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JP5207844B2 - Micro chemical plant and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

本発明は、微小な通路であるマイクロチャンネルによって構成されるマイクロ化学プラント及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a microchemical plant constituted by microchannels which are minute passages and a method for producing the same.

対象のマイクロ化学プラントは、基板に形成されるミリサイズからミクロンサイズの通路又は該通路を形成する空間部を利用するもので、例えば、反応器などとして反応液の体積当たり表面積が大きくなるため通路内で発生した反応熱の拡散性や外部より冷却する際の温度制御に優れ、また微小な通路では分子分散も大きくなって短時間で均一な混合を実現し易い。これらの特性は、例えば化学・生化学等の微小反応装置、微量分析装置、微小電気泳動装置などとして有益となり実用化も進んでいる。   The target microchemical plant uses a millimeter-sized to micron-sized passage formed on a substrate or a space portion that forms the passage. For example, a passage such as a reactor has a large surface area per volume of a reaction solution. It is excellent in diffusibility of reaction heat generated in the inside and temperature control when cooling from the outside, and in a minute passage, molecular dispersion is large, and uniform mixing can be easily realized in a short time. These characteristics are useful, for example, as a microreaction apparatus such as chemistry and biochemistry, a microanalysis apparatus, a microelectrophoresis apparatus, etc.

ところで、前記基材としてはガラス、金属、セラミックと共に樹脂が使用されている。製造方法としては、例えば、一方基材に通路用空間部を形成すると共に、他方基板をその一方基板に接合することで空間部を閉じて通路とする構成がある。また、樹脂構成例として、特許文献1には、特に耐薬品性に優れたマイクロ化学プラントとして、非晶質フッ素樹脂からなる第1フッ素樹脂層と、これに接合された非晶質フッ素樹脂からなる第2フッ素樹脂層と、第1フッ素樹脂層の第2フッ素樹脂層との接合面側に形成された空間部(凹部)よりなる通路とを備えた構造が開示されている。この製造方法としては、ガラス等の第1基板の上に前記第1フッ素樹脂層を形成する工程と、前記第1フッ素樹脂層に空間部(凹部)からなる通路を形成する工程と、第2基板の上に前記第2フッ素樹脂層を形成する工程と、前記第1フッ素樹脂層の表面と前記第2フッ素樹脂層の表面を接合する工程とを少なくとも経る。   By the way, as the substrate, resin is used together with glass, metal and ceramic. As a manufacturing method, for example, there is a configuration in which a passage space is formed in one base material and the space is closed by joining the other substrate to the one substrate. In addition, as a resin configuration example, Patent Document 1 discloses, as a microchemical plant particularly excellent in chemical resistance, a first fluororesin layer made of an amorphous fluororesin and an amorphous fluororesin bonded thereto. The structure provided with the channel | path which consists of the space part (concave part) formed in the joint surface side of the 2nd fluororesin layer which becomes and the 2nd fluororesin layer of the 1st fluororesin layer is disclosed. As the manufacturing method, a step of forming the first fluororesin layer on a first substrate such as glass, a step of forming a passage made of a space (concave portion) in the first fluororesin layer, At least a step of forming the second fluororesin layer on the substrate and a step of joining the surface of the first fluororesin layer and the surface of the second fluororesin layer are performed.

これに対し、特許文献2には、両基材を液状の接着剤で接合すると塗布厚さにむらができたり溶媒の除去が難しいため、一方基材に対し他方基板を熱可塑性の接着シートを用いて接着することで一方基材の他方基材と対向する面に設けられた空間部(溝部)を閉じて通路を形成する製造方法が開示されている。ここで、基材は材質が任意とされる。
特開2005−279493号公報 特開2007−136292号公報
On the other hand, in Patent Document 2, when both base materials are joined with a liquid adhesive, the coating thickness may be uneven or it is difficult to remove the solvent. The manufacturing method which closes the space part (groove part) provided in the surface facing the other base material of one base material by using and bonding is formed is disclosed. Here, the material of the base material is arbitrary.
JP 2005-279493 A JP 2007-136292 A

上記特許文献1の製造方法では、通路用空間部(凹部)が選択エッチングやドライエッチング、更に凸付のモールドを加熱状態で刻印する方式でも形成可能と記載されている。しかし、エッチングや刻印方式では、通路用空間部(凹部)をミクロンサイズで幅及び深さを均一・高精度に形成することが難しく、しかも通路の一部に各種の触媒を設けたいわゆる機能性通路にしたくとも簡単には実施できず、量産性にも欠ける。特許文献2の製造方法では、通路用空間部(溝部)が微細機械加工やエッチング加工で形成可能と記載されているが、特許文献1と同様な問題がある。   In the manufacturing method of Patent Document 1, it is described that the passage space (concave portion) can be formed by selective etching, dry etching, and a method in which a convex mold is engraved in a heated state. However, with etching and engraving methods, it is difficult to form passage spaces (recesses) in micron size with a uniform width and depth with high precision, and so-called functionality with various catalysts provided in part of the passages. Even if it wants to be a passage, it cannot be implemented easily and lacks mass productivity. In the manufacturing method of Patent Document 2, it is described that the passage space (groove) can be formed by micromachining or etching, but there is a problem similar to that of Patent Document 1.

上記した背景から、本発明者らは基材の材料選定及び機能性通路の形成方法について検討を重ねてきた結果、基材として樹脂を使用し、通路形成方法を工夫することで高精度で容易に機能性通路を形成可能なことを知見し、本発明に至った。すなわち、本発明の目的は、マイクロ化学プラント及びその製造方法として、特に耐薬品性に優れると共に、通路の一部に触媒を付設した機能性通路を高精度、かつ製造も容易で量産性に優れている構成を提供することにある。   From the above-mentioned background, the present inventors have studied the material selection of the base material and the method of forming the functional passage. As a result, the resin is used as the base material and the passage formation method is devised with high accuracy and easy. Thus, it was found that a functional passage can be formed, and the present invention has been achieved. That is, the object of the present invention is, as a microchemical plant and a manufacturing method thereof, particularly excellent in chemical resistance, and a functional passage having a catalyst attached to a part of the passage is highly accurate, easy to manufacture, and excellent in mass productivity. There is to provide a configuration.

上記目的を達成するため請求項1の本発明は、耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントの製造方法であって、前記触媒を筒体に内蔵すると共に、前記筒体の両端に設けられメッシュ材により抜け止めしたものを用いて、前記基材として樹脂粉末を、該樹脂粉末中に、前記筒体を配置した状態で圧縮する予備成形工程と、前記予備成形工程で得られた圧縮体を焼成する焼結工程と、前記焼結工程で得られた焼結体にドリル等の機械加工により前記筒体に通じる前記通路を形成する通路形成工程とを経ることを特徴としている。 The present invention of claim 1 for achieving the above object, there is provided a method for producing a micro-chemical plant having a passage provided excellent substrate chemical resistance provided in a part of the catalyst, the While incorporating the catalyst in the cylinder and using what is provided at both ends of the cylinder to prevent the catalyst from coming off , the resin powder is used as the base material, and the cylinder is disposed in the resin powder. A pre-forming step for compressing, a sintering step for firing the compressed body obtained in the pre-forming step, and the passage leading to the cylindrical body by machining such as a drill in the sintered body obtained in the sintering step. It is characterized by passing through a passage forming step for forming the.

請求項2の発明では、耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントの製造方法であって、前記触媒を内蔵している筒体、及び前記筒体の両端にメッシュ材を介して突出した通路形成用線材とからなる中子を用いて、前記基材として樹脂粉末を、該樹脂粉末中に、前記中子を配置した状態で圧縮する予備成形工程と、前記予備成形工程で得られた圧縮体を焼成すると共に、前記圧縮体又は前記圧縮体を焼成した焼結体から前記中子の前記通路形成用線材を引き抜いて前記通路を形成する中子除去工程とを経ることを特徴としている。 The invention according to claim 2 is a method of manufacturing a microchemical plant having a passage provided on a part of a base material having excellent chemical resistance and partially provided with a catalyst, the cylinder having the catalyst incorporated therein state body, and with a core consisting of the cylindrical body at both ends in the mesh material the passage forming wire material which projects through the, the resin powder as the base material, to the resin powder, was placed the in children In addition to calcining the preform obtained in the preforming step and the compact obtained in the preforming step, the wire for forming the passage of the core is drawn out from the compact or the sintered compact obtained by calcining the compact. It is characterized by undergoing a core removal step for forming a passage.

