JP5221287B2 - Method for producing barium titanate and barium calcium titanate using a microreaction apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、チタン酸バリウムおよびチタン酸バリウムカルシウムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing barium titanate and barium calcium titanate.
チタン酸バリウムは高誘電率を有することから、キャパシタの主成分として積層セラミックスコンデンサなどの電子デバイスへ広く適用されており、例えば特許文献1から4に開示されたような製造方法を用いて製造がなされている。 Since barium titanate has a high dielectric constant, it is widely applied to electronic devices such as multilayer ceramic capacitors as a main component of the capacitor. For example, it is manufactured using a manufacturing method as disclosed in Patent Documents 1 to 4. Has been made.
特許文献1には、炭酸バリウム粉末と二酸化チタン粉末を混合し、1000℃付近まで加熱してチタン酸バリウム粉末を製造する固相反応法によるチタン酸バリウムの製造方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for producing barium titanate by a solid phase reaction method in which barium carbonate powder and titanium dioxide powder are mixed and heated to around 1000 ° C. to produce barium titanate powder.
特許文献2には、バリウム塩とチタン塩とを高圧下、数百℃でチタン酸バリウム粉末を製造する水熱合成法によるチタン酸バリウム粉末およびその製造方法が開示されている。
特許文献3には、金属アルコキシド溶液を加水分解することによってチタン酸バリウ
ム粉末を製造するゾル−ゲル法によるチタン酸バリウム粉末の製造方法が開示されている。
Patent Document 3 discloses a method for producing a barium titanate powder by a sol-gel method for producing a barium titanate powder by hydrolyzing a metal alkoxide solution.
特許文献4には、Ba(OC2H5)2の組成の金属アルコキシドを、メタノールと2−メトキシエタノールの混合溶液(体積比で6:4)に室温で溶解させて、1.0mol/Lの高濃度の前駆体溶液を作製し、その前駆体溶液を、例えば、0℃で水蒸気を用いて加水分解し、次いで0〜60℃で1〜480時間エージング処理してチタン酸バリウム(BaTiO3)の単相のゲルを生成させ、これを、例えば2−メトキシエタノール中に投入し、超音波を用いて微粉砕しながら均一に分散させてなるチタン酸バリウムの製造方法が記載されている。
しかしながら、このような従来のチタン酸バリウムの製造方法において、例えば上記した特許文献1に記載の製造方法では、1000℃以上での仮焼が必要になる上、仮焼により製造されたチタン酸バリウム粉末同士の凝集が生じ、機械的に粉砕する必要がある。また、機械的粉砕では粉砕限界があると同時に、粉砕が不十分の粒子や過粉砕の粒子が存在するために粒度分布が広くなり、キャパシタ層に用いる上で信頼性劣化などの不都合が生じるものであった。 However, in such a conventional method for producing barium titanate, for example, the production method described in Patent Document 1 described above requires calcining at 1000 ° C. or higher, and barium titanate produced by calcining. Aggregation of the powders occurs, and it is necessary to pulverize mechanically. In addition, mechanical pulverization has pulverization limits, and at the same time, there are particles that are not sufficiently pulverized or excessively pulverized, so the particle size distribution becomes wide, and inconveniences such as deterioration in reliability occur when used for capacitor layers. Met.
また、特許文献2に記載の製造方法では、微細な粉末は得られるものの、粉末の粒子内部にOH基などの残留官能基が存在し結晶性が低くなるため、再度1000℃付近での熱処理が必要になるという問題があった。
In addition, in the manufacturing method described in
さらに、特許文献3に記載のゾル−ゲル法では、合成段階で結晶が得られないために、
乾燥したゲル粉末を1000℃付近で仮焼し、結晶化する必要があった。
また、特許文献4に記載のアルコキシドを原料とする製造方法は、いわゆるバッチ式の合成方法であり、これは大量生産には不向きなものであった。またこの製造方法は、反応を行う際の水分量および雰囲気(酸素)の制御が絶えず必要であり、そのために操作およびコストの負担が増大するといった問題があった。
Furthermore, in the sol-gel method described in Patent Document 3, crystals cannot be obtained at the synthesis stage.
The dried gel powder had to be calcined at around 1000 ° C. and crystallized.
The production method using alkoxide as a raw material described in
このように、従来のチタン酸バリウムの製造方法では、上記したような問題を有することから、さらなる工程の簡易化が求められていた。
本発明の目的は、例えば、電子デバイス用誘電体材料として適用可能な微粒子状で結晶性の高いチタン酸バリウム粉末等を室温にて効率良く製造することのできるチタン酸バリウム等の製造方法を提供することを目的としている。
Thus, since the conventional method for producing barium titanate has the above-described problems, further simplification of the process has been demanded.
An object of the present invention is to provide a method for producing barium titanate and the like, which can efficiently produce, for example, barium titanate powder having fine particles and high crystallinity applicable as a dielectric material for electronic devices at room temperature. The purpose is to do.
本出願における第1の発明は、
外部から第1流体を注入するための第1流体注入路と、
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路と、
を有するマイクロミキシングチップと、
前記マイクロミキシングチップの第1流体入口に第1流体注入路を介して接続された第1流体加圧手段と、
前記マイクロミキシングチップの第2流体入口に第2流体注入路を介して接続された第2流体加圧手段と、
前記合流流路に接続された流体排出路と、
前記流体排出路の出口側に設置された反応容器と、
から構成されている微量反応用装置を用いたチタン酸バリウムの製造方法であって、
前記第1流体加圧手段により、マイクロミキシングチップの第1流体注入路を経て第1流体入口へバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物からなる第1流体を注入して、複数の第1流体流入流路内へ第1流体を流入させる工程と、
前記第2流体加圧手段で、マイクロミキシングチップの第2流体注入路を経て、第2流体入口へ含水溶媒からなる第2流体を注入する工程と、
前記第1流体と第2流体とを流体集合路内で合流させて、第1流体と第2流体との層流を形成させ、この層流状態を維持したまま、この第1流体と第2流体との合流流体を、誘導流路を経て、合流流路より流体排出路へ排出する工程と、
前記流体排出路を介して排出された混合液に含まれるバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドを、含水溶媒に含まれる水によりマイクロミキシングチップ外で加水分解させる工程と、
を有することを特徴とするチタン酸バリウムの製造方法である。
The first invention in this application is:
A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel;
A micromixing chip having
First fluid pressurizing means connected to a first fluid inlet of the micromixing chip via a first fluid injection path;
Second fluid pressurizing means connected to the second fluid inlet of the micromixing chip via a second fluid injection path;
A fluid discharge path connected to the confluence channel;
A reaction vessel installed on the outlet side of the fluid discharge path;
A method for producing barium titanate using a microreaction apparatus comprising:
The first fluid pressurizing means injects a first fluid made of a mixture of barium alkoxide and titanium alkoxide into the first fluid inlet through the first fluid injection path of the micromixing chip, and a plurality of first fluid inflow channels. Allowing the first fluid to flow into,
Injecting a second fluid made of a hydrous solvent into the second fluid inlet through the second fluid injection path of the micromixing chip by the second fluid pressurizing means;
The first fluid and the second fluid are merged in the fluid collecting path to form a laminar flow of the first fluid and the second fluid, and the first fluid and the second fluid are maintained while maintaining the laminar flow state. Discharging the merged fluid with the fluid from the merged channel to the fluid discharge channel via the induction channel;
Hydrolyzing barium alkoxide and titanium alkoxide contained in the mixed solution discharged through the fluid discharge passage outside the micromixing chip with water contained in the hydrous solvent;
It is a manufacturing method of barium titanate characterized by having.
本出願における第2の発明は、
外部から第1流体を注入するための第1流体注入路と、
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路と、
を有するマイクロミキシングチップと、
前記マイクロミキシングチップの第1流体入口に第1流体注入路を介して接続された第1流体加圧手段と、
前記マイクロミキシングチップの第2流体入口に第2流体注入路を介して接続された第2流体加圧手段と、
前記合流流路に接続された流体排出路と、
前記流体排出路の出口側に設置された反応容器と、
から構成されている微量反応用装置を用いたチタン酸バリウムの製造方法であって、
前記第1流体加圧手段により、マイクロミキシングチップの第1流体注入路を経て第1流体入口へバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物からなる第1流体を注入して、複数の第1流体流入流路内へ第1流体を流入させる工程と、
前記第2流体加圧手段で、マイクロミキシングチップの第2流体注入路を経て、第2流体入口へ含水溶媒からなる第2流体を注入する工程と、
前記第1流体と第2流体とを流体集合路内で合流させて、第1流体と第2流体との層流を形成させ、前記アルコキシドの加水分解により非晶質ゲルが生成する前に、この第1流体と第2流体との合流流体を、誘導流路を経て、合流流路より流体排出路へ排出する工程と、
前記流体排出路を介して排出された混合液に含まれるバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドを、含水溶媒に含まれる水によりマイクロミキシングチップ外で加水分解させる工程とを有し、
前記第1流体加圧手段で、第1流体注入路を経て、第1流体入口へ送られたバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物(第1流体)の流速が、2〜50ml/分の範囲であり、
前記第2流体加圧手段で、第2流体注入路を経て、第2流体入口へ送られた含水溶媒(第2流体)の流速が、2〜50ml/分の範囲にあることを特徴とするチタン酸バリウムの製造方法である。
The second invention in this application is:
A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel;
A micromixing chip having
First fluid pressurizing means connected to a first fluid inlet of the micromixing chip via a first fluid injection path;
Second fluid pressurizing means connected to the second fluid inlet of the micromixing chip via a second fluid injection path;
A fluid discharge path connected to the confluence channel;
A reaction vessel installed on the outlet side of the fluid discharge path;
A method for producing barium titanate using a microreaction apparatus comprising:
The first fluid pressurizing means injects a first fluid made of a mixture of barium alkoxide and titanium alkoxide into the first fluid inlet through the first fluid injection path of the micromixing chip, and a plurality of first fluid inflow channels. Allowing the first fluid to flow into,
Injecting a second fluid made of a hydrous solvent into the second fluid inlet through the second fluid injection path of the micromixing chip by the second fluid pressurizing means;
Before the first fluid and the second fluid are merged in a fluid collecting path to form a laminar flow of the first fluid and the second fluid, and before the amorphous gel is generated by hydrolysis of the alkoxide, Discharging the merged fluid of the first fluid and the second fluid from the merged channel to the fluid discharge channel via the induction channel;
Hydrolyzing barium alkoxide and titanium alkoxide contained in the mixed solution discharged through the fluid discharge path outside the micromixing chip with water contained in the hydrous solvent,
The flow rate of the mixture (first fluid) of barium alkoxide and titanium alkoxide sent to the first fluid inlet through the first fluid injection path by the first fluid pressurizing means is in the range of 2 to 50 ml / min. ,
The flow rate of the water-containing solvent (second fluid) sent to the second fluid inlet through the second fluid injection path by the second fluid pressurizing means is in the range of 2 to 50 ml / min. It is a manufacturing method of barium titanate.
