合流する様子の詳細を説明する。なお、合流する様子をわかりやすくするために、図９では、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は混合していないように記載している。実際には、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２とは混合した状態となっている。
【００８５】
図８に示すように、流路Ａ１では、分岐流路１０２Ａ１からの高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２が隣り合って合流する。この結果、図９に示すように、流路Ａ１では、低流量側の原料６０２と高流量側の原料６０３とが隣り合っている状態となる。
【００８６】
そして、流路Ｂ１では、流路Ａ１に対し、紙面右側から分岐流路１０２Ｂ１からの高流量側の原料６０３が合流する。この結果、図９に示すように、流路Ｂ１では、流路Ａ１の状態に対し、紙面右側に高流量側の原料６０３が合流する。
【００８７】
次に、流路Ｃ１では、流路Ｂ１に対し、紙面右側から分岐流路１０２Ｃ１からの高流量側の原料が合流する。この結果、図９に示すように、流路Ｃ１では、流路Ｂ１の状態に対し、紙面右側に高流量側の原料６０３が合流する。
【００８８】
そして、流路Ｄ１では、流路Ｃ１に対し、紙面右側から分岐流路１０２Ｄ１からの高流量側の原料が合流する。この結果、図９に示すように、流路Ｄ１では、流路Ｃ１の状態に対し、紙面右側に高流量側の原料６０３が合流する。
【００８９】
前記したように、図９では、合流する様子をわかりやすくするために、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は混合していないように記載している。実際には、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２とは混合した状態となっている。もし高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２が混ざり合わなければ、低流量側の原料６０２の紙面右側から高流量側の原料６０３が合流していくといえる。
【００９０】
高流量側流路１０２の流路内体積、分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１の流路内体積、及び流路Ａ１〜Ｄ１の流路内体積の合計と低流量側流路１０３の流路内体積の比は、２種類の原料の流量比（体積比）に近いことが望ましい。さらに、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１、流路Ａ１〜Ｄ１の流路内における圧力損失の合計が、低流量側流路１０３の流路内における圧力損失とほぼ等しいことが望ましい。
【００９１】
このように、マイクロリアクタ１０１ｂにおいて、高流量側流路１０２を４つに分岐することにより、高流量側の原料の流路内体積の合計は低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなる。このため、第１実施形態と同様、化合物の製造開始時に、高流量側の原料が低流量側流路１０３に流れ込むことを防ぐことができる。
【００９２】
全体流量が大きい場合、マイクロリアクタ１０１（図１参照）及びマイクロリアクタ１０１ａ（図６参照）では、流路の代表径を小さくすると圧力損失が大きくなって使用が困難となり、逆に、流路の代表径を大きくすると混合効率が悪くなってしまうおそれがある。
【００９３】
第３実施形態に係るマイクロリアクタ１０１ｂによれば、段階的に高流量側の原料６０３を合流させることで、低流量側の原料と、高流量側の原料における流量比が大きく異なる場合でも良好な混合が可能となる。
なお、マイクロリアクタ１０１ｂにおいて、目的とする混合物は、流路Ｄ１で得られるが、流路Ｄ１は長さが短いため、マイクロリアクタ１０１ｂでは原料の混合のみを行い、反応は、マイクロリアクタ１０１ｂの排出口１０７に接続されている調整用マイクロリアクタ３０１（図４）等で行われることが望ましい。
【００９４】
なお、良好に混合を行うためには、マイクロリアクタ１０１ｂにおける高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ１〜１０２Ｄ１、流路Ａ１〜Ｄ１、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４の流路の代表径は２ｍｍ以下にすることが望ましい。特に、各合流点７０１〜７０４、及び滞留用流路１０４においては、原料を分子拡散により迅速に混合させるために、流路の代表径は数十μｍ〜１ｍｍの範囲が望ましい。また、マイクロリアクタ１０１ｂにおいて、２種類の原料は、均一に混ざり合っても、混ざり合わずに不均一になっても（いわゆる乳化状態になっても）よい。
【００９５】
なお、マイクロリアクタ１０１ｂにおいて、高流量側流路１０２を４つに分岐したが、２種類の原料の流量比（体積比）に応じて、３つに分岐してもよく、また５つ以上に分岐してもよい。一般的には、２種類の原料の流量比（体積比）が増えるのに従い、高流量側流路１０２の分岐数を増やすのが好ましい。