請求項3の発明は、耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントの製造方法であって、前記触媒を内蔵している筒体、及び前記筒体の両端にメッシュ材を介して突出した通路形成用線材とからなる中子を用いて、前記基材として樹脂粉末を、該樹脂粉末中に、前記中子を配置した状態で圧縮する予備成形工程と、前記予備成形工程で得られた圧縮体を焼成すると共に、得られる焼結体が前記中子の前記通路形成用線材を焼成時の熱で分解除去して前記通路を形成する焼結・中子除去工程とを経ることを特徴としている。なお、以上の発明において、「前記中子を焼成時の熱で分解除去」とは、中子を熱により分解したり気化したり焼却して取り除く構成、中子を熱で溶融して取り除く構成を含む。 Invention of Claim 3 is a manufacturing method of the micro chemical plant which has the channel | path which was provided in the base material excellent in chemical-resistance, and provided the catalyst in part, Comprising : The cylinder which incorporates the said catalyst state body, and with a core consisting of the cylindrical body at both ends in the mesh material the passage forming wire material which projects through the, the resin powder as the base material, to the resin powder, was placed the in children in a preforming step of compressing, the with firing the resultant compact at the preliminary molding step, the obtained sintered body is decomposed removing the passage forming wire material before SL core at the firing time of the heat It is characterized by undergoing a sintering / core removal step for forming a passage. In the above invention, “the core is decomposed and removed by heat during firing” is a configuration in which the core is decomposed by heat, vaporized or incinerated and removed, and the core is melted and removed by heat. including.

請求項4の本発明は、耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントの製造方法であって、前記触媒を内蔵している筒体、及び前記筒体の両端にメッシュ材を介して突出した通路形成用線材とからなる中子を用いて、前記基材として樹脂粉末を用い、該樹脂粉末中に、前記中子を配置した状態で圧縮する予備成形工程と、前記予備成形工程で得られた圧縮体を焼成する焼結工程と、前記焼結工程で得られた焼結体から前記中子の前記通路形成用線材を化学的に溶かして前記通路を形成する中子除去工程とを経ることを特徴としている。 The present invention of claim 4 is a method for manufacturing a microchemical plant having a passage provided in a part of a catalyst provided on a base material excellent in chemical resistance, and incorporating the catalyst. cylindrical body, and with a core consisting of the cylindrical body at both ends in the mesh material the passage forming wire material which projects through the, the resin powder is used as the base material, to the resin powder, placing the in children A preforming step for compressing in a state of being pressed, a sintering step for firing the compressed body obtained in the preforming step, and the wire for forming the passage of the core from the sintered body obtained in the sintering step. It is characterized by undergoing a core removal step of chemically melting to form the passage.

請求項1の発明では、基材用樹脂として、例えばPTFE等のフッ素樹脂粉末を選択するだけで耐薬品性、耐熱性、耐候性に優れた各種の反応装置や分析装置等のマイクロ化学プラントとして最適となり、また、該樹脂粉末中に触媒を配置した状態で圧縮する予備成形工程、焼結工程、機械加工による通路形成工程を経ることにより触媒を留めた機能性通路を効率よく形成できる。このため、本発明の製造方法は、機能性通路であっても量産性に優れ、それによりマイクロ化学プラントの利用分野拡大に寄与できる。   In the first aspect of the invention, as a base material resin, for example, as a microchemical plant such as various reactors and analyzers having excellent chemical resistance, heat resistance, and weather resistance by simply selecting a fluororesin powder such as PTFE. In addition, it is possible to efficiently form a functional passage in which the catalyst is retained by going through a preforming step in which the catalyst is arranged in the resin powder, a sintering step, and a passage forming step by machining. For this reason, the production method of the present invention is excellent in mass productivity even if it is a functional passage, thereby contributing to the expansion of the application field of micro chemical plants.

請求項2の発明では、基材用樹脂として、例えばPTFE等のフッ素樹脂粉末を選択するだけで耐薬品性、耐熱性、耐候性に優れた各種の反応装置や分析装置等のマイクロ化学プラントとして最適となり、また中子除去工程では予備成形工程で得られた圧縮体、又は該圧縮体を焼成した焼結体から前記中子を引き抜いて通路を形成するため触媒を留めた機能性通路を効率よく形成できる。このため、本発明の製造方法は、機能性通路であっても量産性に優れ、それによりマイクロ化学プラントの利用分野拡大に寄与できる。   In the invention of claim 2, as a substrate resin, for example, as a microchemical plant such as various reactors and analyzers excellent in chemical resistance, heat resistance and weather resistance simply by selecting fluororesin powder such as PTFE. In addition, in the core removal process, the functional passage with the catalyst held in place is formed by drawing out the core from the compact obtained in the preforming process or the sintered body obtained by firing the compact to form a passage. Can be well formed. For this reason, the production method of the present invention is excellent in mass productivity even if it is a functional passage, thereby contributing to the expansion of the application field of micro chemical plants.

請求項3の発明では、基材用樹脂として、例えばPTFE等のフッ素樹脂粉末を選択するだけで耐薬品性、耐熱性、耐候性に優れた各種の反応装置や分析装置等のマイクロ化学プラントとして最適となり、また焼結工程では低い温度で成形可能で、かつ圧縮体に挿入されていた触媒を一部に留めた中子を焼成時の熱で分解除去し、焼結体の作成と同時に触媒を留めた機能性通路を効率よく形成できる。このため、本発明の製造方法は、機能性通路であっても量産性に優れ、それによりマイクロ化学プラントの利用分野拡大に寄与できる。   In the invention of claim 3, as a substrate resin, for example, as a microchemical plant such as various reactors and analyzers excellent in chemical resistance, heat resistance and weather resistance simply by selecting a fluororesin powder such as PTFE. It becomes optimal and can be molded at a low temperature in the sintering process, and the core with a part of the catalyst inserted in the compression body is decomposed and removed by the heat during firing, and the catalyst is created at the same time as the production of the sintered body It is possible to efficiently form a functional passage that is secured. For this reason, the production method of the present invention is excellent in mass productivity even if it is a functional passage, thereby contributing to the expansion of the application field of micro chemical plants.

請求項4の発明では、請求項1と同様、基材用樹脂として、例えばPTFE等のフッ素樹脂粉末を選択するだけで耐薬品性、耐熱性、耐候性に優れた各種の反応装置や分析装置等のマイクロ化学プラントとして最適となり、また焼結工程では低い温度で圧縮体を焼結体に焼成でき、しかも焼結体に挿入されていた触媒を一部に留めた中子を化学的に溶かして機能性通路を効率よく形成できる。このため、本発明の製造方法は、機能性通路であっても量産性に優れ、それによりマイクロ化学プラントの利用分野拡大に寄与できる。   In the invention of claim 4, as in the case of claim 1, various reaction devices and analyzers excellent in chemical resistance, heat resistance, and weather resistance can be obtained simply by selecting a fluororesin powder such as PTFE as the base resin. In the sintering process, the compacted body can be fired into a sintered body at a low temperature, and the core that has partly held the catalyst inserted in the sintered body is chemically dissolved. And functional passages can be formed efficiently. For this reason, the production method of the present invention is excellent in mass productivity even if it is a functional passage, thereby contributing to the expansion of the application field of micro chemical plants.

また、請求項1の発明では、触媒が筒体に入れられかつ両側のメッシュ材で保護された状態で焼結体に設けられるため、触媒を筒体内で不用意に動かないよう一体化し易く、メッシュ材の濾過作用つまり触媒が目詰まりを生じ難くなって高品質化を実現できる。請求項2から4の発明では、そのような作用効果に加え、中子が筒体の両端にメッシュ材を介して突出した通路形成用線材を有しているため、通路形成用線材の位置決めが精度よく行える。 Further, in the invention of claim 1, since the catalyst is provided in the sintered body in a state where it is put in the cylinder and protected by the mesh material on both sides, it is easy to integrate the catalyst so as not to move carelessly in the cylinder, Filtering action of the mesh material, that is, the catalyst is less likely to be clogged, and high quality can be realized. The invention of claims 2 4, in addition to such work-effective, since the core has a tubular body passage forming wire protruding through the mesh material at both ends of the positioning of the passage forming wire material Can be performed accurately.