本出願における第3の発明は、
前記含水溶媒が、極性有機溶媒を15〜80モル%含有するものであることを特徴とする第1の発明または第2の発明に記載のチタン酸バリウムの製造方法である。
The third invention in this application is:
The method for producing barium titanate according to the first invention or the second invention, wherein the hydrous solvent contains 15 to 80 mol% of a polar organic solvent.
本出願における第4の発明は、
前記加水分解に続いて、エージングを行うことを特徴とする第1の発明から第3の発明のいずれかに記載のチタン酸バリウムの製造方法である。
The fourth invention in this application is:
The method for producing barium titanate according to any one of the first to third inventions, wherein aging is performed following the hydrolysis.
本出願における第5の発明は、
前記エージングに続いて、1)分散、2)溶媒置換、3)濾過または4)乾燥から選ばれる1種以上の処理を行うことを特徴とする第4の発明に記載のチタン酸バリウムの製造方法である。
本出願における第6の発明は、
前記第1流体流入流路の断面積が0.01〜1mm 2 の範囲、その全長が5〜20mmの範囲にあり、
前記第1流体注入路の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、
前記第2流体注入路の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、
前記流体集合路の第1流体流入流路側端部から誘導流路までの最短距離が10〜20mmの範囲にあり、
誘導流路の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲、その全長が5〜50mmの範囲で、
合流流路の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲、
にあることを特徴とする第2の発明に記載のチタン酸バリウムの製造方法である。
本出願における第7の発明は、
前記第1流体注入路における第1流体注入路導入部の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、第1流体注入路連通部の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、その全長が10〜30mmの範囲にあり、
前記第2流体注入路における、第2流体注入路導入部の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、第2流体注入路連通部の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、その全長が10〜30mmの範囲、
にあることを特徴とする第6の発明に記載のチタン酸バリウムの製造方法である。
The fifth invention in this application is:
Following the aging, one or more treatments selected from 1) dispersion, 2) solvent substitution, 3) filtration or 4) drying are performed. The method for producing barium titanate according to the fourth invention It is.
The sixth invention in this application is:
The cross-sectional area of the first fluid inflow channel is in the range of 0.01 to 1 mm 2 , and the total length thereof is in the range of 5 to 20 mm;
A cross-sectional area of the first fluid injection path is in a range of 1.0 to 9.0 mm 2 ;
A cross-sectional area of the second fluid injection path is in a range of 1.0 to 9.0 mm 2 ;
The shortest distance from the first fluid inflow channel side end of the fluid collecting channel to the guide channel is in the range of 10 to 20 mm,
In the range where the cross-sectional area of the guide channel is 1.0 to 9.0 mm 2 and the total length is 5 to 50 mm,
The cross-sectional area of the confluence channel is in the range of 1.0 to 9.0 mm 2 ;
The method for producing barium titanate according to the second aspect of the present invention.
The seventh invention in this application is:
The cross-sectional area of the first fluid injection path introduction portion in the first fluid injection path is in the range of 1.0 to 9.0 mm 2 , and the cross-sectional area of the first fluid injection path communication portion is 1.0 to 9.0 mm 2 . Range, the total length is in the range of 10-30 mm,
In the second fluid injection path, the cross-sectional area of the second fluid injection path introduction part is in the range of 1.0 to 9.0 mm 2 , and the cross-sectional area of the second fluid injection path communication part is 1.0 to 9.0 mm 2. In the range of 10 to 30 mm in total length,
The method for producing barium titanate according to the sixth aspect of the invention.
本出願における第8の発明は、
外部から第1流体を注入するための第1流体注入路と、
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路と、
を有する微量反応用装置を用いたチタン酸バリウムカルシウムの製造方法であって、
前記第1流体加圧手段により、マイクロミキシングチップの第1流体注入路を経て第1流体入口へバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドの混合物からなる第1流体を注入して、複数の第1流体流入流路内へ第1流体を流入させる工程と、
前記第2流体加圧手段で、マイクロミキシングチップの第2流体注入路を経て、第2流体入口へ含水溶媒からなる第2流体を注入する工程と、
前記第1流体と第2流体とを流体集合路内で合流させて、第1流体と第2流体との層流を形成させ、この層流状態を維持したまま、この第1流体と第2流体との合流流体を、誘導流路を経て、合流流路より流体排出路へ排出する工程と、
前記流体排出路を介して排出された混合液に含まれるバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドを、含水溶媒に含まれる水によりマイクロミキシングチップ外で加水分解させる工程と、
を有することを特徴とするチタン酸バリウムカルシウムの製造方法である。
The eighth invention in this application is:
A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel;
A method for producing barium calcium titanate using a microreaction apparatus comprising:
The first fluid pressurizing means injects a first fluid made of a mixture of barium alkoxide, titanium alkoxide, and calcium alkoxide through the first fluid injection path of the micromixing chip into the first fluid inlet, and a plurality of first fluids Flowing the first fluid into the inflow channel;
Injecting a second fluid made of a hydrous solvent into the second fluid inlet through the second fluid injection path of the micromixing chip by the second fluid pressurizing means;
The first fluid and the second fluid are merged in the fluid collecting path to form a laminar flow of the first fluid and the second fluid, and the first fluid and the second fluid are maintained while maintaining the laminar flow state. Discharging the merged fluid with the fluid from the merged channel to the fluid discharge channel via the induction channel;
Hydrolyzing barium alkoxide, titanium alkoxide, and calcium alkoxide contained in the mixed solution discharged through the fluid discharge path outside the micromixing chip with water contained in the hydrous solvent;
It is a manufacturing method of barium calcium titanate characterized by having.
本出願における第9の発明は、
外部から第1流体を注入するための第1流体注入路と、
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路と、
を有するマイクロミキシングチップと、
前記マイクロミキシングチップの第1流体入口に第1流体注入路を介して接続された第1流体加圧手段と、
前記マイクロミキシングチップの第2流体入口に第2流体注入路を介して接続された第2流体加圧手段と、
前記合流流路に接続された流体排出路と、
前記流体排出路の出口側に設置された反応容器と、
から構成されている微量反応用装置を用いたチタン酸バリウムカルシウムの製造方法であって、
前記第1流体加圧手段により、マイクロミキシングチップの第1流体注入路を経て第1流体入口へバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドの混合物からなる第1流体を注入して、複数の第1流体流入流路内へ第1流体を流入させる工程と、
前記第2流体加圧手段で、マイクロミキシングチップの第2流体注入路を経て、第2流体入口へ含水溶媒からなる第2流体を注入する工程と、
前記第1流体と第2流体とを流体集合路内で合流させて、第1流体と第2流体との層流を形成させ、前記アルコキシドの加水分解により非晶質ゲルが生成する前に、この第1流体と第2流体との合流流体を、誘導流路を経て、合流流路より流体排出路へ排出する工程と、
前記流体排出路を介して排出された混合液に含まれるバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドを、含水溶媒に含まれる水によりマイクロミキシングチップ外で加水分解させる工程とを有し、
前記第1流体加圧手段で、第1流体注入路を経て、第1流体入口へ送られたバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドの混合物(第1流体)の流速が、2〜50ml/分の範囲であり、
前記第2流体加圧手段で、第2流体注入路を経て、第2流体入口へ送られた含水溶媒(第2流体)の流速が、2〜50ml/分の範囲にあることを特徴とするチタン酸バリウムカルシウムの製造方法である。
The ninth invention in this application is:
A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel;
A micromixing chip having
First fluid pressurizing means connected to a first fluid inlet of the micromixing chip via a first fluid injection path;
Second fluid pressurizing means connected to the second fluid inlet of the micromixing chip via a second fluid injection path;
A fluid discharge path connected to the confluence channel;
A reaction vessel installed on the outlet side of the fluid discharge path;
A method for producing barium calcium titanate using a microreaction apparatus comprising:
The first fluid pressurizing means injects a first fluid made of a mixture of barium alkoxide, titanium alkoxide, and calcium alkoxide through the first fluid injection path of the micromixing chip into the first fluid inlet, and a plurality of first fluids Flowing the first fluid into the inflow channel;
Injecting a second fluid made of a hydrous solvent into the second fluid inlet through the second fluid injection path of the micromixing chip by the second fluid pressurizing means;
Before the first fluid and the second fluid are merged in a fluid collecting path to form a laminar flow of the first fluid and the second fluid, and before the amorphous gel is generated by hydrolysis of the alkoxide, Discharging the merged fluid of the first fluid and the second fluid from the merged channel to the fluid discharge channel via the induction channel;
Hydrolyzing barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide contained in the mixed solution discharged through the fluid discharge path outside the micromixing chip with water contained in the water-containing solvent,
The flow rate of the mixture (first fluid) of barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide sent to the first fluid inlet through the first fluid injection path by the first fluid pressurizing means is 2 to 50 ml / min. Range,
The flow rate of the water-containing solvent (second fluid) sent to the second fluid inlet through the second fluid injection path by the second fluid pressurizing means is in the range of 2 to 50 ml / min. This is a method for producing barium calcium titanate.