【００９６】
＜第４実施形態＞
以下、図１０及び図１１を参照して、第４実施形態について説明する。
図１０は、第４実施形態に係るマイクロリアクタの外観図である。なお、図１０において図１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
図１０のマイクロリアクタ１０１ｃは、図６のマイクロリアクタ１０１ｂに対し、高流量側流路１０２の分岐流路の並びが異なるものである。
図１０のマイクロリアクタ１０１ｃは、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ｚ２、分岐流路１０２Ａ２〜１０２Ｄ２、流路Ａ２〜Ｄ２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７から構成されている。
【００９７】
図１０に示すように、高流量側の原料は、高流量側導入口１０５から高流量側流路１０２に導入される。また、低流量側原料は、低流量側導入口１０６から低流量側流路１０３に導入される。ここで、高流量側流路１０２は、分岐流路１０２Ａ２〜１０２Ｄ２の４つに分岐される。これに伴い、高流量側の原料は４つに分岐され、高流量側の原料が、低流量側の原料もしくは混合物と段階的に合流することで、最終的な混合物が生成される。その後、混合物は、最終的に滞留用流路１０４に導入され、得られた混合物は排出口１０７から排出される。
【００９８】
ここで、図１０に示すように、高流量側導入口１０５から分岐点７１０までの流路を高流量側流路１０２とする。屈曲点７１０ａから合流点７１４までの流路を分岐流路１０２Ａ２とする。また、分岐点７１０ｂから合流点７１２までの流路を分岐流路１０２Ｂ２とする。そして、分岐点７１０ｃから合流点７１１までの流路を分岐流路１０２Ｃ２とする。さらに、屈曲点７１０ｄから合流点７１３までの流路を分岐流路１０２Ｄ２とする。なお、屈曲点７１０ａから屈曲点７１０ｄまでの流路を分岐流路１０２Ｚ２とする。
【００９９】
そして、図１０に示すように、合流点７１１から合流点７１２までの流路を流路Ａ２とし、合流点７１２から合流点７１３までの流路を流路Ｂ２とする。また、合流点７１３から合流点７１４までの流路を流路Ｃ２とし、合流点７１４から排出口１０７までの流路を流路Ｄ２とする。なお、流路Ｄ２は滞留用流路１０４である。
【０１００】
また、マイクロリアクタ１０１ｃは、上側プレート１０８及び下側プレート１０９の２枚のプレートから構成されている。上側プレート１０８には、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ｚ２、分岐流路１０２Ａ２〜１０２Ｄ２、流路Ａ２〜Ｄ２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４が形成されている。また、下側プレート１０９には、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７が形成されている。図５に示す製造方法によって、上側プレート１０８及び下側プレート１０９は溶着され、一体化されている。
【０１０１】
マイクロリアクタ１０１ｃにおいて、分岐した高流量側の原料の各合流点７１１〜７１４では、断面積が等しい流路どうしが合流し、合流後も流路の断面積は変わらない。高流量側流路１０２は分岐流路１０２Ｚ２を経由して分岐流路１０２Ａ２〜１０２Ｄ２の４つに分岐されているが、合流する毎に、各分岐流路１０２Ａ２〜１０２Ｄ２の断面積が半分になる。
以下、このことを詳細に説明する。
【０１０２】
ここで、図１０に示すように、分岐点７１０から最初の合流点７１１までを区間８１１とし、合流点７１１から次の合流点７１２までを区間８１２とする。そして、合流点７１２から次の合流点７１３までを区間８１３とし、合流点７１３から次の合流点７１４までを区間８１４とする。
【０１０３】
そして、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、区間８１１における分岐流路１０２Ａ２の断面積は８であることが望ましい。また、区間８１２における分岐流路１０２Ａ２の断面積は４であることが望ましい。さらに、区間８１３における分岐流路１０２Ａ２の断面積は２であることが望ましく、区間８１４における分岐流路１０２Ａ２の断面積は１であることが望ましい。
【０１０４】
また、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、区間８１１における分岐流路１０２Ｄ２の断面積は４であることが望ましい。そして、区間８１２において、分岐流路１０２Ｄ２の断面積は２であることが望ましく、区間８１３における分岐流路１０２Ｄ２の断面積は１であることが望ましい。
【０１０５】
さらに、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、区間８１１における分岐流路１０２Ｂ２の断面積は２であることが望ましく、区間８１２における分岐流路１０２Ｂ２の断面積は１であることが望ましい。