請求項5の発明では、耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントとして、請求項1〜4の利点を具備したものを提供できる。 The inventions of claim 5, as a micro-chemical plant having a passage provided provided excellent substrate chemical resistance to some catalysts, those comprising a benefit of claim 1-4 Can be provided.

以下、本発明に係るマイクロ化学プラントの製造方法として、請求項1に対応す第1形態と、請求項2に対応する第2形態と、請求項3に対応する第3形態と、請求項4に対応した第4形態と、それらを展開した第5形態を説明する。この説明では、各形態に共通している基材及び、触媒又は通路形成用中子について述べた後、各形態ごとにその要部について詳述する。   Hereinafter, as a method for manufacturing a microchemical plant according to the present invention, a first embodiment corresponding to claim 1, a second embodiment corresponding to claim 2, a third embodiment corresponding to claim 3, and claim 4 are provided. The 4th form corresponding to 1 and the 5th form which developed them are explained. In this description, the base material common to each form and the catalyst or the core for forming a passage are described, and then the main part is described in detail for each form.

(基材)各形態の製造方法に用いられる基材は、使用目的に応じた特性ないしは性能を満たす耐薬品性の樹脂粉末であればよい。例えば、フッ素樹脂であり、市販品としてはPTFE(四フッ化エチレン)樹脂、PFA(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合)樹脂、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)樹脂、ETFE(四フッ化エチレン・エチレン共重合体)樹脂、PVDF(ビニリデンフルオランド)樹脂、PVF(ビニルフルオランド)樹脂、CTFE(クロロトリフルオロエチレン)樹脂、ECTFE(エチレン・クロロトリフルオロエチレン)樹脂、AF(アモルファスフロロポリマー)樹脂が挙げられる。これらは、熱可塑性樹脂で耐薬品性、耐熱性、耐候性、耐摩耗性などに優れているためマイクロ化学プラントの基材として好適なものとなる。また、このような樹脂粉末には、炭素繊維粉末などの充填材を、好ましくは1〜15重量%程度の範囲で混合しても差し支えない。 (Substrate) The substrate used in the manufacturing method of each embodiment may be a chemical-resistant resin powder satisfying characteristics or performance according to the purpose of use. For example, it is a fluororesin, and commercially available products include PTFE (tetrafluoroethylene) resin, PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer) resin, FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer). ) Resin, ETFE (tetrafluoroethylene / ethylene copolymer) resin, PVDF (vinylidene fluoride) resin, PVF (vinyl fluoride) resin, CTFE (chlorotrifluoroethylene) resin, ECTFE (ethylene / chlorotrifluoroethylene) ) Resin and AF (amorphous fluoropolymer) resin. These are thermoplastic resins that are excellent in chemical resistance, heat resistance, weather resistance, wear resistance, and the like, and thus are suitable as base materials for microchemical plants. Further, such a resin powder may be mixed with a filler such as carbon fiber powder, preferably in the range of about 1 to 15% by weight.

(触媒)本発明方法で用いられる触媒15は、図1(a)〜(c)に示したごと円筒形の筒体10に内蔵されていると共に、筒体10の両端内側に設けられたメッシュ材13を介して抜け止めされている。このメッシュ材13は、図2(d)のごとく筒体10の両端共に空洞部10aを介在して二重に設けてもよい。 (Catalyst) The catalyst 15 used in the method of the present invention is incorporated in the cylindrical cylinder 10 as shown in FIGS. 1A to 1C, and is provided inside the both ends of the cylinder 10. It is prevented from coming off via the material 13. As shown in FIG. 2 (d), the mesh material 13 may be provided in a double manner with the hollow portion 10 a interposed at both ends of the cylindrical body 10.

ここで、筒体10としては、フッ素樹脂であるテフロン(商品名)製の筒が用いられているが、後述する焼結工程において焼成温度で形状を保持するものであれば他の材質でもよい。形状及び長さは、形成する通路径や使用する触媒15の大きさ等を考慮して適宜に設計される。   Here, a tube made of Teflon (trade name), which is a fluororesin, is used as the tube body 10, but other materials may be used as long as the shape is maintained at the firing temperature in the sintering process described later. . The shape and length are appropriately designed in consideration of the diameter of the passage to be formed and the size of the catalyst 15 to be used.

また、メッシュ材13,14は、テフロン(商品名)製の網つまり市販されているテフロンメッシュが用いられているが、材質は筒体10と同様に焼結工程での焼成温度で形状を保持するものであれば他の材質でもよい。このメッシュ材構成では、網目が数ミクロン〜数十ミクロンのもので、筒体10の両端内側にそれぞれ圧入されている。これは、筒体10内の触媒15の不用意な動きを規制すること、筒体10内に不純物が流入して触媒15が目詰まりを起こさないよう保護することにある。   The mesh members 13 and 14 are made of a Teflon (trade name) net, that is, a commercially available Teflon mesh, but the material maintains the shape at the firing temperature in the sintering step, as with the cylinder 10. Any other material may be used. In this mesh material configuration, the mesh is several microns to several tens of microns and is press-fitted inside both ends of the cylinder 10. This is to prevent inadvertent movement of the catalyst 15 in the cylinder 10 and to protect the catalyst 15 from clogging due to impurities flowing into the cylinder 10.

触媒15は、例えば、ニッケル触媒などがある。材質は、焼結工程での焼成温度で形状を保持するものであればよい。形状は、長手方向に貫通した複数の孔15aを形成しているロール状のものを図示したが、液体などの均一系触媒や、粒状やブロック状などの不均一系触媒でもよく、大きさ及び形状は任意である。   Examples of the catalyst 15 include a nickel catalyst. The material should just hold | maintain a shape with the calcination temperature in a sintering process. The shape is illustrated as a roll having a plurality of holes 15a penetrating in the longitudinal direction, but it may be a homogeneous catalyst such as liquid or a heterogeneous catalyst such as granular or block. The shape is arbitrary.

(中子)本発明方法で用いられる通路形成用中子1は、図2(a)〜(c)に示したごとく図1の触媒15を内蔵した筒体10が両端内側にメッシュ材13を介して突出した通路形成用線材11を有している。この場合、メッシュ材13は、上記した触媒用保持作用及び目詰まり防止作用と共に、通路形成用線材11や図5(a)の線材12の対応端を位置決め保持する作用も兼ねる。 (Core) As shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c), the passage-forming core 1 used in the method of the present invention has a cylindrical body 10 containing the catalyst 15 of FIG. The wire 11 for channel | path formation protruded through. In this case, the mesh member 13 also serves to position and hold the corresponding ends of the passage forming wire 11 and the wire 12 shown in FIG.

線材11は、通路形成用の細い棒状ないしは線状であるが管状であってもよい。そのような線又は管の外径は目的の通路に応じ設定されるが、通常はミリサイズからミクロンサイズである。形状も任意であり、図5(a)の線材12のごとくY形に設定されることもある。材質としては、図4の第2形態の場合は焼成温度で分解除去されるものであればよく、蝋、紙、有機繊維などである。図5の第3形態の場合は酸又はアルカリ可溶性のガラス製、樹脂などである。   The wire 11 is a thin rod or wire for forming a passage, but may be tubular. The outer diameter of such a wire or tube is set according to the intended passage, but is usually from millimeter to micron size. The shape is also arbitrary, and may be set to a Y shape like the wire 12 in FIG. In the case of the second form of FIG. 4, the material may be any material that can be decomposed and removed at the firing temperature, such as wax, paper, or organic fiber. In the case of the third form in FIG. 5, it is made of acid or alkali-soluble glass or resin.