本出願における第10の発明は、
前記含水溶媒が、極性有機溶媒を15〜80モル%含有するものであることを特徴とする第8の発明または第9の発明に記載のチタン酸バリウムカルシウムの製造方法である。
The tenth invention in this application is:
The method for producing barium calcium titanate according to the eighth or ninth invention, wherein the hydrous solvent contains 15 to 80 mol% of a polar organic solvent.
本出願における第11の発明は、
前記加水分解に続いて、エージングを行うことを特徴とする第8の発明から第10の発明のいずれかに記載のチタン酸バリウムカルシウムの製造方法である。
The eleventh invention in this application is
The method for producing barium calcium titanate according to any one of the eighth to tenth aspects, wherein aging is performed following the hydrolysis.
本出願における第12の発明は、
前記エージングに続いて、1)分散、2)溶媒置換、3)濾過および4)乾燥からなる群より選ばれる1種以上の処理を行うことを特徴とする第11の発明に記載のチタン酸バリウムカルシウムの製造方法である。
本出願における第13の発明は、
前記第1流体流入流路の断面積が0.01〜1mm 2 の範囲、その全長が5〜20mmの範囲にあり、
前記第1流体注入路の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、
前記第2流体注入路の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、
前記流体集合路の第1流体流入流路側端部から誘導流路までの最短距離が10〜20mmの範囲にあり、
誘導流路の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲、その全長が5〜50mmの範囲で、
合流流路の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲、
にあることを特徴とする第9の発明に記載のチタン酸バリウムカルシウムの製造方法である。
本出願における第14の発明は、
前記第1流体注入路における第1流体注入路導入部の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、第1流体注入路連通部の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、その全長が10〜30mmの範囲にあり、
前記第2流体注入路における、第2流体注入路導入部の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、第2流体注入路連通部の断面積が1.0〜9.0mm 2 の範囲で、その全長が10〜30mmの範囲、
にあることを特徴とする第13の発明に記載のチタン酸バリウムカルシウムの製造方法である。
The twelfth invention in this application is
Following the aging, 1) dispersion, 2) solvent substitution, 3) Filtration and 4) barium titanate according to the eleventh invention, wherein the performing one or more processes selected from the group consisting of drying It is a manufacturing method of calcium.
The thirteenth invention in this application is
The cross-sectional area of the first fluid inflow channel is in the range of 0.01 to 1 mm 2 , and the total length thereof is in the range of 5 to 20 mm;
A cross-sectional area of the first fluid injection path is in a range of 1.0 to 9.0 mm 2 ;
A cross-sectional area of the second fluid injection path is in a range of 1.0 to 9.0 mm 2 ;
The shortest distance from the first fluid inflow channel side end of the fluid collecting channel to the guide channel is in the range of 10 to 20 mm,
In the range where the cross-sectional area of the guide channel is 1.0 to 9.0 mm 2 and the total length is 5 to 50 mm,
The cross-sectional area of the confluence channel is in the range of 1.0 to 9.0 mm 2 ;
The method for producing barium calcium titanate according to the ninth aspect of the invention.
The fourteenth invention in this application is
The cross-sectional area of the first fluid injection path introduction portion in the first fluid injection path is in the range of 1.0 to 9.0 mm 2 , and the cross-sectional area of the first fluid injection path communication portion is 1.0 to 9.0 mm 2 . Range, the total length is in the range of 10-30 mm,
In the second fluid injection path, the cross-sectional area of the second fluid injection path introduction part is in the range of 1.0 to 9.0 mm 2 , and the cross-sectional area of the second fluid injection path communication part is 1.0 to 9.0 mm 2. In the range of 10 to 30 mm in total length,
The method for producing barium calcium titanate according to the thirteenth aspect of the invention.
本発明に係るチタン酸バリウムの製造方法によれば、アルコキシドの加水分解を2℃レベルの低温に限らず、低温または室温、あるいはそれ以上の温度で行うことが可能であり、さらに1000℃レベルでの熱処理をすること無しに結晶化度の高いチタン酸バリウムを生成することが可能となった。 According to the method for producing barium titanate according to the present invention, hydrolysis of an alkoxide is not limited to a low temperature of 2 ° C., but can be performed at a low temperature or a room temperature or higher, and further at a 1000 ° C. level. It was possible to produce barium titanate with a high degree of crystallinity without performing the heat treatment.
特に本発明に係る製造方法によれば、チタン酸バリウム調製に使用するマイクロミキシングチップの流体集合路、誘導流路および合流流路内でバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物と含水溶媒とが完全には混ざり合わず、マイクロミキシングチップの流体集合路、誘導流路および合流流路内で非晶質ゲル生成に伴う流路の閉塞が生じることがなく、また、密閉系であるため、改めて水分または雰囲気の制御を行う必要がなく、連続的に大量のチタン酸バリウムを効率良く調製することが可能となった。 In particular, according to the production method of the present invention, the mixture of barium alkoxide and titanium alkoxide and the water-containing solvent are completely contained in the fluid collecting path, the guiding path and the merging path of the micromixing chip used for preparing barium titanate. It does not mix, the clogging of the flow path associated with the formation of amorphous gel does not occur in the fluid collecting path, the guiding flow path, and the merging flow path of the micromixing chip. Thus, it was possible to efficiently prepare a large amount of barium titanate continuously.
本発明に係るチタン酸バリウムカルシウムの製造方法においても、上記と同様の効果を得ることができる。 In the method for producing barium calcium titanate according to the present invention, the same effect as described above can be obtained.
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本発明の微量反応用装置の構成を示した概略図である。
本発明は、チタン酸バリウムおよびチタン酸バリウムカルシウムの製造方法およびチタン酸バリウムおよびチタン酸バリウムカルシウムの調製に好適なマイクロミキシングチップおよびそれを含む微量反応用装置に関するものである。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a trace reaction apparatus according to the present invention.
The present invention relates to a method for producing barium titanate and barium calcium titanate, a micromixing chip suitable for the preparation of barium titanate and barium calcium titanate, and a microreaction apparatus including the same.
なお、図1に示したマイクロミキシングチップについては、上面方向から見た横断面図である。さらに、符号Aで示した線は、第1流体の流れを示したものであり、符号Bで示した線は、第2流体の流れを示したものである。また、図中の矢印は、各流体の流れの方向を示したものである。
図2は、本発明の微量反応用装置の別の構成を示した概略図である。図中の記号については、図1の場合と同様な内容を意味する。
In addition, about the micro mixing chip | tip shown in FIG. 1, it is the cross-sectional view seen from the upper surface direction. Furthermore, the line indicated by the symbol A indicates the flow of the first fluid, and the line indicated by the symbol B indicates the flow of the second fluid. Moreover, the arrow in a figure shows the direction of the flow of each fluid.
FIG. 2 is a schematic view showing another configuration of the trace reaction apparatus of the present invention. The symbols in the figure mean the same contents as in FIG.
<微量反応用装置10の構成>
本発明に係る微量反応用装置10は、閉鎖系内の流路に、反応性のある2種類の流体を高速で別々に供給し、両流体の層流を生じさせ、両流体の反応による生成物が生成する前に、この層流を閉鎖系の外に排出し、その後に発明生成物を得ることを目的として設計されたものである。
<Configuration of
The
本発明に係る微量反応用装置10は、具体的には、前記閉鎖系を提供するマイクロミキシングチップ20、このマイクロミキシングチップ20に流体を供給するための2つの流体加圧手段30,40およびそれに付随した送液用の注入路32,42、2種類の流体からなる層流をマイクロミキシングチップ20の外へ排出する流体排出路50および排出された流体を受ける反応容器52を含むものである。
以下、微量反応用装置10を構成する各部材について説明する。
Specifically, the
Hereinafter, each member which comprises the
<流体加圧手段(送液ポンプ)30,40>
流体加圧手段(送液ポンプ)30,40は、流体31,41をマイクロミキシングチップ20内に2〜50ml/分で供給可能なものであれば使用できる。通常、送液ポンプ3
0,40にはシリンジまたはタンクが装備されており、注入する流体31,41をそこから供給する。
<Fluid pressurizing means (feed pump) 30, 40>
The fluid pressurizing means (liquid feed pumps) 30 and 40 can be used as long as they can supply the
0 and 40 are equipped with syringes or tanks, from which
送液ポンプ30,40は直接または注入路32,42を介して、マイクロミキシングチップ20に接続される。流体31,41の流速については、送液ポンプ30,40自体の流速表示から判断してもよく、流速計を注入路32,42の一部に設けて判断しても構わない。
The liquid feed pumps 30 and 40 are connected to the
なお、反応性の2種類の流体31,41をマイクロミキシングチップ20に供給するために、送液ポンプ30,40は通常2つ設ける必要があるが、1つの送液ポンプで複数の流体31,41供給が可能な機構を有するものを使用する場合はこの限りではない。
送液に使用する注入路32,42の材質については、適用する流体に対して、充分な耐性のある材質が好ましい。通常は、フッ素樹脂、ガラス、金属などが使用される。
In order to supply the two kinds of
About the material of the
<マイクロミキシングチップの第1の形態>
2種類の流体31,41は、マイクロミキシングチップ20内に供給され、そこで層流を形成させ、層流の状態(流体31と流体41とが完全に混ざり合わない状態)で、密閉系外(図1に示した本実施例では反応容器52)へ排出される。
<First form of micromixing chip>
The two kinds of
マイクロミキシングチップ20は、適用する流体またはその反応生成物に対して、充分な耐性のある材質の成型体から構成される。通常は、3枚の板状体を重ね合わせた金属成型体が好適に適用される。このような金属の例としては、チタン合金、ステンレスなどが用いられるが、前記条件を満たす限り限定されるものではない。
The
マイクロミキシングチップ20は、図1に示したように、外部から第1流体31を注入するための第1流体注入路32と、外部から第2流体41を注入するための第2流体注入路42を有し、この第1流体注入路32と連通し、第1流体31を流入するための複数の第1流体入口21と、複数の第1流体入口21に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路22と、複数の第1流体流入流路22の各流路22と流路22の間に形成された複数の隔壁部23と、複数の第1流体流入流路22の出口側に連通され、複数の第1流体流入流路22を一つの流路とする流体集合路24と、第2流体注入路と連通し、流体集合路24の第1流体流入流路22の出口側端部に形成され、第2流体41を流入するための第2流体入口25と、流体集合路24における第1流体流入流路22の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体31と第2流体41の合流流体を流出する誘導流路43と、それに接続する合流流路26と、を有する構造となっている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、第1流体入口21は、第1流体注入路32を通じてマイクロミキシングチップ20の外部と通じるものであり、通常、第1流体注入路32を介して第1流体加圧手段30と接続される。
Here, the
また、第2流体入口25は、第2流体注入路42を通じてマイクロミキシングチップ20の外部と通じるものであり、通常、第2流体注入路42を介して第2流体加圧手段40と接続される。
The
合流流路26については、流体排出路50を通じてマイクロミキシングチップ20の外部と通じるものであり、通常、流体排出路50は、反応容器52に接続される。
マイクロミキシングチップ20については、製作上の理由および洗浄上の理由から、板状体の3層構造を採るものが望ましい。なお、各板状体をボルト締めなどの手段で、密着させる場合において、密着性を高め、かつ、ボルト締めに板状体の損傷を防ぐ目的で、3層構造を成す3枚の板状体のさらに外側に板状体を重ねることにより、4層ないし5層としても構わない。
The merging
The
3層構造については、例えば注入路となる複数の溝が上部面に形成された下層の板状体(第3の板状体)、流路となる複数の溝が上部面に形成され、さらに流体入口となる孔が形成され、かつ、第3の板状体の溝の蓋となって注入路を構成する中間層の板状体(第2の板状体)と、合流流路となる孔が形成され、かつ、第2の板状体の溝の蓋となって流路を構成する上層の板状体(第1の板状体)とを重ね合わせ、一体化させてなる構成とすることができる。 For a three-layer structure, for example, a lower plate-like body (third plate-like body) in which a plurality of grooves serving as injection paths are formed on the upper surface, a plurality of grooves serving as flow paths are formed on the upper surface, A hole serving as a fluid inlet is formed, and a middle plate (second plate) forming an injection path serving as a lid of the groove of the third plate and a merging channel A structure in which a hole is formed and an upper plate (first plate) that is a lid of the groove of the second plate and constitutes the flow path is overlapped and integrated. can do.