また、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、区間８１１における分岐流路１０２Ｃ２の断面積は１であることが望ましい。
このように、第４実施形態では、各分岐流路１０２Ａ２、１０２Ｂ２，１０２Ｄ２の断面積を区間８１１〜８１４ごとに半分にしていくことが望ましい。ただし、断面積を厳密に前記した値とする必要はない。なお、高流量側導入口１０５から分岐点７１０までの流路（高流量側流路１０２）及び分岐流路１０２Ｚ２の断面積はどのような値でもよい。
【０１０６】
このようにすることで、各合流点７１１〜７１４における合流対象の流路の断面積をそれぞれ同じとすることができる。マイクロリアクタ１０１ｃにおいて、流量比が近い方が混合しやすいため、各合流点７１１〜７１４における合流対象の流路の断面積をそれぞれ同じとすることで、各合流点７１１〜７１４における流路における圧力損失を揃えることができる。各合流点７１１〜７１４における流路における圧力損失を揃えることができる理由は、第３実施形態において説明済みであるため、ここでの説明を省略する。これにより、良好な混合を実現することができる。
【０１０７】
また、このような高流量側流路１０２の分岐により、高流量側流路１０２の流路内体積は、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなっている。これにより、マイクロリアクタ１０１ｃは、図１に示すマイクロリアクタ１０１と同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
次に、図１０及び図１１を参照して、上側プレート１０８の上方（上側プレート１０８側）から見たときの２種類の原料が合流する様子の詳細を説明する。なお、合流する様子をわかりやすくするために、図１１では、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は混合していないように記載している。実際には、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２とは混合した状態となっている。
【０１０９】
図１０に示すように、流路Ａ２では、分岐流路１０２Ｃ２からの高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２が隣り合って合流する。この結果、図１１に示すように、流路Ａ２では、低流量側の原料６０２と高流量側の原料６０３とが隣り合っている状態となる。
【０１１０】
また、流路Ｂ２では、流路Ａ２に対し、紙面左側から分岐流路１０２Ｂ２の高流量側の原料６０３が合流する。この結果、図１１に示すように、流路Ｂ２では、流路Ａ２の状態に対し、紙面左側に高流量側の原料６０３が合流する。
【０１１１】
そして、流路Ｃ２では、流路Ｂ２に対し、紙面右側から分岐流路１０２Ｄ２の高流量側の原料が合流する。この結果、図１１に示すように、流路Ｃ２では、流路Ｂ２の状態に対し、紙面右側に高流量側の原料６０３が合流する。
【０１１２】
さらに、流路Ｄ２では、流路Ｃ２に対して、紙面左側から分岐流路１０２Ａ２の高流量側の原料が合流する。この結果、図１１に示すように、流路Ｄ２（滞留用流路１０４）では、流路Ｃ２の状態に対し、紙面左側に高流量側の原料６０３が合流する。
【０１１３】
前記したように、実際には高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は分離しない（混合している）が、図１１では、合流する様子をわかりやすくするために、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は混合していないように記載している。もし高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２が混ざり合わなければ、低流量側の原料６０２に対して紙面左右方向から交互に高流量側の原料６０３が合流すると言える。
【０１１４】
高流量側流路１０２の流路内体積、分岐流路１０２Ａ２〜１０２Ｄ２の流路内体積、及び流路Ａ２〜Ｄ２の流路内体積の合計と低流量側流路１０３の流路内体積の比は、２種類の原料の流量比（体積比）に近いのが望ましい。さらに、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ２〜１０２Ｄ２、流路Ａ２〜Ｄ２の流路内における圧力損失の合計が、低流量側流路１０３の流路内における圧力損失とほぼ等しいことが望ましい。
【０１１５】
高流量側の原料の全体流量が大きい場合、マイクロリアクタ１０１（図１参照）及びマイクロリアクタ１０１ａ（図６参照）では、流路の代表径を小さくすると圧力損失が大きくなって使用が困難となり、逆に、流路の代表径を大きくすると混合効率が悪くなってしまうおそれがある。
【０１１６】
第４実施形態に係るマイクロリアクタ１０１ｃによれば、段階的に高流量側の原料６０３を合流させることで、低流量側の原料と、高流量側の原料における流量比が大きく異なる場合でも良好な混合が可能となる。