図2(c)の変形例では、メッシュ材が二重、つまり筒体10の両端において、外側メッシュ材13、空洞部10a、内側メッシュ材14の配置となっている。これは、例えば、メッシュ材13が目詰まりしても空洞部10a及びメッシュ材14の存在により触媒15の正常な作用を維持できるようにしたり、触媒15が比較的小さくても筒体10内に確実に収容可能にする。なお、以上の中子構成において、例えば、メッシュ材13が筒体10の両側に設けられ、かつ、線材11が管で構成されるような態様だと、後述する焼結過程で発生するガスを外部へ放出し易くなり、ガス発生に起因した熱膨張などを緩和したり解消できる。   2C, the mesh material is double, that is, the outer mesh material 13, the cavity 10a, and the inner mesh material 14 are arranged at both ends of the cylinder 10. This is because, for example, even if the mesh material 13 is clogged, the normal action of the catalyst 15 can be maintained by the presence of the cavity 10a and the mesh material 14, or even if the catalyst 15 is relatively small, Make sure that it can be accommodated. In the above core configuration, for example, if the mesh material 13 is provided on both sides of the cylinder 10 and the wire 11 is constituted by a tube, the gas generated in the sintering process described later is generated. It becomes easy to release to the outside, and thermal expansion caused by gas generation can be reduced or eliminated.

(第1形態)図3の製造方法は、請求項1に対応しており、予備成形工程と焼結工程及び通路形成工程とを必須としている。まず、予備成形工程では、圧縮成形用金型を使用して、該金型のキャビティに対し図1の触媒15を内蔵した筒体10を配置した状態で、上記基材用樹脂粉末を充填した後、圧縮成形する。ここで、金型は、圧縮成形用として通常使用されているものと同様であり、型本体が粉末投入部を形成していると共に、該粉末投入部に対し上下から昇降される上下パンチを有している。 (First Embodiment) The manufacturing method of FIG. 3 corresponds to claim 1 and includes a pre-forming step, a sintering step, and a passage forming step. First, in the pre-molding step, the base material resin powder was filled in a state where the cylinder 10 containing the catalyst 15 of FIG. 1 was disposed in the cavity of the mold using a compression mold. After that, compression molding is performed. Here, the mold is the same as that normally used for compression molding, and the mold body forms a powder charging part, and has an upper and lower punch that moves up and down with respect to the powder charging part. doing.

そして、同(a)の焼結体2Aに対応する圧縮体の場合は、例えば、型本体の粉末投入部に対し下パンチを上昇し、粉末投入部と下パンチの上端面とで圧縮体に対応するキャビティを区画形成する。次に、前記キャビティに対し樹脂粉末を総投入量の約半分だけ投入した後、図1の触媒15を内蔵した筒体10をその投入された樹脂粉末上に位置決め配置すると共に、配置された筒体10の上に樹脂粉末の残量を投入する。   In the case of the compressed body corresponding to the sintered body 2A of (a), for example, the lower punch is raised with respect to the powder charging portion of the die body, and the compressed body is formed by the powder charging portion and the upper end surface of the lower punch. A corresponding cavity is defined. Next, after about half of the total amount of resin powder is charged into the cavity, the cylinder 10 containing the catalyst 15 of FIG. 1 is positioned on the charged resin powder, and the arranged cylinder is arranged. The remaining amount of resin powder is put on the body 10.

そして、以上の樹脂粉末の投入状態から、上パンチを下降すると同時に、下パンチを上昇することによりフッ素樹脂粉末を圧縮して押し固める。このように、予備成形では上下パンチの両押し法が好ましい。但し、原理的には下パンチを固定して上パンチにより押し固める片押し法でも可能である。また、予備成形での加圧力は、各種試験から、例えば、樹脂粉末がフッ素樹脂(PTFE樹脂)粉末単独の場合だと15〜50MPa、フッ素樹脂(PTFE樹脂)粉末に上記した充填材を混ぜた場合だと40〜150MPa程度が好ましい。   Then, from the above resin powder charged state, the upper punch is lowered and simultaneously the lower punch is raised to compress and compress the fluororesin powder. Thus, in the pre-forming, the double pressing method of the upper and lower punches is preferable. However, in principle, a one-push method in which the lower punch is fixed and pressed by the upper punch is also possible. Further, the pressure applied in the preforming is 15 to 50 MPa when the resin powder is a fluororesin (PTFE resin) powder alone, and the above filler is mixed into the fluororesin (PTFE resin) powder from various tests. In some cases, about 40 to 150 MPa is preferable.

(焼結工程)この工程では、予備成形工程で得られた圧縮体を加熱炉に入れて融点より少し高めの温度に加熱し中子挿入状態で粉末同士を融着する。加熱炉は均一焼成の観点から熱風循環式が好ましい。焼成温度は使用樹脂により異なるが、例えばフッ素樹脂の場合だと400℃以下であり、好ましくは360〜380℃に設定される。焼結工程では、前記圧縮体が焼成温度に加熱されると、分子の相互拡散により焼き締められた焼結体2Aに成形されると共に、触媒15を内蔵した筒体10が焼結体2Aに埋設される。なお、焼結体2Aは焼成後、冷却として室温空冷にて処理されることになる。 (Sintering step) In this step, the compact obtained in the pre-forming step is put in a heating furnace and heated to a temperature slightly higher than the melting point, and the powders are fused together in a core insertion state. The heating furnace is preferably a hot air circulation type from the viewpoint of uniform firing. Although the firing temperature varies depending on the resin used, for example, in the case of a fluororesin, it is 400 ° C. or lower, preferably 360 to 380 ° C. In the sintering step, when the compressed body is heated to a firing temperature, it is formed into a sintered body 2A that is baked by mutual diffusion of molecules, and a cylindrical body 10 containing a catalyst 15 is formed into the sintered body 2A. Buried. The sintered body 2A is treated by air cooling at room temperature as a cooling after firing.

(通路形成工程)同(b)は焼結工程で得られた焼結体2Aに対し触媒15を内蔵した筒体10に通じる通路部aを機械加工により形成した機械加工後の焼結体2Aを示している。機械加工では、例えば、ドリル又はそれに類似の精密孔あけ用加工機が用いられる。この例では、各通路部aは、触媒15を内蔵した筒体10に対し、上記した筒体両端のメッシュ材13に向けて直線状に設けられている。このため、この焼結体2Aでは、通路21が一方通路部a及び触媒15を内蔵した筒体10並びに他方通路部aにより構成されている。 (Passage Forming Step) In the step (b), the sintered body 2A after machining is formed by machining the passage portion a leading to the cylinder 10 containing the catalyst 15 with respect to the sintered body 2A obtained in the sintering step. Is shown. In machining, for example, a drill or similar precision drilling machine is used. In this example, each passage portion a is provided in a straight line toward the mesh member 13 at both ends of the cylindrical body with respect to the cylindrical body 10 containing the catalyst 15. For this reason, in this sintered body 2A, the passage 21 is constituted by the cylindrical body 10 incorporating the one passage portion a and the catalyst 15 and the other passage portion a.

図3(c)のマイクロ化学プラント20は、同(b)の焼結体2Aに形成した各通路21の両端(つまり両端の通路部a)にそれぞれ接続管6を連結した一例である。従って、このマイクロ化学プラント20の場合は、例えば、試験液等の流体を一方側接続管6から通路21に導入すると共に、他方側接続管6から排出可能となる。その場合、この構成では、上記した各通路21において、対象溶液や混合気体が一方通路部aから他方通路部aに流される途中、つまり筒体10を通過するときに触媒15の反応促進作用や反応開始作用などが得られるようになっている。   The microchemical plant 20 in FIG. 3C is an example in which the connecting pipe 6 is connected to both ends (that is, the passage portions a at both ends) of each passage 21 formed in the sintered body 2A of FIG. Therefore, in the case of the microchemical plant 20, for example, a fluid such as a test solution can be introduced into the passage 21 from the one side connection pipe 6 and discharged from the other side connection pipe 6. In this case, in this configuration, in each of the passages 21 described above, when the target solution or the mixed gas flows from the one passage portion a to the other passage portion a, that is, when the catalyst 15 passes through the cylindrical body 10, The reaction starting action can be obtained.