なお、合流流路26の位置については、前記以外に、第3の板状体の側面から流体排出路50を設け、第2の板状体の誘導流路43の末端の位置に、流体排出路50と連通する開口部を設けることも可能である。
In addition to the above, regarding the position of the merging
各板状体は、例えばボルト締めなどの手段によって密着させて、マイクロミキシングチップ20とすることができるが、密着手段について特に限定されるものではなく、液密な流路を形成することが可能であれば、如何なる手段を用いても構わない。
Each plate-like body can be brought into close contact by means such as bolting to form the
マイクロミキシングチップ20の外寸については、後記する所定の第1流体注入路32、流体集合路24、誘導流路43および合流流路26を設けることができる大きさであれば限定されるものではないが、通常は第1の板状体、第2の板状体および第3の板状体を密着させた段階で、横40〜100mm、縦60〜200mm、厚さ20〜60mmの範囲が推奨される。
The external dimensions of the
マイクロミキシングチップ20の形状についても、後記する所定の第1流体注入路32、流体集合路24、誘導流路43および合流流路26を設けることができる形状であれば格別に限定されるものではないが、通常は長方形状のものが使用される。
The shape of the
第1の板状体、第2の板状体および第3の板状体の厚さについては、板状体上に設ける溝の深さを考慮すると、第1の板状体または第2の板状体については、5〜20mmの範囲の厚さが好ましい。また、第3の板状体については、10〜30mmの範囲の厚さが好ましい。 Regarding the thicknesses of the first plate-like body, the second plate-like body, and the third plate-like body, considering the depth of the groove provided on the plate-like body, the first plate-like body or the second plate-like body About a plate-shaped object, the thickness of the range of 5-20 mm is preferable. Moreover, about the 3rd plate-shaped object, the thickness of the range of 10-30 mm is preferable.
マイクロミキシングチップ20における第1流体流入流路22の形状については、上記したように3枚の板状体から構成される場合は、加工が容易であることから第2の板状体上部面に凹字状の溝が設けられ、第1の板状体で蓋をされる形になるので、第1流体流入流路22の形状は、最終的に口字状の構造を採るものが好ましい。なお、本発明のマイクロミキシングチップについては、所望により、第2の板状体上部面にV字状またはU字状の溝を設けても構わない。第1流体流入流路の本数については、流路幅に依存するものであるが、通常は5〜35本の範囲で設けることが好ましい。
As for the shape of the first
第1流体流入流路の断面積については、断面積が0.01〜1mm2の範囲が好ましい
。この断面積範囲の第1流体流入流路に、流速2〜50ml/分で、液体を注入すること
により第1流体と第2流体との層流が形成され易くなる。
About the cross-sectional area of a 1st fluid inflow channel, the cross-sectional area has the preferable range of 0.01-1 mm < 2 >. By injecting the liquid into the first fluid inflow channel in the cross-sectional area range at a flow rate of 2 to 50 ml / min, a laminar flow between the first fluid and the second fluid is easily formed.
なお通常は、第1流体入口の形状は円形孔状が望ましい。第1流体入口21の断面積の範囲は、第1流体流入流路22の断面積と同じ範囲となる。
また、第1流体注入路の断面積の範囲については、1.0〜9.0mm2の範囲が望ま
しい。
Usually, the shape of the first fluid inlet is preferably a circular hole. The range of the cross-sectional area of the
Moreover, about the range of the cross-sectional area of a 1st fluid injection path, the range of 1.0-9.0 mm < 2 > is desirable.
断面積0.01mm2未満の第1流体流入流路をマイクロミキシングチップ上に設ける
ことは、技術的に困難である。また、断面積が1mm2を超える場合は、2種類の液体の
層流を形成させ、微量反応を行うには、流入する液体量が過剰となり、層流の形成を阻害
する場合があるため望ましくない。
It is technically difficult to provide the first fluid inflow channel having a cross-sectional area of less than 0.01 mm 2 on the micromixing chip. In addition, when the cross-sectional area exceeds 1 mm 2 , it is desirable to form a laminar flow of two types of liquid and perform a small amount of reaction, because the amount of liquid that flows in may be excessive and may obstruct the formation of a laminar flow. Absent.
第1流体流入流路22の全長については、5〜20mmの範囲が好ましい。全長がこの範囲にあれば、流速2〜50ml/分で注入された第1流体31は、第2流体入口25で
、流速2〜50ml/分で合流する第2流体41との層流を形成し易くなる。
About the full length of the 1st
全長が5mm未満の場合、流体集合路24において、2種類の流体31,41からなる層流が形成されない場合が生じ易くなる。全長が20mmを超える場合については、必ずしも必要とはされない。
When the total length is less than 5 mm, a case where a laminar flow composed of the two types of
第2の板状体上の各第1流体流入流路22の流体集合路24と反対側の末端には、第1流体入口21となる孔がそれぞれ設けられる。全ての第1流体入口21は、第2の板状体と第3の板状体とを重ねてマイクロミキシングチップ20とした時に、第1流体注入路32と連通する位置に設ける必要がある。
At the end of each first
第2流体入口25は、流体集合路24の第1流体流入流路22の出口側端部に形成され、より具体的には、第2流体入口25は、流体集合路24の第1流体流入流路22の出口側端部であって、各第1流体流入流路22の出口とは重ならない隔壁部23の端部前方位置に設けられていることが望ましい。
The
第2流体注入路42の断面積については、断面積が1.0〜9.0mm2の範囲が好ま
しい。この断面積範囲の第2流体注入路42に、流速2〜50ml/分で、流体41を注
入することにより第2流体41と第1流体31との層流が形成され易くなる。
About the cross-sectional area of the 2nd
なお、通常は、第2流体入口25の形状は、第2流体注入路42の断面形状と同じ形状となるため、第2流体入口25の断面積の範囲も第2流体注入路42の断面積と同じ範囲となる。なお、第2の板状体と第3の板状体を重ねてマイクロミキシングチップ20とした時に、第2流体注入路42の位置は、第2流体入口25と連通できる位置に設けられる必要がある。
Normally, the shape of the
流体集合路24の流体進行方向の長さについては、流体集合路24の第1流体流入流路22側の末端から、誘導流路43と接続する末端までの最短距離が10〜20mmの範囲にあることが好ましい。この範囲にある場合、前記範囲の流速で注入された流体31,41が合流して層流が形成され、その後、流体31,41が混ざり合うことにより、形成された層流が消失する前に流体31,41が流体集合路24、誘導流路43および流体排出路50を通じて、反応容器52に到達することが可能となる。10mm未満の場合、流体31と流体41からなる層流が形成され難くなる。他方、20mmを越える場合は、必ずしも必要とされない。
Regarding the length of the
流体集合路24の形状および断面積については、複数の第1流体流入流路22と接続する部分では、全ての第1流体流入流路22から来る第1流体31が合流できるだけの横幅、縦幅および断面積が必要であるが、流体集合路24で形成させた層流を消失させることなく誘導流路43および合流流路26から排出することができるように、徐々に横幅が細くなり、最も細くなる部分で誘導流路43と接続する構造が好ましい。
Regarding the shape and the cross-sectional area of the
具体的には、流体集合路24の幅が、第1流体流入流路22と接する側で最大幅となり、誘導流路43と接続する部分において最小幅をとる構造が好ましい。
この流体集合路24の形状については、第1流体31と第2流体41による層流の形成を阻害しないように、左右対称であることが好ましい。
Specifically, a structure in which the width of the
The shape of the
特に流体集合路24を箒状の形状とする場合には、高速の層流が滞ることなくマイクロミキシングチップ20外に排出され易くなる。なお、流体集合路24は、全ての第1流体流入流路と連通するものである。
In particular, when the
誘導流路43の断面積については、通常は1.0〜9.0mm2の範囲が好ましい。合
流流路26の断面積については、流体31、41の流速にもよるが、好適には第1流体流入流路22または第2流体注入路42の断面積より大きいことが望ましい。誘導流路43の形状については、第1流体流入流路22と同様である。誘導流路43の全長については、5〜50mmの範囲が望ましい。また、誘導流路43は、迅速に流体を排出するために直線状であることが好ましい。
About the cross-sectional area of the induction | guidance |
合流流路26については、誘導流路43の末端部の上方に設ける場合は、第1の板状体において、第2の板状体上の誘導流路43の末端に連通可能な位置に、孔を開けて設けられる。また、合流流路26を、誘導流路43の末端部の下方に設ける場合は、第2の板状体上の誘導流路43の末端に孔を開け、更に、第3の板状体側面から孔状の流路を形成し、該孔状の流路の出口開口部を、第2の板状体上面の誘導流路43の末端に設けた孔と連通可能な位置に設ける。
When the
合流流路の断面積については、誘導流路43と同様である。合流流路26の長さについては、マイクロミキシングチップ20の外部に達するまでの長さが必要となる。合流流路26の形状については格別に制限されるものではないが、ロ字状または円柱状パイプの形状が好ましい。
The cross-sectional area of the merge channel is the same as that of the
各隔壁部23のそれぞれの末端の位置に設けられた第2流体入口25は、いずれも第2流体注入路42に連通し、第2流体加圧手段(送液ポンプ)40から供給される第2流体41の出口となる。
Each of the
複数の第1流体流入流路22を高速で流れて来た第1流体31は、第1流体流入流路22の終点付近で、第2流体入口25から高速で供給された別の第2流体41と合流し、高速で流体集合路24を移動し、誘導流路43および合流流路26を通じ、流体排出路50を経て、外部(本実施例では反応容器52)に排出される。
The
<マイクロミキシングチップの第2の態様>
本発明に係るマイクロミキシングチップは、上記した第1の態様以外にも、以下に述べる第2の態様であっても構わない。
<Second Embodiment of Micromixing Chip>
In addition to the first aspect described above, the micromixing chip according to the present invention may be a second aspect described below.