なお、マイクロリアクタ１０１ｃにおいて、目的とする混合物は、流路Ｄ２で得られるが、流路Ｄ２は長さが短いため、マイクロリアクタ１０１ｃでは原料の混合のみを行い、反応は、マイクロリアクタ１０１ｃの排出口１０７に接続されている調整用マイクロリアクタ３０１（図４）等で行われることが望ましい。
【０１１７】
なお、良好に混合を行うためには、マイクロリアクタ１０１ｃにおける高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ２〜１０２Ｄ２、流路Ａ２〜Ｄ２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４の流路の代表径は２ｍｍ以下にすることが望ましい。特に、各合流点７１１〜７１４、及び滞留用流路１０４においては、原料を分子拡散により迅速に混合させるために、流路の代表径は数十μｍ〜１ｍｍの範囲が望ましい。また、マイクロリアクタ１０１ｃにおいて、２種類の原料は、均一に混ざり合っても、混ざり合わずに不均一になっても（いわゆる乳化状態になっても）よい。
【０１１８】
このように、マイクロリアクタ１０１ｃにおいて、高流量側流路１０２を４つに分岐することにより、高流量側の原料の流路内体積の合計は低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなる。このため、第１実施形態と同様、化合物の製造開始時に、高流量側の原料が低流量側流路１０３に流れ込むことを防ぐことができる。
【０１１９】
また、高流量側流路１０２を４つに分岐することにより、低流量側の原料に対し、紙面左右方向から段階的に合流するため、２種類の原料の界面積は、これまでのマイクロリアクタ（本実施形態のものではないマイクロリアクタ）と比べて増え、それほど微細構造にしなくても混合効率を向上させることができる。
さらに、マイクロリアクタ１０１ｃでは、図１１に示すように、紙面左右方向から交互に高流量側の原料６０３が合流するため、マイクロリアクタ１０１ｂ（図８参照）よりも混合効率を向上させることができる。
【０１２０】
なお、マイクロリアクタ１０１ｃにおいて、高流量側流路１０２を４つに分岐したが、２種類の原料の流量比（体積比）に応じて、３つに分岐してもよく、また５つ以上に分岐してもよい。一般的には、２種類の原料の流量比（体積比）が増えるのに従い、高流量側流路１０２の分岐数を増やすのが望ましい。
【０１２１】
＜第５実施形態＞
以下、図１２〜図１５を参照して、第５実施形態について説明する。
図１２は、第５実施形態に係るマイクロリアクタの外観図であり、図１３は、第５実施形態に係るマイクロリアクタの分解図である。なお、図１２、図１３において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
図１２に示すように、高流量側の原料は、高流量側導入口１０５から高流量側流路１０２に導入される。また、低流量側原料は、低流量側導入口１０６から低流量側流路１０３に導入される。ここで、高流量側流路１０２が分岐流路１０２Ａ３〜１０２Ｄ３の４つに分岐されるのに伴い、高流量側の原料は４つに分岐される。そして、高流量側の原料は、流路Ａ３〜Ｄ３において、低流量側の原料もしくは混合物と段階的に合流し、最終的な混合物となる。混合物は、最終的に滞留用流路１０４に導入され、排出口１０７から排出される。
また、高流量側流路１０２は、分岐する毎にその断面積が小さくなっている。
【０１２３】
ここで、高流量側導入口１０５から屈曲点７３４までを高流量側流路１０２とする。また、分岐点７３１から合流点７４１までを分岐流路１０２Ａ３とし、分岐点７３２から合流点７４２までを分岐流路１０２Ｂ３とする。また、分岐点７３３から合流点７４３までを分岐流路１０２Ｃ３とし、屈曲点７３４から合流点７４４までを分岐流路１０２Ｄ３とする。
【０１２４】
さらに、合流点７４１から合流点７４２までを流路Ａ３とし、合流点７４２から合流点７４３までを流路Ｂ３とする。そして、合流点７４３から合流点７４４までを流路Ｃ３とし、合流点７４４から排出口１０７までを流路Ｄ３とする。なお、流路Ｄ３は滞留用流路１０４でもある。
【０１２５】
また、図１２及び図１３に示されるように、マイクロリアクタ１０１ｄは、上側プレート１０８ｄ及び下側プレート１０９ｄの２枚のプレートで構成されている。上側プレート１０８ｄには、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ３，１０２Ｃ３、流路Ａ３，Ｃ３が形成されている。また、下側プレート１０９ｄには、低流量側流路１０３、分岐流路１０２Ｂ３，１０２Ｄ３、流路Ｂ３，Ｄ３（滞留用流路１０４）が形成されている。また、下側プレート１０９ｄには、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７が形成されている
そして、上側プレート１０８ｄ及び下側プレート１０９ｄは、図５に示す製造方法によって、溶着により一体化されている。
【０１２６】