(第2形態)図4の製造方法は、請求項2に対応しており、予備成形工程及び中子除去工程とを必須としている。まず、予備成形工程では、圧縮成形用金型を使用して、該金型のキャビティに対し図2の通路形成用中子1を配置した状態で、上記基材用樹脂粉末を充填した後、圧縮成形する。ここで、金型は、圧縮成形用として通常使用されているものと同様であり、型本体が粉末投入部を形成していると共に、該粉末投入部に対し上下から昇降される上下パンチを有している。 (Second Embodiment) The manufacturing method of FIG. 4 corresponds to claim 2 and requires a preforming step and a core removing step. First, in the preforming step, using the compression mold, after filling the resin powder for a base material with the passage-forming core 1 of FIG. 2 disposed in the cavity of the mold, Compression molding. Here, the mold is the same as that normally used for compression molding, and the mold body forms a powder charging part, and has an upper and lower punch that moves up and down with respect to the powder charging part. doing.

すなわち、同(a)の圧縮体3の場合は、例えば、型本体の粉末投入部に対し下パンチを上昇し、粉末投入部と下パンチの上端面とで圧縮体3に対応するキャビティを区画形成する。次に、前記キャビティに対し樹脂粉末を総投入量の約半分だけ投入した後、上記中子1をその投入された樹脂粉末上に位置決め配置すると共に、配置された中子1の上に樹脂粉末の残量を投入する。この場合、両側の通路形成用線材11は、両端部が成形される圧縮体3から少し突出する長さに設定され、型本体の対向側壁にそれぞれ設けられた位置決め用穴部に配置される。そして、樹脂粉末の投入状態から、上パンチを下降すると同時に、下パンチを上昇することによりフッ素樹脂粉末を圧縮して押し固める。これらは中子1を除いて第1形態と同様である。また、予備成形での加圧力も第1形態で述べたことが当てはまる。   That is, in the case of the compressed body 3 of (a), for example, the lower punch is raised with respect to the powder charging portion of the die body, and the cavity corresponding to the compressed body 3 is defined by the powder charging portion and the upper end surface of the lower punch. Form. Next, after about half of the total amount of resin powder is charged into the cavity, the core 1 is positioned and disposed on the charged resin powder, and the resin powder is placed on the disposed core 1. Insert the remaining amount. In this case, the passage forming wire 11 on both sides is set to a length that slightly protrudes from the compression body 3 on which both ends are formed, and is disposed in positioning holes provided on the opposing side walls of the mold body. Then, from the state where the resin powder is charged, the upper punch is lowered and simultaneously the lower punch is raised to compress and compress the fluororesin powder. These are the same as in the first embodiment except for the core 1. Moreover, what was described in the first embodiment also applies to the pressing force in the preforming.

(中子除去工程)この工程では、予備成形工程で得られた圧縮体3から両側の中子11を引き抜いて通路11aを形成するか、圧縮体3を焼成した焼結体3Aから各中子11を引き抜いて通路11aを形成する。すなわち、前者の場合は中子11を引き抜いた圧縮体3を、後者の場合は予備成形工程で得られた状態の圧縮体3を、加熱炉に入れて融点より少し高めの温度に加熱し粉末同士を融着する。焼成条件及び焼結後の処理は第1形態と同じである。そして、この構成では、圧縮体3が焼成温度に加熱されると、分子の相互拡散により焼き締められた焼結体3Aに成形される。後者の場合はその焼結体3Aから各中子11を引き抜いて通路11aを形成する。同(b)はそのようにして作られた焼結体3Aを示している。各通路31は、線材11,11に対応した通路部11a,11aと、該通路部同士の間の筒体10の内径通路部で構成されている。筒体10の内径通路部には上記した触媒15が内蔵されている。 (Core removal step) In this step, the cores 11 on both sides are formed by pulling out the cores 11 from the compressed body 3 obtained in the preforming step, or each core is formed from the sintered body 3A obtained by firing the compressed body 3. 11 is pulled out to form a passage 11a. That is, in the former case, the compressed body 3 from which the core 11 has been pulled out, and in the latter case, the compressed body 3 obtained in the preforming step is placed in a heating furnace and heated to a temperature slightly higher than the melting point to obtain a powder. We fuse together. The firing conditions and the treatment after sintering are the same as in the first embodiment. In this configuration, when the compressed body 3 is heated to the firing temperature, it is formed into a sintered body 3A baked by mutual diffusion of molecules. In the latter case, each core 11 is pulled out from the sintered body 3A to form a passage 11a. The same (b) shows the sintered body 3A thus produced. Each passage 31 includes passage portions 11a and 11a corresponding to the wires 11 and 11 and an inner diameter passage portion of the cylindrical body 10 between the passage portions. The above-described catalyst 15 is incorporated in the inner diameter passage portion of the cylindrical body 10.

図4(c)のマイクロ化学プラント30は、同(b)の焼結体3Aに形成した各通路31の両端(つまり両端の通路部11a)にそれぞれ接続管6を連結した一例である。従って、このマイクロ化学プラント30の場合は、例えば、試験液等の流体を一方側接続管6から通路11aに導入すると共に、他方側接続管6から排出可能となる。その場合、この構成では、上記した各通路31において、対象溶液や混合気体が一方通路部11aから他方通路部11aに流される途中、つまり筒体10を通過するときに触媒15の反応促進作用や反応開始作用などが得られる。   The microchemical plant 30 in FIG. 4C is an example in which the connecting pipe 6 is connected to both ends (that is, the passage portions 11a at both ends) of each passage 31 formed in the sintered body 3A of FIG. Therefore, in the case of the microchemical plant 30, for example, a fluid such as a test solution can be introduced into the passage 11 a from the one side connection pipe 6 and discharged from the other side connection pipe 6. In this case, in this configuration, in each of the passages 31 described above, a reaction promoting action of the catalyst 15 when the target solution or mixed gas is flowing from the one passage portion 11a to the other passage portion 11a, that is, when passing through the cylindrical body 10, The reaction starting action can be obtained.

(第3形態)図5の製造方法は請求項3に対応している。まず、予備成形工程では、圧縮成形用金型を使用して、該金型のキャビティに対し図2の通路形成用中子1を配置した状態で、上記基材用樹脂粉末を充填した後、圧縮成形する。ここで、金型は、圧縮成形用として通常使用されているものと同様であり、型本体が粉末投入部を形成していると共に、該粉末投入部に対し上下から昇降される上下パンチを有している。 (Third Embodiment) The manufacturing method shown in FIG. First, in the preforming step, using the compression mold, after filling the resin powder for a base material with the passage-forming core 1 of FIG. 2 disposed in the cavity of the mold, Compression molding. Here, the mold is the same as that normally used for compression molding, and the mold body forms a powder charging part, and has an upper and lower punch that moves up and down with respect to the powder charging part. doing.

すなわち、同(a)の圧縮体3の場合は、例えば、型本体の粉末投入部に対し下パンチを上昇し、粉末投入部と下パンチの上端面とで圧縮体3に対応するキャビティを区画形成する。次に、前記キャビティに対し樹脂粉末を総投入量の約半分だけ投入した後、上記中子1をその投入された樹脂粉末上に位置決め配置すると共に、配置された中子1の上に樹脂粉末の残量を投入する。そして、樹脂粉末の投入状態から、上パンチを下降すると同時に、下パンチを上昇することによりフッ素樹脂粉末を圧縮して押し固める。これらは中子1を除いて第2形態と同様である。また、予備成形での加圧力も第1形態で述べたことが当てはまる。   That is, in the case of the compressed body 3 of (a), for example, the lower punch is raised with respect to the powder charging portion of the die body, and the cavity corresponding to the compressed body 3 is defined by the powder charging portion and the upper end surface of the lower punch. Form. Next, after about half of the total amount of resin powder is charged into the cavity, the core 1 is positioned and disposed on the charged resin powder, and the resin powder is placed on the disposed core 1. Insert the remaining amount. Then, from the state where the resin powder is charged, the upper punch is lowered and simultaneously the lower punch is raised to compress and compress the fluororesin powder. These are the same as in the second embodiment except for the core 1. Moreover, what was described in the first embodiment also applies to the pressing force in the preforming.