すなわち、第1の態様のマイクロミキシングチップ20において、図2に示したように、さらに第1流体注入路32が、複数の第1流体入口21と連通する第1流体注入路連通部32bと、外部から第1流体注入路連通部32bに接続するまでの第1流体注入路導入部32aとが連接してなるものである。
That is, in the
また第2流体注入路42が、複数の第2流体入口25と連通する第2流体注入路連通部42bと、外部から第2流体注入路連通部42bに接続するまでの第2流体注入路導入部42aとが連接してなるマイクロミキシングチップ20とすることができる。
Also, the second
このマイクロミキシングチップ20については、より具体的には、上部に位置する第1の板状体、中間に位置する第2の板状体および底部に位置する第3の板状体を重ね合わせることで形成されたものである。
More specifically, with respect to the
そして、第1流体流入流路22、流体集合路24および誘導流路43は、第2の板状体
上部面に断面略凹字状の流路を形成し、第1流体入口21および第2流体入口25は、第2の板状体を貫通する孔を形成し、第2の板状体の下部面には、第1流体入口21の全てと連通する断面略凹字状の第1流体注入路連通部32bおよび第2流体入口25の全てと連通する断面略凹字状の第2流体注入路連通部42bを形成している。
The first
また、第1流体注入路導入部32aは、第3の板状体側面から孔状の流路を形成し、第3の板状体上面に、第1流体注入路連通部32bと連通する開口部を有し、第2流体注入路導入部32aは、第3の板状体側面から孔状の流路を形成し、第3の板状体上面に、第2流体注入路連通部42bと連通する開口部を有し、合流流路26は、第3の板状体側面から孔状の流路を形成し、第2の板状体上面の誘導流路43末端に連通する孔を形成させた構造のものが好適に使用される。
The first fluid injection
マイクロミキシングチップ20の第2の態様における各流路の断面積、その全長、流体集合路の第1流体流入流路22側端部から誘導流路43までの最短距離などは第1の態様におけるマイクロミキシングチップ20と同様に定義される。
The cross-sectional area of each flow path in the second aspect of the
他方、第1流体注入路32は、第1流体注入路導入部32aとそれに連接する第1流体注入路連通部32bから構成され、第2流体注入路42は、第2流体注入路導入部42aとそれに連接する第2流体注入路連通部42bから構成される。
On the other hand, the first
ここで、第1流体注入路導入部32aの断面積は1.0〜9.0mm2の範囲が好まし
い。第1流体注入路連通部32bの断面積は1.0〜9.0mm2の範囲で、その全長が
10〜30mmの範囲が好ましい。
Here, the cross-sectional area of the first fluid injection
また、第2流体注入路導入部42aの断面積については1.0〜9.0mm2の範囲が
好ましい。第2流体注入路連通部42bの断面積については1.0〜9.0mm2の範囲
で、その全長が10〜30mmの範囲にあることが好ましい。
Further, the range of 1.0~9.0Mm 2 for the cross-sectional area of the second fluid injection
<チタン酸バリウムの製造方法>
本発明のチタン酸バリウムの製造方法は、前記微量反応用装置10を用い、第1流体加圧手段30で、マイクロミキシングチップ20の第1流体入口21へバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物を注入して、複数の第1流体流入流路22内へ混合物を流入させる工程と、第2流体加圧手段40で、マイクロミキシングチップ20の第2流体入口25へ含水溶媒を注入する工程と、前記混合物と含水溶媒とを、流体集合路24内で混合液と含水溶媒とが完全に混ざり合わない状態で合流させて、加水分解による非晶質ゲル生成が生ずる前に、この合流された混合液と含水溶媒とを合流流路26より流体排出路50へ排出する工程と、前記流体排出路50を介して排出された、合流された混合液と含水溶媒とを、マイクロミキシングチップ20外で加水分解させる工程とを有する。
<Method for producing barium titanate>
In the method for producing barium titanate according to the present invention, a mixture of barium alkoxide and titanium alkoxide is injected into the
〔バリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物(第1流体31)〕
原料となるバリウムアルコキシドの種類については、格別に限定されるものではなく、例えば、バリウムメトキシド、バリウムエトキシド、バリウムプロポキシド、バリウムブトキシドなどを挙げることができる。このうち、特にBa(OC2H5)2が好適に使用される。また、原料となるチタニウムアルコキシドの種類についても、格別に限定されるものではなく、例えば、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンプロポキシド、チタンブトキシド等を挙げることができる。このうち、特にTi(O−iC3H7)4が好適に使用される。
[Mixture of barium alkoxide and titanium alkoxide (first fluid 31)]
About the kind of barium alkoxide used as a raw material, it is not specifically limited, For example, barium methoxide, barium ethoxide, barium propoxide, barium butoxide etc. can be mentioned. Of these, Ba (OC 2 H 5 ) 2 is particularly preferably used. Further, the type of titanium alkoxide as a raw material is not particularly limited, and examples thereof include titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, and titanium butoxide. Of these, Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 is particularly preferably used.
これらのアルコキシド以外に、複合アルコキシドも使用することができる。この様な例
としては、バリウムチタンメトキシド、バリウムチタンエトキシド、バリウムチタンプロポキシド、バリウムチタンブトキシド等を挙げることができる。
In addition to these alkoxides, composite alkoxides can also be used. Examples of such include barium titanium methoxide, barium titanium ethoxide, barium titanium propoxide, barium titanium butoxide and the like.
〔前駆体(第1流体31)〕
本発明に係る製造方法に使用する前駆体(第1流体31)におけるバリウムアルコキシドとチタニウムアルコキシドの配合比については、等モル反応であるので、モル比で1:1.00〜1:1.01の範囲が好ましい。
[Precursor (first fluid 31)]
The compounding ratio of barium alkoxide and titanium alkoxide in the precursor (first fluid 31) used in the production method according to the present invention is an equimolar reaction, so the molar ratio is 1: 1.00 to 1: 1.01. The range of is preferable.
本発明に係る製造方法では、バリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドについては、有機溶剤に溶解して使用する。(なお、本明細書においては、この様なアルコキシドを有機溶剤に溶解したものを「前駆体」と称する。) 前記有機溶媒の種類としては、アルコール系(例えば、メタノール、エタノール等)、ケトン系(メチルエチルケトン、アセトン等)等の有機溶媒を単独または混合して混合溶媒としたものを使用することができる。具体的には、例えば特級メタノールと2−メトキシエタノールの混合溶媒(体積比で3:2)などに溶解させて前駆体(第1流体31)とすることができる。 In the production method according to the present invention, barium alkoxide and titanium alkoxide are used after being dissolved in an organic solvent. (In this specification, such an alkoxide dissolved in an organic solvent is referred to as a “precursor”.) As the type of the organic solvent, alcohol-based (for example, methanol, ethanol, etc.), ketone-based Organic solvents such as (methyl ethyl ketone, acetone, etc.) can be used alone or mixed to form a mixed solvent. Specifically, for example, a precursor (first fluid 31) can be obtained by dissolving in a mixed solvent of special grade methanol and 2-methoxyethanol (volume ratio 3: 2).
前駆体における固形分(バリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシド)濃度については、0.1mol/L以上であることが望ましい。前駆体の固形分濃度が0.1mol/L未満の場合、最終的に得られるチタン酸バリウム粒子の結晶性が不充分となる傾向がある。 The solid content (barium alkoxide and titanium alkoxide) concentration in the precursor is preferably 0.1 mol / L or more. When the solid content concentration of the precursor is less than 0.1 mol / L, the crystallinity of the finally obtained barium titanate particles tends to be insufficient.
前駆体の固形分濃度について、さらに望ましくは0.25mol/L以上が推奨される。よりいっそう望ましくは1.0mol/L以上が推奨される。 前駆体の調製にあたっては、加水分解反応の進行を防ぐ必要があるので、水分を含まない雰囲気下で行うことが好ましい。使用する雰囲気としては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性雰囲気挙げることができる。 The solid content concentration of the precursor is more preferably 0.25 mol / L or more. More desirably, 1.0 mol / L or more is recommended. In preparing the precursor, since it is necessary to prevent the hydrolysis reaction from proceeding, it is preferably performed in an atmosphere not containing water. As an atmosphere to be used, inert atmospheres, such as nitrogen, argon, helium, can be mentioned, for example.