マイクロリアクタ１０１ｄにおいて、各流路Ａ３〜Ｄ３では断面積が等しい流路どうしが合流し、合流後の流路の断面積は変わらない。また、高流量側流路１０２は、分岐される毎に断面積が半分となることが望ましい。つまり、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、高流量側流路１０２の断面積は、分岐流路１０２Ａ３への分岐前が８、分岐流路１０２Ｂ３への分岐前が４、分岐流路１０２Ｃ３への分岐前が２、分岐流路１０２Ｄ３が１となることが望ましい。なお、分岐流路１０２Ａ３〜１０２Ｄ３及び流路Ａ３〜Ｄ３の断面積は、低流量側流路１０３と同じであることが望ましい。このようにすることで、分岐流路１０２Ａ３〜１０２Ｄ３における流量と、低流量側流路１０３における流量とを同じとすることができ、分岐流路１０２Ａ３〜１０２Ｄ３及び低流量側流路１０３における圧力損失を揃えることができる。
また、このような高流量側流路１０２の分岐により、高流量側流路１０２の流路内体積、分岐流路１０２Ａ３〜１０２Ｄ３の流路内体積、及び流路Ａ３〜Ｄ３の流路内体積の合計は、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなっている。なお、断面積は、厳密に分岐される毎に半分としなくてもよい。
【０１２７】
なお、高流量側流路１０２の流路内体積、分岐流路１０２Ａ３〜１０２Ｄ３の流路内体積、及び流路Ａ３〜Ｄ３の流路内体積の合計と低流量側流路１０３の流路内体積の比は、２種類の原料の流量比（体積比）に近いことが望ましい。さらに、高流量側の原料の流路（高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ３〜１０２Ｄ３、流路Ａ３〜Ｄ３）内における圧力損失が低流量側流路１０３の流路内における圧力損失とほぼ等しいことが望ましい。これは、後記する第６実施形態でも同様である。
【０１２８】
次に、図１４及び図１５を参照して、２種類の原料が合流する様子を説明する。
図１４は、マイクロリアクタ１０１ｄにおける各流路の模式図であり、図１５は、流路の上流側から見たときの流路Ａ３〜Ｄ３における混合の様子を示す図である。なお、図１４において、上側プレート１０８ｄに形成されている流路を実線で示し、下側プレート１０９ｄに形成されている流路を破線で示す。なお、図１４において、図１２と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。また、図１４において、高流量側流路１０２の断面積の変化を明示していない。
また、実際には、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２とは混合するが、これまでと同様、合流する様子をわかりやすくするために、図１５において、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は混合していないように記載している。
【０１２９】
図１４に示すように、上側プレート１０８ｄに形成されている流路Ａ３では、上側プレート１０８ｄに形成されている分岐流路１０２Ａ３からの高流量側の原料６０３と、下側プレート１０９ｄに形成されている低流量側の原料６０２が合流する。このため、図１５に示すように、流路Ａ３では、紙面上側に高流量側の原料６０３、紙面下側に低流量側の原料６０２が隣り合った状態で上側プレート１０８ｄを通流する。
【０１３０】
その後、図１４に示すように、下側プレート１０９ｄに形成されている流路Ｂ３では、下側プレート１０９ｄに形成されている分岐流路１０２Ｂ３からの高流量側の原料６０３が、上側プレート１０８ｄに形成されている流路Ａ３からの混合物に合流する。これにより、図１５に示すように、流路Ｂ３では、上側の流路Ａ３内の混合物に対して、紙面下方から高流量側の原料６０３が隣り合った状態で下側プレート１０９ｄを通流する。
【０１３１】
そして、図１４に示すように、上側プレート１０８ｄに形成されている流路Ｃ３では、上側プレート１０８ｄに形成されている分岐流路１０２Ｃ３からの高流量側の原料が、下側プレート１０９ｄに形成されている流路Ｂ３内の混合物に合流する。これにより、図１５に示すように、流路Ｃ３では、下側の流路Ｂ３内の混合物に対して、紙面上方から高流量側の原料６０３が隣り合った状態で上側プレート１０８ｄを通流する。
【０１３２】
さらに、図１４に示すように、下側プレート１０９ｄに形成されている流路Ｄ３では、下側プレート１０９ｄに形成されている分岐流路１０３Ｄ３からの高流量側の原料が、上側プレート１０８ｄに形成されている流路Ｃ３からの混合物に合流する。これにより、図１５に示すように、流路Ｄ３（滞留用流路１０４）では、上側の流路Ｃ３の状態に対して、紙面下方から高流量側の原料６０３が隣り合った状態で下側プレート１０９ｄを通流する。
【０１３３】
なお、前記したように、実際には、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２とは混合するが、これまでと同様、合流する様子をわかりやすくするために、図１５では、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は混合していないように記載している。もし高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２が混ざり合わなければ、低流量側の原料６０２を挟むように高流量側の原料６０３が合流すると言える。