(焼結工程)この工程では、予備成形工程で得られた圧縮体3を加熱炉に入れて融点より少し高めの温度に加熱し中子挿入状態で粉末同士を融着する。加熱炉は均一焼成の観点から熱風循環式が好ましい。焼成温度は使用樹脂により異なるが、例えばフッ素樹脂の場合だと400℃以下であり、好ましくは360〜380℃に設定される。 (Sintering process) In this process, the compact 3 obtained in the preforming process is put into a heating furnace and heated to a temperature slightly higher than the melting point, and the powders are fused together in a state where the core is inserted. The heating furnace is preferably a hot air circulation type from the viewpoint of uniform firing. Although the firing temperature varies depending on the resin used, for example, in the case of a fluororesin, it is 400 ° C. or lower, preferably 360 to 380 ° C.

焼結工程では、圧縮体3が焼成温度に加熱されると、分子の相互拡散により焼き締められた焼結体3Aに成形されると共に、挿入されていた中子1のうち、筒体10の前後端に突出されている各線材11が焼成時の熱で分解除去つまり気化したり溶融して取り除かれる。すなわち、この構成では、上記中子1の各線材11として焼成温度で分解される材質を使用し、線材自体を得られる焼結体3A内から熱で分解除去して複数の通路31を形成する。なお、焼結体3Aは焼成後、冷却として室温空冷にて処理される。すると、各通路31は、線材11,11に対応した通路部11a,11aと、該通路部同士の間の筒体10の内径通路部で構成されている。筒体10の内径通路部には上記した触媒15が内蔵されている。   In the sintering process, when the compressed body 3 is heated to the firing temperature, it is formed into a sintered body 3A that is baked by mutual diffusion of molecules, and of the inserted core 1, the cylindrical body 10 Each wire 11 protruding at the front and rear ends is decomposed and removed by heat during firing, that is, vaporized or melted and removed. That is, in this configuration, a material that is decomposed at the firing temperature is used as each wire 11 of the core 1, and a plurality of passages 31 are formed by thermally decomposing and removing the sintered body 3A from which the wire itself can be obtained. . The sintered body 3A is treated by air cooling at room temperature as a cooling after firing. Then, each channel | path 31 is comprised by the channel | path parts 11a and 11a corresponding to the wire materials 11 and 11, and the internal-diameter channel | path part of the cylinder 10 between these channel | path parts. The above-described catalyst 15 is incorporated in the inner diameter passage portion of the cylindrical body 10.

図5(c)のマイクロ化学プラント30は、同(b)の焼結体3Aに形成した各通路31の両端(つまり両端の通路部11a)にそれぞれ接続管6を連結した一例である。従って、このマイクロ化学プラント30の場合は、例えば、試験液等の流体を一方側接続管6から通路11aに導入すると共に、他方側接続管6から排出可能となる。その場合、この構成でも第2形態と同じく、上記した各通路31において、対象溶液や混合気体が一方通路部11aから他方通路部11aに流される途中、つまり筒体10を通過するときに触媒15の反応促進作用や反応開始作用などが得られる。   The microchemical plant 30 in FIG. 5C is an example in which the connecting pipe 6 is connected to both ends (that is, the passage portions 11a at both ends) of each passage 31 formed in the sintered body 3A in FIG. Therefore, in the case of the microchemical plant 30, for example, a fluid such as a test solution can be introduced into the passage 11 a from the one side connection pipe 6 and discharged from the other side connection pipe 6. In this case, in this configuration as well as in the second embodiment, in each passage 31 described above, the catalyst 15 is mixed while the target solution or mixed gas is flowing from the one passage portion 11a to the other passage portion 11a, that is, when passing through the cylindrical body 10. Reaction promoting action and reaction initiating action are obtained.

(第4形態)図6の製造方法は、請求項4に対応しており、予備成形工程、焼結工程、中子除去工程とを必須としている。このうち、予備成形工程は中子を除いて第3形態とほぼ同じ。すなわち、この工程では、圧縮成形用金型を使用して、該金型のキャビティに対し中子1Aを配置した状態で、上記基材用樹脂粉末を充填した後、圧縮成形する。ここで、金型は、圧縮成形用として通常使用されているものと同様であり、型本体が粉末投入部を形成していると共に、該粉末投入部に対し上下から昇降される上下パンチを有している。中子1Aは、図2の中子1に対し、両側の線材11の一方をY形線材12に変更した点で異なっているが、それ以外は同じ。材質は、線材11,12が焼成温度で形状変位しないと共に、化学的に溶解されるものであり、好ましくはガラスや樹脂などである。 (Fourth Mode) The manufacturing method of FIG. 6 corresponds to claim 4 and includes a preforming step, a sintering step, and a core removing step. Among these, the preforming process is almost the same as the third embodiment except for the core. That is, in this step, a compression molding die is used, the core resin powder is filled in the state where the core 1A is disposed in the cavity of the die, and then compression molding is performed. Here, the mold is the same as that normally used for compression molding, and the mold body forms a powder charging part, and has an upper and lower punch that moves up and down with respect to the powder charging part. doing. The core 1A is different from the core 1 in FIG. 2 in that one of the wire rods 11 on both sides is changed to a Y-shaped wire rod 12, but the other points are the same. The material is such that the wires 11 and 12 do not change shape at the firing temperature and are chemically dissolved, and are preferably glass or resin.

そして、同(a)の焼結体4Aに対応する圧縮体の場合は、例えば、型本体の粉末投入部に対し下パンチを上昇し、粉末投入部と下パンチの上端面とで圧縮体1に対応するキャビティを区画形成する。次に、前記キャビティに対し樹脂粉末を総投入量の約半分だけ投入した後、中子1Aをその投入された樹脂粉末上に位置決め配置すると共に、配置された中子1Aの上に樹脂粉末の残量を投入する。   In the case of the compressed body corresponding to the sintered body 4A of (a), for example, the lower punch is raised with respect to the powder charging portion of the die body, and the compressed body 1 is formed by the powder charging portion and the upper end surface of the lower punch. A cavity corresponding to is defined. Next, after about half of the total amount of resin powder is charged into the cavity, the core 1A is positioned on the charged resin powder and the resin powder is placed on the core 1A. Fill the remaining amount.

以上の樹脂粉末の投入状態から、上パンチを下降すると同時に、下パンチを上昇することによりフッ素樹脂粉末を圧縮して押し固める。このように、予備成形では上下パンチの両押し法が好ましい。これらは中子1Aを除いて上記各形態と同様である。また、予備成形での加圧力の点も各形態で述べたことが当てはまる。   From the charged state of the resin powder, the upper punch is lowered and simultaneously the lower punch is raised to compress and compress the fluororesin powder. Thus, in the pre-forming, the double pressing method of the upper and lower punches is preferable. These are the same as the above embodiments except for the core 1A. In addition, what is described in each form also applies to the point of pressure applied in preforming.

(焼結工程)この工程では、熱風循環式加熱炉などを使用し、予備成形工程で得られた圧縮体をその加熱炉に入れて融点より少し高めの温度に加熱し中子挿入状態で粉末同士を融着する。この場合も、焼成温度は使用樹脂により異なるが、例えばフッ素樹脂の場合だと400℃以下であり、好ましくは360〜380℃に設定される。焼成後、冷却として室温空冷にて処理される。 (Sintering process) In this process, a hot-air circulating heating furnace is used, and the compact obtained in the preforming process is put into the heating furnace and heated to a temperature slightly higher than the melting point, and the powder is inserted into the core. We fuse together. In this case as well, although the firing temperature varies depending on the resin used, for example, in the case of a fluororesin, it is 400 ° C. or lower, preferably 360 to 380 ° C. After firing, it is treated by air cooling at room temperature as cooling.