〔含水溶媒(第2流体41)〕
前駆体の加水分解に使用する含水溶媒(第2流体41)としては、極性有機溶媒を15〜80mol%の濃度で含む含水溶媒が好ましい。極性有機溶媒の濃度が15mol%以上の場合、水分子の周りを極性有機溶媒分子が囲んでなる極性有機溶媒の自己会合クラスター構造が形成されるため、前記前駆体と含水溶媒が接触した際に、アルコキシドと水が直ちに直接接触することが抑制され、その結果、均一な加水分解を行うことができる点で好ましい。
[Hydrophilic solvent (second fluid 41)]
As the water-containing solvent (second fluid 41) used for the hydrolysis of the precursor, a water-containing solvent containing a polar organic solvent at a concentration of 15 to 80 mol% is preferable. When the concentration of the polar organic solvent is 15 mol% or more, a self-association cluster structure of the polar organic solvent is formed in which the polar organic solvent molecules are surrounded around the water molecules, so that when the precursor and the hydrous solvent are in contact with each other, The alkoxide and water are preferably prevented from coming into direct contact with each other, and as a result, uniform hydrolysis can be performed.
極性有機溶媒の濃度が15mol%未満の場合は、自己会合クラスター構造が形成され難いため、アルコキシドと水とが直ちに加水分解し易くなるため、粒子径制御が容易ではなくなる。 When the concentration of the polar organic solvent is less than 15 mol%, since the self-association cluster structure is difficult to form, the alkoxide and water are easily hydrolyzed immediately, so that the particle size control is not easy.
前記含水溶媒に含まれる極性有機溶媒の割合の上限については、水分が存在し、必要とする加水分解効率が維持できる限り、制限されるものではないが、通常は極性有機溶媒の濃度が、80mol%以下が好ましい。80mol%を超えると、加水分解反応が効果的に進行しない場合がある。 The upper limit of the ratio of the polar organic solvent contained in the water-containing solvent is not limited as long as moisture is present and the required hydrolysis efficiency can be maintained. Usually, the concentration of the polar organic solvent is 80 mol. % Or less is preferable. If it exceeds 80 mol%, the hydrolysis reaction may not proceed effectively.
含水溶媒に含まれる極性有機溶媒の濃度としては、望ましくは20〜80mol%の範囲が推奨される。また、さらに望ましくは、25〜77mol%の範囲が推奨される。含水溶媒の具体例としては、純水と特級メタノールとの体積比1:1からなる含水溶媒(メタノール含有割合31mol%)などを挙げることができる。
The concentration of the polar organic solvent contained in the water-containing solvent is desirably 20 to 80 mol%. More desirably, a range of 25 to 77 mol% is recommended. Specific examples of the water-containing solvent include a water-containing solvent having a volume ratio of 1: 1 between pure water and special grade methanol (
〔具体的製造方法〕
図1に示したマイクロミキシングチップ20を用いて、チタン酸バリウムを調製する方法について以下に説明する。
[Specific manufacturing method]
A method for preparing barium titanate using the
シリンジポンプ(第1流体加圧手段30)から前駆体(第1流体31)を注入し、前駆体(第1流体31)はシリンジポンプ(第1流体加圧手段30)により加圧されて、第1流体注入路32を通じ、第1流体入口21を経て、さらに第1流体流入流路22を通じ、合流流路26に到達する。
The precursor (first fluid 31) is injected from the syringe pump (first fluid pressurizing means 30), and the precursor (first fluid 31) is pressurized by the syringe pump (first fluid pressurizing means 30), Through the first
また、含水溶媒(第2流体41)はシリンジポンプ(第2流体加圧手段40)から注入され、シリンジポンプ(第2流体加圧手段40)により加圧されて、第2流体注入路42を通じて、第2流体入口25を経て流体集合路24に到達する。
Further, the water-containing solvent (second fluid 41) is injected from the syringe pump (second fluid pressurizing means 40), pressurized by the syringe pump (second fluid pressurizing means 40), and passed through the second
第2流体入口25付近においては、前駆体(第1流体31)の流れと含水溶媒(第2流体41)の流れは所定の流速を維持して層流状態(前駆体と含水溶媒とが完全に混ざり合わない状態)を形成し、そのまま流体集合路24を進み、層流状態を維持したまま合流流路26から流出する。
In the vicinity of the
層流状態は、前駆体と含水溶媒との独自の流れをそれぞれ検出できる状態であり、前駆体と含水溶媒とが完全な混合状態となっていない。このため合流流路26内においては、前駆体と含水溶媒とは同一の流路を接触しながら通過する限度で混合されつつも、アルコキシドと水との過度の接触は制限され、アルコキシドの加水分解は過度には進行しない。その結果、合流流路26内においては、アルコキシドの加水分解により生成する非晶質ゲルは粗大化せず、合流流路26内を閉塞するような現象は生じない。
The laminar flow state is a state in which a unique flow of the precursor and the hydrous solvent can be detected, and the precursor and the hydrous solvent are not in a completely mixed state. For this reason, in the merging
本発明で使用されるバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドは、きわめて反応性に富む化合物であり、水と接触すると速やかに加水分解を起こし、非晶質ゲルを生じる。 The barium alkoxide and titanium alkoxide used in the present invention are extremely reactive compounds, and when they come into contact with water, they rapidly undergo hydrolysis and produce an amorphous gel.
したがって、ここでいう層流とは、アルコキシドの加水分解により合流流路内を閉塞するような非晶質ゲルが生じないような前駆体と含水溶媒との合流状態であるということもできる。このような層流は、前述の通り、マイクロミキシングチップ20において、第1流体流入流路22の流路長、流体集合路24の形状および寸法、並びに合流流路26の位置等と適宜決定することにより、また後述のように前駆体および含水溶媒の送液速度を適宜決定することにより、形成および維持することができる。
Therefore, the laminar flow referred to here can be said to be a combined state of the precursor and the hydrous solvent that does not produce an amorphous gel that closes the inside of the combined flow path by hydrolysis of the alkoxide. As described above, such a laminar flow is appropriately determined in the
その後、前駆体と含水溶媒とは、流体排出路50を通り、マイクロミキシングチップ20の外部の反応容器52に至り、そこで、含水溶媒に含まれる水の作用により、前駆体中のバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの加水分解が進行する。
Thereafter, the precursor and the water-containing solvent pass through the
〔送液速度〕
前駆体、すなわちバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物の送液速度については、上記好適な寸法を有するマイクロミキシングチップにおいては、2〜50ml/分の範囲、含水溶媒の送液速度についても2〜50ml/分の範囲が好ましい。いずれの送液速度についても、2ml/分未満の場合、合流流路26または流体排出路50
においてアルコキシドと水との加水分解が進行することにより、非晶質ゲルが生成し、特に流体排出路50を閉塞する場合がある。
前記前駆体の送液速度については、好ましくは10〜30ml/分の範囲が推奨され、
前記含水溶媒の送液速度については、15〜25ml/分の範囲が推奨される。
[Liquid feeding speed]
Regarding the liquid feeding speed of the precursor, that is, the mixture of barium alkoxide and titanium alkoxide, in the micromixing chip having the above preferred dimensions, it is in the range of 2-50 ml / min, and the liquid feeding speed of the hydrous solvent is also 2-50 ml / min. A range of minutes is preferred. In any liquid feeding speed, when it is less than 2 ml / min, the
As a result of hydrolysis of alkoxide and water, an amorphous gel is formed, and the
About the liquid feeding speed of the precursor, a range of preferably 10 to 30 ml / min is recommended,
A range of 15 to 25 ml / min is recommended for the feeding speed of the water-containing solvent.
〔送液時の温度〕
本発明に係るチタン酸バリウムの製造方法においては、マイクロミキシングチップ20内の流路22,24を前駆体(第1流体31)および含水溶媒(第2流体41)が2〜50ml/分という高速で層流を形成して流れることにより、さらには、含水溶媒が前記の
通り極性有機溶媒の自己会合クラスター構造を形成していることにより、合流流路26付近または流体排出路50での加水分解に基づく非晶質ゲルの生成を抑止し、マイクロミキシングチップ20外にて加水分解が行われるものである。
[Temperature at liquid feeding]
In the method for producing barium titanate according to the present invention, the
このため、本発明に係るチタン酸バリウムの製造方法では、従来の製造方法に見られるように−30℃程度まで冷却して加水分解を抑制する必要がなく、室温で前駆体および含水溶媒の送液を行うことが可能である。具体的には、2〜40℃の範囲にて前駆体(アルコキシド)と含水溶媒(水)の送液を行うことができる。 For this reason, in the method for producing barium titanate according to the present invention, it is not necessary to suppress the hydrolysis by cooling to about −30 ° C. as seen in the conventional production method, and the precursor and water-containing solvent are fed at room temperature. It is possible to carry out liquid. Specifically, the precursor (alkoxide) and water-containing solvent (water) can be fed in the range of 2 to 40 ° C.
〔加水分解〕
本発明では、アルコキシドの加水分解は、マイクロミキシングチップ外で進行させるので、加水分解時の流路詰りを考慮する必要がない。加水分解温度については、例えば1℃〜80℃の範囲で行うことができる。
〔Hydrolysis〕
In the present invention, hydrolysis of the alkoxide proceeds outside the micromixing chip, so there is no need to consider channel blockage during hydrolysis. About a hydrolysis temperature, it can carry out in the range of 1 to 80 degreeC, for example.