【０１３４】
第５実施形態に係るマイクロリアクタ１０１ｄによれば、マイクロリアクタ１０１ｂ（図８）、マイクロリアクタ１０１ｃ（図１０）と合流方向は異なるが、紙面上下方向から段階的に、かつ、交互に高流量側の原料６０３が合流するため、マイクロリアクタ１０１ｂ、マイクロリアクタ１０１ｃよりも効率的な混合が可能となる。
【０１３５】
なお、良好な混合を得るためには、マイクロリアクタ１０１ｄにおける流路Ａ３〜Ｃ３，Ｄ３（滞留用流路１０４）の代表径は２ｍｍ以下にすることが望ましい。特に、合流点７４１〜７４４、及び滞留用流路１０４においては、原料を分子拡散により迅速に混合させるために、流路の代表径は数十μｍ〜１ｍｍの範囲が望ましい。また、マイクロリアクタ１０１ｄにおいて、２種類の原料は、均一に混ざり合っても、混ざり合わずに不均一になっても（いわゆる乳化状態になっても）よい。
【０１３６】
なお、第５実施形態に係るマイクロリアクタ１０１ｄにおいて、高流量側流路１０２を４つに分岐したが、２種類の原料の流量比（体積比）に応じて、３つに分岐してもよく、また５つ以上に分岐してもよい。一般的には、２種類の原料の流量比（体積比）が増えるのに従い、高流量側流路１０２の分岐数を増やすのが望ましい。
【０１３７】
＜第６実施形態＞
以下、図１６〜図１９を参照して、第６実施形態について説明する。
図１６は、第６実施形態に係るマイクロリアクタの外観図であり、図１７は、第６実施形態に係るマイクロリアクタの分解図である。なお、図１６、図１７において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図１６に示すマイクロリアクタ１０１ｅは、図１２に示すマイクロリアクタ１０１ｄと比較し、各合流点７６１〜７６４後の流路の方向が異なるものである。
そして、図１６に示すように、マイクロリアクタ１０１ｅは、高流量側流路１０２、低流量側流路１０３、滞留用流路１０４、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７から構成されている。
【０１３８】
図１６に示すように、高流量側の原料は、高流量側導入口１０５から高流量側流路１０２に導入される。低流量側原料の低流量側導入口１０６から低流量側流路１０３に導入される。また、高流量側流路１０２は分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４の４つに分岐される。そして、高流量側の原料は、流路Ａ４〜Ｄ４において、低流量側の原料もしくは混合物と段階的に合流し、最終的な混合物となる。混合物は、最終的に滞留用流路１０４に導入され、排出口１０７から排出される。
また、高流量側流路１０２は、分岐する毎にその断面積が小さくなっている。
【０１３９】
ここで、高流量側導入口１０５から屈曲点７５４までを高流量側流路１０２とする。また、分岐点７５１から合流点７６１までを分岐流路１０２Ａ４とし、分岐点７５２から合流点７６２までを分岐流路１０２Ｂ４とする。また、分岐点７５３から合流点７６３までを分岐流路１０２Ｃ４とし、屈曲点７５４から合流点７６４までを分岐流路１０２Ｄ４とする。
【０１４０】
さらに、合流点７６１から合流点７６２までを流路Ａ４とし、合流点７６２から合流点７６３までを流路Ｂ４とする。そして、合流点７６３から合流点７６４までを流路Ｃ４とし、合流点７６４から排出口１０７までを流路Ｄ４とする。なお、流路Ｄ４は滞留用流路１０４でもある。
【０１４１】
また、図１６及び図１７に示されるように、マイクロリアクタ１０１ｅは、上側プレート１０８ｅ及び下側プレート１０９ｅの２枚のプレートで構成されている。上側プレート１０８ｅには、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ４，１０２Ｃ４、流路Ａ４，Ｃ４が形成されている。また、下側プレート１０９ｅには、低流量側流路１０３、分岐流路１０２Ｂ４，１０２Ｄ４、流路Ｂ４，Ｄ４（滞留用流路１０４）が形成されている。また、下側プレート１０９ｅには、高流量側導入口１０５、低流量側導入口１０６、排出口１０７が形成されている
そして、上側プレート１０８ｅ及び下側プレート１０９ｅは、図５に示す製造方法によって、溶着され、一体化されている。
【０１４２】
マイクロリアクタ１０１ｅにおいて、各流路Ａ４〜Ｄ４では断面積が等しい流路どうしが合流し、合流後の流路の断面積は変わらない。高流量側流路１０２は、分岐される毎に断面積が半分となる。つまり、低流量側流路１０３の断面積を１とした場合、高流量側流路１０２の断面積は、分岐流路１０２Ａ４への分岐前が８、分岐流路１０２Ｂ４への分岐前が４、分岐流路１０２Ｃ４への分岐前が２、分岐流路１０２Ｄ４が１となることが望ましい。なお、分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４及び流路Ａ４〜Ｄ４の断面積は、低流量側流路１０３と同じであることが望ましい。このようにすることで、分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４における流量と、低流量側流路１０３における流量とを同じとすることができ、分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４及び低流量側流路１０３における圧力損失を揃えることができる。