(中子除去工程)この工程では、例えば、図6(a)の焼結体4Aが溶解液に浸されることで、挿入されていた中子1Aのうち、線材11,12が化学的に溶解されることで除去される。すなわち、この構成では、例えば、中子1Aの線材11,12が酸又はアルカリ可溶性のガラス製などであり、焼結体4Aにインサートされた状態で、線材11,12を焼結体4A内から溶かすことで通路41を形成する。そして、前記通路41は、線材11,12に対応した通路部11a,12aと、該通路部同士の間の筒体10の内径通路部で構成されている。筒体10の内径通路部には上記した触媒15が内蔵されている。 (Core removal step) In this step, for example, the wires 11 and 12 of the inserted core 1A are chemically treated by immersing the sintered body 4A of FIG. It is removed by dissolving. That is, in this configuration, for example, the wires 11 and 12 of the core 1A are made of acid or alkali-soluble glass, and the wires 11 and 12 are inserted into the sintered body 4A from the inside of the sintered body 4A. The passage 41 is formed by melting. The passage 41 includes passage portions 11a and 12a corresponding to the wires 11 and 12, and an inner diameter passage portion of the cylindrical body 10 between the passage portions. The above-described catalyst 15 is incorporated in the inner diameter passage portion of the cylindrical body 10.

図6(c)のマイクロ化学プラント40は、同(b)の焼結体4Aの各通路部11a,12aの端末に接続管6を付設したものである。従って、このマイクロ化学プラント30の場合も、例えば、試験液等の流体を一方側接続管6と接続管6から各通路12aに導入し筒体10を通って、他方側接続管6から排出可能となる。その場合、この構成でも、上記した通路41において、対象溶液や混合気体が一方通路部12,12aから他方通路部11aに流される途中、つまり筒体10を通過するときに触媒15の反応促進作用や反応開始作用などが得られるようになっている。   The microchemical plant 40 in FIG. 6C is obtained by attaching the connecting pipe 6 to the end of each passage portion 11a, 12a of the sintered body 4A in FIG. 6B. Therefore, in the case of the microchemical plant 30, for example, a fluid such as a test solution can be introduced into each passage 12 a from the one side connection pipe 6 and the connection pipe 6, and can be discharged from the other side connection pipe 6 through the cylinder 10. It becomes. In this case, even in this configuration, in the above-described passage 41, the reaction of the catalyst 15 is promoted when the target solution or the mixed gas is flowing from the one passage portion 12 or 12a to the other passage portion 11a, that is, when passing through the cylindrical body 10. And a reaction start action can be obtained.

(第5形態)図7(b)のマイクロ化学プラント50は、以上の製造方法で通路を形成した焼結体2A又は3Aと、焼結体4Aの複数を積層した一例を示している。同図のマイクロ化学プラント50は、第1形態や第2形態と同じか類似する通路a又は11aを形成した焼結体2A又は3Aと、第3形態と同じか類似する通路12aを形成した焼結体4Aとを積層していると共に、焼結体2A又は3Aの同じ側の通路端同士を接続管9で連結し、それ以外の通路端に接続管6を取り付けている。 (5th form) The microchemical plant 50 of FIG.7 (b) has shown the example which laminated | stacked the sintered compact 2A or 3A which formed the channel | path with the above manufacturing method, and the plurality of sintered compacts 4A. The microchemical plant 50 in the figure includes a sintered body 2A or 3A having a passage a or 11a that is the same as or similar to the first form or the second form, and a sintered body having a passage 12a that is the same or similar to the third form. 4 A of laminated bodies are laminated | stacked, the channel | path ends of the same side of sintered compact 2A or 3A are connected with the connection pipe 9, and the connection pipe | tube 6 is attached to the other channel | path end.

すなわち、以上の構成特徴は、図7(a)のごとく第1形態〜第3形態で作成された通路a又は11aを有した焼結体2A又は3A、通路12a,11aを有した焼結体4Aが複数積層配置されることで、例えば、焼結体2A又は3Aと焼結体4Aが同じ側にあって、焼結体2A又は3Aの左側通路部a又は11aと焼結体4AのY形通路部12aの一方とを接続管9で繋いだ第1通路(例えば、導入第1通路)、及び焼結体2A又は3Aの右側通路部11aと焼結体4AのY形通路部12aの他方とを接続管9で繋いだ第2通路(例えば、導入第2通路)、焼結体4AのY形通路部12aの合流部から筒体10内を通って焼結体4Aの反対側通路部11aに至る第3通路(排出側通路)として形成されていること、各焼結体が複数のボルト7C−ナット8等の簡易な締結部材や不図示の接着剤などで一体化されている。そして、例えば、対象溶液や混合気体は前記第1通路(例えば、導入第1通路)と、前記第2通路(例えば、導入第2通路)とを流れる途中で、焼結体2A又は3Aの各通路21又は31を構成している筒体10をそれぞれ通過するときに触媒15の反応促進作用や反応開始作用などが得られる。また、それら対象溶液や混合気体は、前記第3通路(排出側通路)の途中で、焼結体4Aの筒体10をそれぞれ通過するときに触媒15の反応促進作用や反応開始作用などが得られるようになっている。   That is, the above structural features are as follows. As shown in FIG. 7A, the sintered body 2A or 3A having the passages a or 11a and the passages 12a and 11a created in the first to third forms. By arranging a plurality of 4A layers, for example, the sintered body 2A or 3A and the sintered body 4A are on the same side, and the left passage portion a or 11a of the sintered body 2A or 3A and the Y of the sintered body 4A A first passage (for example, an introduction first passage) connected to one of the shaped passage portions 12a by a connecting pipe 9, and a right passage portion 11a of the sintered body 2A or 3A and a Y-shaped passage portion 12a of the sintered body 4A. A second passage (for example, an introduction second passage) that is connected to the other by a connecting pipe 9, and a passage on the opposite side of the sintered body 4A from the joining portion of the Y-shaped passage portion 12a of the sintered body 4A through the cylindrical body 10 Formed as a third passage (discharge side passage) leading to the portion 11a, each sintered body having a plurality of bolts C- are integrated in such simple fastening members and not shown adhesive nuts 8 or the like. For example, the target solution and the mixed gas flow through the first passage (for example, the introduction first passage) and the second passage (for example, the introduction second passage), and each of the sintered bodies 2A or 3A. The reaction promoting action and the reaction starting action of the catalyst 15 can be obtained when the cylinders 10 constituting the passages 21 or 31 are respectively passed. Further, when the target solution or mixed gas passes through the cylindrical body 10 of the sintered body 4A in the middle of the third passage (discharge side passage), the reaction promoting action and the reaction starting action of the catalyst 15 are obtained. It is supposed to be.

なお、図7の構成は複数積層の一例を挙げたものである。通路設計としては、焼結体の対向側面間に通路を形成するだけではなく、例えば矩形の焼結体の場合だと、通路の出入口が左右の一方側面と前後の一方側面、左右の両側面と前後の一方側面、というように目的に応じた配置とすることができる。   Note that the configuration in FIG. 7 is an example of a plurality of stacked layers. As for the passage design, not only the passage is formed between the opposing side surfaces of the sintered body, but, for example, in the case of a rectangular sintered body, the entrance of the passage is one side on the left and right, one side on the front and back, both sides on the left and right It can be arranged according to the purpose, such as the front and back side surfaces.

また、以上のように本発明は、第1形態から第4形態で作成される機能性通路を有する焼結体を単位とし、その単位の焼結体2A,3A,4Aでマイクロ化学プラント20,30,40を構成するだけではなく、該単位焼結体の複数を積層することにより複雑な機能性通路の形成も容易となって更なる利用分野の拡大を期待できる。更に、単位の焼結体2A,3A,4Aからなるマイクロ化学プラント20,30,40には、例えば、各焼結体の適宜な箇所に前記通路と共に流体溜部や合流部及び分岐部など必要に応じて設けることができる。 In addition, as described above, the present invention is based on the sintered body having the functional passages created in the first to fourth embodiments, and the units 2A, 3A, and 4A are used as the microchemical plant 20, In addition to constituting 30 and 40, by laminating a plurality of the unit sintered bodies, it is easy to form a complicated functional passage, and further expansion of the application field can be expected. Furthermore, the microchemical plant 20, 30, 40 comprising the unit sintered bodies 2A, 3A, 4A requires, for example, a fluid reservoir, a junction, and a branching portion together with the passages at appropriate locations of each sintered body. It can be provided according to.