マイクロミキシングチップから排出され、反応容器52に注入された前駆体(アルコキシド)と含水溶媒(水)の混合物については、加水分解の後、所望により、1〜150時間の範囲で、室温〜200℃の範囲でエージングが行われる。エージングを行うことによりチタン酸バリウム結晶の生成が進行される。また、さらに所望により、エージング中に超音波照射により、チタン酸バリウム結晶の粒子生成を促進することができる。超音波発生装置については、超音波洗浄器、超音波分散器、ホモジナイザーなど発信子を有するものを使用することができる。
About the mixture of the precursor (alkoxide) discharged | emitted from the micromixing chip | tip, and inject | poured into the
〔分散処理〕
加水分解終了後、生成したチタン酸バリウム分散液においては、チタン酸バリウム粒子は凝集しているため、必要に応じて、分散処理を行う。通常は、高圧分散装置にてチタン酸バリウム粒子の分散処理を行う。高圧分散装置としては、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)、MicrofluidicsCorporation製超高圧ホモジナイザー「マイクロフルイダイザー」(商品名)などを挙げることができる。これらの装置は、装置に入れられた溶液に超高圧をかけて互いに衝突させ微粒子化させる装置であり、短時間で微粒子化が可能となるものである。通常は、これらの装置に1〜10回程度分散処理を行う。
[Distributed processing]
In the produced barium titanate dispersion after completion of hydrolysis, since the barium titanate particles are aggregated, a dispersion treatment is performed as necessary. Usually, the barium titanate particles are dispersed using a high-pressure dispersion device. Examples of the high-pressure dispersion device include “Nanomizer” (trade name) manufactured by Nanomizer, and an ultrahigh-pressure homogenizer “Microfluidizer” (trade name) manufactured by Microfluidics Corporation. These devices are devices that make ultrafine pressure collide with each other and put the solution in the device into fine particles, and can make fine particles in a short time. Usually, these devices are distributed about 1 to 10 times.
〔溶媒置換〕
用途に応じて、生成したチタン酸バリウム分散液の溶媒置換を行うことができる。溶媒としては低沸点溶媒が好ましい。ここで低沸点溶剤とは、沸点が130℃を下回る溶剤を意味する。
[Solvent substitution]
Depending on the application, solvent substitution of the produced barium titanate dispersion can be performed. The solvent is preferably a low boiling point solvent. Here, the low boiling point solvent means a solvent having a boiling point lower than 130 ° C.
具体的には、酢酸エチル(沸点77℃)、酢酸ブチル(沸点126℃)、酢酸イソブチル(沸点118℃)等のエステル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(通称「メチセロ」、沸点124℃)等のエーテル系溶剤、メタノール(沸点65℃)、ブタノール(沸点117℃)、エタノール(沸点78℃)、プロピルアルコール(沸点97℃)等のアルコール系溶剤、アセトン(沸点56℃)、メチルエチルケトン(沸点80℃)、メチルイソブチルケトン(沸点118℃)等のケトン系溶剤、n−ヘキサン(沸点69℃)、ヘプタン(沸点98℃)、シクロヘキサン(沸点81℃)等の脂肪族系溶剤;トルエン(沸点111℃)等の芳香族系溶剤等が挙げられる。このうち分散性を考慮するとエチレングリコールモノメチルエーテル(通称「メチセロ」)が特に好ましい。 Specifically, ester solvents such as ethyl acetate (boiling point 77 ° C.), butyl acetate (boiling point 126 ° C.), isobutyl acetate (boiling point 118 ° C.), propylene glycol monomethyl ether (boiling point 120 ° C.), ethylene glycol monomethyl ether (common name) Ether solvent such as “Methicello”, boiling point 124 ° C., methanol solvent (boiling point 65 ° C.), butanol (boiling point 117 ° C.), ethanol (boiling point 78 ° C.), propyl alcohol (boiling point 97 ° C.) Boiling point 56 ° C), methyl ethyl ketone (boiling point 80 ° C), ketone solvents such as methyl isobutyl ketone (boiling point 118 ° C), n-hexane (boiling point 69 ° C), heptane (boiling point 98 ° C), cyclohexane (boiling point 81 ° C), etc. Aliphatic solvents; aromatic solvents such as toluene (boiling point 111 ° C.). Of these, ethylene glycol monomethyl ether (commonly called “methicello”) is particularly preferable in consideration of dispersibility.
〔濾過〕
濾過方法としては、例えば、濾布による濾過分離、遠心分離による濾過分離、セラミック濾過分離等の方法が挙げられる。
〔filtration〕
Examples of the filtration method include filtration separation using a filter cloth, filtration separation by centrifugal separation, and ceramic filtration separation.
〔乾燥〕
所望によりチタン酸バリウムの粉体が必要な場合は、乾燥処理が行われる。乾燥条件は、溶媒が除去されるものであれば格別に限定されるものではないが、通常は120〜150℃の範囲で、1〜10時間乾燥する方法がとられる。
[Dry]
If desired, a barium titanate powder is dried. The drying conditions are not particularly limited as long as the solvent can be removed, but usually a method of drying at 120 to 150 ° C. for 1 to 10 hours is employed.
<チタン酸バリウムカルシウムの製造方法>
本発明のチタン酸バリウムカルシウムの製造方法は、前記微量反応用装置10を用い、第1流体加圧手段30で、マイクロミキシングチップ20の第1流体入口21へバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドの混合物を注入して、複数の第1流体流入流路22内へ混合物を流入させる工程と、第2流体加圧手段40で、マイクロミキシングチップ20の第2流体入口25へ含水溶媒を注入する工程と、前記混合物と含水溶媒とを、流体集合路24内で混合液と含水溶媒とが完全に混ざり合わない状態で合流させて、加水分解による非晶質ゲル生成が生ずる前に、この合流された混合液と含水溶媒とを合流流路26より流体排出路50へ排出する工程と、前記流体排出路50を介して排出された、合流された混合液と含水溶媒とを、マイクロミキシングチップ20外で加水分解させる工程とを有する。
<Method for producing barium calcium titanate>
In the method for producing barium calcium titanate according to the present invention, barium alkoxide, titanium alkoxide, and calcium alkoxide are supplied to the
〔バリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドの混合物(第1流体31)〕
原料となるバリウムアルコキシドの種類については、格別に限定されるものではなく、例えば、バリウムメトキシド、バリウムエトキシド、バリウムプロポキシド、バリウムブトキシドなどを挙げることができる。具体的には、ジメトキシバリウム、ジエトキシバリウム、ジプロポキシバリウム、ジプロポキシバリウムなどを挙げることができる。このうち、特にジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]が好適に使用される。
原料となるチタニウムアルコキシドの種類についても、格別に限定されるものではなく、例えば、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンプロポキシド、チタンブトキシド等を挙げることができる。
[A mixture of barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide (first fluid 31)]
About the kind of barium alkoxide used as a raw material, it is not specifically limited, For example, barium methoxide, barium ethoxide, barium propoxide, barium butoxide etc. can be mentioned. Specific examples include dimethoxybarium, diethoxybarium, dipropoxybarium, and dipropoxybarium. Of these, diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] is particularly preferably used.
The kind of titanium alkoxide used as a raw material is not particularly limited, and examples thereof include titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium propoxide, and titanium butoxide.
具体的には、テトラメトキシチタニウム、テトラエトキシチタニウム、テトラプロポキシチタニウム、テトラブトキシチタニウムなどを挙げることができる。このうち、特にテトライソプロポキシチタニウム[Ti(O−iC3H7)4]が好適に使用される。 Specific examples include tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetrapropoxytitanium, and tetrabutoxytitanium. Of these, tetraisopropoxytitanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 ] is particularly preferably used.
原料として使用するカルシウムアルコキシドの種類についても、格別に限定されるものではなく、例えば、ジメトキシカルシウム、ジエトキシカルシウム、ジプロポキシカルシウム、ジプロポキシカルシウムなどを挙げることができる。このうち、特にジエトキシカルシウム[Ca(OC2H5)2]が好適に使用される。 The kind of calcium alkoxide used as a raw material is not particularly limited, and examples thereof include dimethoxy calcium, diethoxy calcium, dipropoxy calcium, dipropoxy calcium and the like. Of these, diethoxycalcium [Ca (OC 2 H 5 ) 2 ] is particularly preferably used.
これらのアルコキシド以外に、複合アルコキシドも使用することができる。この様な例としては、バリウムチタンメトキシド、バリウムチタンエトキシド、バリウムチタンプロポキシド、バリウムチタンブトキシド等を挙げることができる。 In addition to these alkoxides, composite alkoxides can also be used. Examples of such include barium titanium methoxide, barium titanium ethoxide, barium titanium propoxide, barium titanium butoxide and the like.
〔前駆体(第1流体31)〕
本発明に係る製造方法に使用する前駆体(第1流体31)におけるバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド及びカルシウムアルコキシドの配合比については、等モル反応であるので、モル比で1:M:N(Mは0.80〜1.20、Nは0.01〜0.20
)の範囲が好ましい。
[Precursor (first fluid 31)]
The compounding ratio of barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide in the precursor (first fluid 31) used in the production method according to the present invention is an equimolar reaction, so that the molar ratio is 1: M: N (M is 0.80 to 1.20, N is 0.01 to 0.20
) Is preferred.
本発明に係る製造方法では、バリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド及びカルシウムアルコキシドについては、有機溶剤に溶解して使用する。(なお、本明細書においては、この様なアルコキシドを有機溶剤に溶解したものを「前駆体」と称する。) 前記有機溶媒の種類としては、アルコール系(例えば、メタノール、エタノール等)、ケトン系(メチルエチルケトン、アセトン等)等の有機溶媒を単独または混合して混合溶媒としたものを使用することができる。具体的には、例えば特級メタノールと2−メトキシエタノールの混合溶媒(体積比で3:2)などに溶解させて前駆体(第1流体31)とすることができる。 In the production method according to the present invention, barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide are used after being dissolved in an organic solvent. (In this specification, such an alkoxide dissolved in an organic solvent is referred to as a “precursor”.) As the type of the organic solvent, alcohol-based (for example, methanol, ethanol, etc.), ketone-based Organic solvents such as (methyl ethyl ketone, acetone, etc.) can be used alone or mixed to form a mixed solvent. Specifically, for example, a precursor (first fluid 31) can be obtained by dissolving in a mixed solvent of special grade methanol and 2-methoxyethanol (volume ratio 3: 2).