また、このような高流量側流路１０２の分岐により、高流量側流路１０２の流路内体積、分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４の流路内体積、及び流路Ａ４〜Ｄ４の流路内体積の合計は、低流量側流路１０３の流路内体積より大きくなっている。なお、断面積は、厳密に分岐される毎に半分としなくてもよい。
【０１４３】
なお、高流量側流路１０２の流路内体積、分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４の流路内体積、及び流路Ａ４〜Ｄ４の流路内体積の合計と低流量側流路１０３の流路内体積の比は、２種類の原料の流量比（体積比）に近いことが望ましい。さらに、高流量側の原料の流路（高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４、流路Ａ４〜Ｄ４）内における圧力損失が低流量側流路１０３の流路内における圧力損失とほぼ等しいことが望ましい。
【０１４４】
なお、流路Ａ４〜Ｄ４は、合流後、所定距離だけ分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４の延長線方向へ移動した後、排出口１０７の方向へ移動している。このような構成とすることで、マイクロリアクタ１０１ｅは、図１２に示すマイクロリアクタ１０１ｄより、各合流後における混合物の通流がスムーズになる。
【０１４５】
次に、図１８及び図１９を参照して、２種類の原料が合流する様子を説明する。
図１８は、マイクロリアクタ１０１ｅにおける各流路の模式図であり、図１９は、流路の上流側から見たときの流路Ａ４〜Ｄ４における混合の様子を示す図である。なお、図１８において、上側プレート１０８ｅに形成されている流路を実線で示し、下側プレート１０９ｅに形成されている流路を破線で示す。なお、図１８において、図１６と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。なお、図１８において、各流路の断面積は明示していない。
【０１４６】
図１８に示すように、上側プレート１０８ｅに形成されている流路Ａ４では、上側プレート１０８ｅに形成されている分岐流路１０２Ａ４からの高流量側の原料６０３と、下側プレート１０９ｅに形成されている低流量側流路１０３の低流量側の原料６０２が隣り合って合流する。このため、図１９に示すように、上側プレート１０８ｅに形成されている流路Ａ４では、紙面上側に高流量側の原料６０３、紙面下側に低流量側の原料６０２が隣り合った状態で上側プレート１０８ｅを通流する。
【０１４７】
その後、図１８に示すように、下側プレート１０９ｅに形成されている流路Ｂ４では、下側プレート１０９ｅに形成されている分岐流路１０２Ｂ４からの高流量側の原料６０３が、上側プレート１０８ｅに形成されている流路Ａ４からの混合物に合流する。
これにより、図１９に示すように、流路Ｂ４では、上側の流路Ａ４内の混合物に対して、紙面下方から高流量側の原料６０３が隣り合った状態で下側プレート１０９ｅを通流する。
【０１４８】
次に、図１８に示すように、上側プレート１０８ｅに形成されている流路Ｃ４では、上側プレート１０８ｅに形成されている分岐流路１０２Ｃ４からの高流量側の原料が、下側プレート１０９ｅに形成されている流路Ｂ４内の混合物に合流する。これにより、図１９に示すように、流路Ｃ４では、下側の流路Ｂ４内の混合物に対して、紙面上方から高流量側の原料６０３が隣り合った状態で上側プレート１０８ｅを通流する。
【０１４９】
続いて、図１８に示すように、下側プレート１０９ｅに形成されている流路Ｄ４では、下側プレート１０９ｅに形成されている分岐流路１０２Ｄ４からの高流量側の原料が、上側プレート１０８ｅに形成されている流路Ｃ４の混合物に合流する。これにより、図１９に示すように、流路Ｄ４（滞留用流路１０４）では上側の流路Ｃ４の状態に対して、紙面下方から高流量側の原料６０３が隣り合った状態で下側プレート１０９ｅを通流する。
【０１５０】
なお、前記したように、実際には、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２とは混合するが、これまでと同様、合流する様子をわかりやすくするために、図１９では、高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２は混合していないように記載している。もし高流量側の原料６０３と低流量側の原料６０２が混ざり合わなければ、低流量側の原料６０２を挟むように高流量側の原料６０３が合流すると言える。