(a)は第1形態の製造方法で使用する触媒を内蔵した筒の概略外観図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は触媒形状の一例を示している。(A) is a schematic external view of the cylinder containing the catalyst used in the manufacturing method of the first embodiment, (b) is a sectional view taken along the line AA of (a), and (c) shows an example of the shape of the catalyst. . (a)は第2形態から第4形態の製造方法で使用する通路形成用中子の概略外観図、(b)は(a)のA1−A1線断面図、(c)は前記中子の変形例を示している。(A) is a schematic external view of a core for forming a passage used in the manufacturing method of the second embodiment to the fourth embodiment, (b) is a sectional view taken along the line A1-A1 of (a), and (c) is a view of the core. A modification is shown. (a)は第1形態の製造方法の焼結工程で得られた焼結体を示し、(b)は機械加工後の焼結体を示し、(c)は該焼結体を用いたマイクロ化学プラントを示している。(A) shows the sintered body obtained in the sintering step of the manufacturing method of the first embodiment, (b) shows the sintered body after machining, and (c) shows a micro-machine using the sintered body. Indicates a chemical plant. (a)は第2形態の製造方法の予備圧縮工程で得られた圧縮体を示し、(b)は焼成された焼結体を示し、(c)は該焼結体を用いたマイクロ化学プラントを示している。(A) shows the compressed body obtained in the pre-compression process of the manufacturing method of the second embodiment, (b) shows the sintered body that has been fired, and (c) shows a microchemical plant using the sintered body. Is shown. (a)は第3形態の製造方法の予備圧縮工程で得られた圧縮体を示し、(b)は焼成された焼結体を示し、(c)は該焼結体を用いたマイクロ化学プラントを示している。(A) shows the compressed body obtained in the pre-compression process of the manufacturing method of the third embodiment, (b) shows a sintered body that has been fired, and (c) shows a microchemical plant using the sintered body. Is shown. (a)は第4形態の製造方法の焼結工程で得られた焼結体を示し、(b)は化学的に中子を除去した後の焼結体を示し、(c)は該焼結体を用いたマイクロ化学プラントを示している。(A) shows the sintered body obtained in the sintering step of the manufacturing method of the fourth embodiment, (b) shows the sintered body after the core has been chemically removed, and (c) shows the sintered body. A microchemical plant using a ligation is shown. (a)は各形態の製造方法で作成された複数の焼結体を示し、(b)はその複数の焼結体を積層したマイクロ化学プラントを示している。(A) shows the some sintered compact produced with the manufacturing method of each form, (b) has shown the microchemical plant which laminated | stacked the some sintered compact.

1,1A…中子
2A,3A,4A…焼結体
3…圧縮体
6,9…接続管
10…筒体
11,12…中子の線材(通路形成部)
13,14…メッシュ材
15…触媒(15aは孔)
21…通路(aは通路部)
31…通路(11aは線材に対応した通路部)
41…通路(11a,12aは線材に対応した通路部)
20,30,40,50…マイクロ化学プラント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Core 2A, 3A, 4A ... Sintered body 3 ... Compression body 6, 9 ... Connection pipe 10 ... Cylindrical body 11, 12 ... Core wire (passage formation part)
13, 14 ... Mesh material 15 ... Catalyst (15a is a hole)
21 ... passage (a is a passage part)
31 ... passage (11a is a passage part corresponding to a wire)
41 ... passage (11a and 12a are passage portions corresponding to the wire)
20, 30, 40, 50 ... micro chemical plant

Claims (5)

耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントの製造方法であって、
前記触媒を筒体に内蔵すると共に、前記筒体の両端に設けられメッシュ材により抜け止めしたものを用いて、
前記基材として樹脂粉末を、該樹脂粉末中に、前記筒体を配置した状態で圧縮する予備成形工程と、
前記予備成形工程で得られた圧縮体を焼成する焼結工程と、
前記焼結工程で得られた焼結体にドリル等の機械加工により前記筒体に通じる前記通路を形成する通路形成工程
とを経ることを特徴とするマイクロ化学プラントの製造方法。
A method of manufacturing a microchemical plant having a passage provided in a part of a catalyst provided on a substrate having excellent chemical resistance,
While incorporating the catalyst in a cylinder, using what was provided at both ends of the cylinder and retained by a mesh material,
A preforming step of compressing resin powder as the base material in a state where the cylindrical body is disposed in the resin powder;
A sintering step of firing the compact obtained in the preforming step;
A method of manufacturing a microchemical plant, wherein the sintered body obtained in the sintering step is subjected to a passage forming step for forming the passage leading to the cylindrical body by machining such as a drill.
耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントの製造方法であって、
前記触媒を内蔵している筒体、及び前記筒体の両端にメッシュ材を介して突出した通路形成用線材とからなる中子を用いて、
前記基材として樹脂粉末を、該樹脂粉末中に、前記中子を配置した状態で圧縮する予備成形工程と、
前記予備成形工程で得られた圧縮体を焼成すると共に、前記圧縮体又は前記圧縮体を焼成した焼結体から前記中子の前記通路形成用線材を引き抜いて前記通路を形成する中子除去工程
とを経ることを特徴とするマイクロ化学プラントの製造方法。
A method of manufacturing a microchemical plant having a passage provided in a part of a catalyst provided on a substrate having excellent chemical resistance,
Using a core composed of a cylindrical body containing the catalyst, and a passage forming wire projecting through a mesh material at both ends of the cylindrical body,
The resin powder as the base material, a preforming step of compressing in a state in which the said resin powder, placing the in children,
A core removing step of firing the compressed body obtained in the preforming step and drawing the passage forming wire of the core from the compressed body or a sintered body obtained by firing the compressed body to form the passage. The manufacturing method of the micro chemical plant characterized by passing through.
耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントの製造方法であって、
前記触媒を内蔵している筒体、及び前記筒体の両端にメッシュ材を介して突出した通路形成用線材とからなる中子を用いて、
前記基材として樹脂粉末を、該樹脂粉末中に、前記中子を配置した状態で圧縮する予備成形工程と、
前記予備成形工程で得られた圧縮体を焼成すると共に、得られる焼結体が前記中子の前記通路形成用線材を焼成時の熱で分解除去して前記通路を形成する焼結・中子除去工程
とを経ることを特徴とするマイクロ化学プラントの製造方法。
A method of manufacturing a microchemical plant having a passage provided in a part of a catalyst provided on a substrate having excellent chemical resistance,
Using a core composed of a cylindrical body containing the catalyst, and a passage forming wire projecting through a mesh material at both ends of the cylindrical body,
The resin powder as the base material, a preforming step of compressing in a state in which the said resin powder, placing the in children,
Wherein with firing the resultant compact at the preliminary molding step, during sintering, which was obtained sintered body is decomposed and removed the passage forming wire material before SL core in baking heat during formation of the passageway A method of manufacturing a microchemical plant, characterized by undergoing a child removal step.
耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントの製造方法であって、
前記触媒を内蔵している筒体、及び前記筒体の両端にメッシュ材を介して突出した通路形成用線材とからなる中子を用いて、
前記基材として樹脂粉末を用い、該樹脂粉末中に、前記中子を配置した状態で圧縮する予備成形工程と、
前記予備成形工程で得られた圧縮体を焼成する焼結工程と、
前記焼結工程で得られた焼結体から前記中子の前記通路形成用線材を化学的に溶かして前記通路を形成する中子除去工程
とを経ることを特徴とするマイクロ化学プラントの製造方法。
A method of manufacturing a microchemical plant having a passage provided in a part of a catalyst provided on a substrate having excellent chemical resistance,
Using a core composed of a cylindrical body containing the catalyst, and a passage forming wire projecting through a mesh material at both ends of the cylindrical body,
The resin powder used as the base material, to the resin powder, and preforming step of compressing in the state in which the said in children,
A sintering step of firing the compact obtained in the preforming step;
A microchemical plant manufacturing method comprising: a core removal step of chemically melting the passage forming wire of the core from the sintered body obtained in the sintering step to form the passage. .
耐薬品性に優れた基材に設けられて触媒を一部に設けた通路を有しているマイクロ化学プラントであって、請求項1から4のいずれかの製造方法により作られたことを特徴とするマイクロ化学プラント。 A microchemical plant having a passage provided in a part of a catalyst provided on a base material excellent in chemical resistance, which is produced by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 4. A micro chemical plant.
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