【０１５１】
なお、良好に混合を行うためには、マイクロリアクタ１０１ｅにおける流路Ａ４〜Ｃ４、Ｄ４（滞留用流路１０４）の代表径は２ｍｍ以下にすることが望ましい。特に、合流点７６１〜７６４、及び滞留用流路１０４においては、原料を分子拡散により迅速に混合させるために、流路の代表径は数十μｍ〜１ｍｍの範囲が望ましい。また、マイクロリアクタ１０１ｅにおいて、２種類の原料は、均一に混ざり合っても、混ざり合わずに不均一になっても（いわゆる乳化状態になっても）よい。
【０１５２】
なお、第６実施形態に係るマイクロリアクタ１０１ｅにおいて、高流量側流路１０２を４つに分岐したが、２種類の原料の流量比（体積比）に応じて、３つに分岐してもよく、また５つ以上に分岐してもよい。一般的には、２種類の原料の流量比（体積比）が増えるのに従い、高流量側流路１０２の分岐数を増やすのが望ましい。
【０１５３】
前記したように、第６実施形態に係るマイクロリアクタ１０１ｅによれば、流路Ａ４〜Ｄ４は、合流後、所定距離だけ分岐流路１０２Ａ４〜１０２Ｄ４の延長線方向へ移動した後、排出口１０７へ移動している。このような構成とすることで、マイクロリアクタ１０１ｅは、図１２に示すマイクロリアクタ１０１ｄより、各合流後の混合物の通流がスムーズになる。
【０１５４】
なお、第１実施形態〜第４実施形態において、各流路は上側プレート１０８に形成されているものとしているが、下側プレート１０９に形成されてもよい。
また、第５実施形態において、高流量側流路１０２、分岐流路１０２Ａ３，１０２Ｃ３、流路Ａ３，Ｃ３が上側プレート１０８ｄに形成され、低流量側流路１０３、分岐流路１０２Ｂ３，１０２Ｄ３、流路Ｂ３，Ｄ３（滞留用流路１０４）は、下側プレート１０９ｄに形成されているが、逆でもよい。第６実施形態も同様である。
【０１５５】
さらに、図３に示すマイクロリアクタ１０１Ａ，１０１Ｂは、図１に示すマイクロリアクタ１０１と同じ構造を有するものとしたが、図６に示すマイクロリアクタ１０１ａ、図８に示すマイクロリアクタ１０１ｂ、図１０に示すマイクロリアクタ１０１ｃ、図１２に示すマイクロリアクタ１０１ｄ、図１６に示すマイクロリアクタ１０１ｅが用いられてもよい。また、図３に示すマイクロリアクタ１０１Ａ，１０１Ｂとして、図４に示す調整用マイクロリアクタ３０１が接続されたものが用いられてもよい。
【０１５６】
また、本実施形態では、２種類の流量を有する原料が用いられているが、３種類以上の原料が用いられてもよい。この場合、例えば、最も低流量の原料を挟むように順次高流量側の原料が合流するようにしてもよい。そして、この場合、高流量になればなるほど、流路の流路内体積が大きくなるようにしてもよい。
【０１５７】
第１実施形態〜第６実施形態に係るマイクロリアクタ１０１，１０１ａ〜１０１ｅは、抗体薬物複合体（Antibody Drug Conjugate：ADC）医薬品の製造に使用されたり、オンデマンド式医薬品製造装置に使用されたりする。
【０１５８】
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１５９】
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【０１６０】
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１ａ〜１０１ｅ  マイクロリアクタ
１０２  高流量側流路（高流量の原料の流路）
１０２ａ，１０２ｂ，１０２Ａ１〜１０２Ａ４，１０２Ｂ１〜１０２Ｂ４，１０２Ｃ１〜１０２Ｃ４，１０２Ｄ１〜１０２Ｄ４  分岐流路
１０３  低流量側流路（低流量の原料の流路）
１０４  滞留用流路
１０５  高流量側導入口
１０６  低流量側導入口
１０７  排出口
１０８，１０８ｄ，１０８ｅ  上側プレート
１０９，１０９ｄ，１０９ｅ  下側プレート
１１１ｂ，７０１〜７０４，７１１〜７１４，７４１〜７４４，７６１〜７６４  合流点
１１１ａ，７００，７００ｂ，７００ｃ，７１０，７１０ｂ，７１０ｃ，７３１〜７３３，７５１〜７５３  分岐点
２００  化成品製造システム
２０１  高流量側原料容器
２０２  第１低流量側原料容器
２０３  第２低流量側原料容器
２０４，２０４ａ〜２０４ｃ  ポンプ
２０５  生成物用容器
２０６  廃棄物用容器
２０７  切り替え用バルブ
２０８  逆止弁
２０９，２０９ａ，２０９ｂ  恒温槽
２１０  重量センサ
２１１  圧力センサ
２１２  温度センサ
２１３，２１３ａ〜２１３ｅ  チューブ
２２１，２２１ａ〜２２１ｅ  ループ
６０３  高流量側の原料
６０２  低流量側の原料
７００ａ，７００ｄ，７１０ａ，７１０ｄ  屈曲点
８０１〜８０４，８１１〜８１４  区間
Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４，Ｄ１〜Ｄ４  流路
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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