前駆体における固形分(バリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド及びカルシウムアルコキシド)濃度については、0.1mol/L以上であることが望ましい。前駆体の固形分濃度が0.1mol/L未満の場合、最終的に得られるチタン酸バリウムカルシウム粒子の結晶性が不充分となる傾向がある。 The solid content (barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide) concentration in the precursor is preferably 0.1 mol / L or more. When the solid content concentration of the precursor is less than 0.1 mol / L, the crystallinity of the finally obtained barium calcium titanate particles tends to be insufficient.
前駆体の固形分濃度について、さらに望ましくは0.25mol/L以上が推奨される。よりいっそう望ましくは1.0mol/L以上が推奨される。
前駆体の調製にあたっては、加水分解反応の進行を防ぐ必要があるので、水分を含まない雰囲気下で行うことが好ましい。使用する雰囲気としては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性雰囲気挙げることができる。
The solid content concentration of the precursor is more preferably 0.25 mol / L or more. More desirably, 1.0 mol / L or more is recommended.
In preparing the precursor, since it is necessary to prevent the hydrolysis reaction from proceeding, it is preferably performed in an atmosphere not containing water. As an atmosphere to be used, inert atmospheres, such as nitrogen, argon, helium, can be mentioned, for example.
〔含水溶媒(第2流体41)〕
前駆体の加水分解に使用する含水溶媒(第2流体41)としては、極性有機溶媒を15〜80mol%の濃度で含む含水溶媒が好ましい。極性有機溶媒の濃度が15mol%以上の場合、水分子の周りを極性有機溶媒分子が囲んでなる極性有機溶媒の自己会合クラスター構造が形成されるため、前記前駆体と含水溶媒が接触した際に、アルコキシドと水が直ちに直接接触することが抑制され、その結果、均一な加水分解を行うことができる点で好ましい。
[Hydrophilic solvent (second fluid 41)]
As the water-containing solvent (second fluid 41) used for the hydrolysis of the precursor, a water-containing solvent containing a polar organic solvent at a concentration of 15 to 80 mol% is preferable. When the concentration of the polar organic solvent is 15 mol% or more, a self-association cluster structure of the polar organic solvent is formed in which the polar organic solvent molecules are surrounded around the water molecules, so that when the precursor and the hydrous solvent are in contact with each other, The alkoxide and water are preferably prevented from coming into direct contact with each other, and as a result, uniform hydrolysis can be performed.
極性有機溶媒の濃度が15mol%未満の場合は、自己会合クラスター構造が形成され難いため、アルコキシドと水とが直ちに加水分解し易くなるため、粒子径制御が容易ではなくなる。 When the concentration of the polar organic solvent is less than 15 mol%, since the self-association cluster structure is difficult to form, the alkoxide and water are easily hydrolyzed immediately, so that the particle size control is not easy.
前記含水溶媒に含まれる極性有機溶媒の割合の上限については、水分が存在し、必要とする加水分解効率が維持できる限り、制限されるものではないが、通常は極性有機溶媒の濃度が、80mol%以下が好ましい。80mol%を超えると、加水分解反応が効果的に進行しない場合がある。 The upper limit of the ratio of the polar organic solvent contained in the water-containing solvent is not limited as long as moisture is present and the required hydrolysis efficiency can be maintained. Usually, the concentration of the polar organic solvent is 80 mol. % Or less is preferable. If it exceeds 80 mol%, the hydrolysis reaction may not proceed effectively.
含水溶媒に含まれる極性有機溶媒の濃度としては、望ましくは20〜80mol%の範囲が推奨される。また、さらに望ましくは、25〜77mol%の範囲が推奨される。含水溶媒の具体例としては、純水と特級メタノールとの体積比1:1からなる含水溶媒(メタノール含有割合31mol%)などを挙げることができる。
The concentration of the polar organic solvent contained in the water-containing solvent is desirably 20 to 80 mol%. More desirably, a range of 25 to 77 mol% is recommended. Specific examples of the water-containing solvent include a water-containing solvent having a volume ratio of 1: 1 between pure water and special grade methanol (
〔具体的製造方法〕
図1に示したマイクロミキシングチップ20を用いて、チタン酸バリウムカルシウムを調製する方法について以下に説明する。
[Specific manufacturing method]
A method for preparing barium calcium titanate using the
シリンジポンプ(第1流体加圧手段30)から前駆体(第1流体31)を注入し、前駆体(第1流体31)はシリンジポンプ(第1流体加圧手段30)により加圧されて、第1
流体注入路32を通じ、第1流体入口21を経て、さらに第1流体流入流路22を通じ、合流流路26に到達する。
The precursor (first fluid 31) is injected from the syringe pump (first fluid pressurizing means 30), and the precursor (first fluid 31) is pressurized by the syringe pump (first fluid pressurizing means 30), First
Through the
また、含水溶媒(第2流体41)はシリンジポンプ(第2流体加圧手段40)から注入され、シリンジポンプ(第2流体加圧手段40)により加圧されて、第2流体注入路42を通じて、第2流体入口25を経て流体集合路24に到達する。
Further, the water-containing solvent (second fluid 41) is injected from the syringe pump (second fluid pressurizing means 40), pressurized by the syringe pump (second fluid pressurizing means 40), and passed through the second
第2流体入口25付近においては、前駆体(第1流体31)の流れと含水溶媒(第2流体41)の流れは所定の流速を維持して層流状態(前駆体と含水溶媒とが完全に混ざり合わない状態)を形成し、そのまま流体集合路24を進み、層流状態を維持したまま合流流路26から流出する。
In the vicinity of the
層流状態は、前駆体と含水溶媒との独自の流れをそれぞれ検出できる状態であり、前駆体と含水溶媒とが完全な混合状態となっていない。このため合流流路26内においては、前駆体と含水溶媒とは同一の流路を接触しながら通過する限度で混合されつつも、アルコキシドと水との過度の接触は制限され、アルコキシドの加水分解は過度には進行しない。その結果、合流流路26内においては、アルコキシドの加水分解により生成する非晶質ゲルは粗大化せず、合流流路26内を閉塞するような現象は生じない。
The laminar flow state is a state in which a unique flow of the precursor and the hydrous solvent can be detected, and the precursor and the hydrous solvent are not in a completely mixed state. For this reason, in the merging
本発明で使用されるバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド及びカルシウムアルコキシドは、きわめて反応性に富む化合物であり、水と接触すると速やかに加水分解を起こし、非晶質ゲルを生じる。 The barium alkoxide, titanium alkoxide, and calcium alkoxide used in the present invention are extremely reactive compounds, and when they come into contact with water, they are rapidly hydrolyzed to produce an amorphous gel.
したがって、ここでいう層流とは、アルコキシドの加水分解により合流流路内を閉塞するような非晶質ゲルが生じないような前駆体と含水溶媒との合流状態であるということもできる。このような層流は、前述の通り、マイクロミキシングチップ20において、第1流体流入流路22の流路長、流体集合路24の形状および寸法、並びに合流流路26の位置等と適宜決定することにより、また後述のように前駆体および含水溶媒の送液速度を適宜決定することにより、形成および維持することができる。
Therefore, the laminar flow referred to here can be said to be a combined state of the precursor and the hydrous solvent that does not produce an amorphous gel that closes the inside of the combined flow path by hydrolysis of the alkoxide. As described above, such a laminar flow is appropriately determined in the
その後、前駆体と含水溶媒とは、流体排出路50を通り、マイクロミキシングチップ20の外部の反応容器52に至り、そこで、含水溶媒に含まれる水の作用により、前駆体中のバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド及びカルシウムアルコキシドの加水分解が進行する。
Thereafter, the precursor and the water-containing solvent pass through the
〔送液速度〕
前駆体、すなわちバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド及びカルシウムアルコキシドの混合物の送液速度については、上記好適な寸法を有するマイクロミキシングチップにおいては、2〜50ml/分の範囲、含水溶媒の送液速度についても2〜50ml/分の範囲が好ましい。いずれの送液速度についても、2ml/分未満の場合、合流流路2
6または流体排出路50においてアルコキシドと水との加水分解が進行することにより、非晶質ゲルが生成し、特に流体排出路50を閉塞する場合がある。
前記前駆体の送液速度については、好ましくは10〜30ml/分の範囲が推奨され、
前記含水溶媒の送液速度については、15〜25ml/分の範囲が推奨される。
[Liquid feeding speed]
Regarding the liquid feeding speed of the precursor, that is, the mixture of barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide, in the micromixing chip having the above preferred dimensions, the liquid feeding speed of the water-containing solvent is also 2 A range of ˜50 ml / min is preferred. For any liquid feeding speed, if it is less than 2 ml / min, the
6 or hydrolysis of the alkoxide and water proceeds in the
About the liquid feeding speed of the precursor, a range of preferably 10 to 30 ml / min is recommended,
A range of 15 to 25 ml / min is recommended for the feeding speed of the water-containing solvent.
〔送液時の温度〕
本発明に係るチタン酸バリウムカルシウムの製造方法においては、マイクロミキシングチップ20内の流路22,24を前駆体(第1流体31)および含水溶媒(第2流体41)が2〜50ml/分という高速で層流を形成して流れることにより、さらには、含水溶
媒が前記の通り極性有機溶媒の自己会合クラスター構造を形成していることにより、合流
流路26付近または流体排出路50での加水分解に基づく非晶質ゲルの生成を抑止し、マイクロミキシングチップ20外にて加水分解が行われるものである。
[Temperature at liquid feeding]
In the method for producing barium calcium titanate according to the present invention, the
このため、本発明に係るチタン酸バリウムカルシウムの製造方法では、従来の製造方法に見られるように−30℃程度まで冷却して加水分解を抑制する必要がなく、室温で前駆体および含水溶媒の送液を行うことが可能である。具体的には、2〜40℃の範囲にて前駆体(アルコキシド)と含水溶媒(水)の送液を行うことができる。 For this reason, in the method for producing barium calcium titanate according to the present invention, it is not necessary to suppress the hydrolysis by cooling to about −30 ° C. as seen in the conventional production method. It is possible to perform liquid feeding. Specifically, the precursor (alkoxide) and water-containing solvent (water) can be fed in the range of 2 to 40 ° C.
〔加水分解〕
本発明では、アルコキシドの加水分解は、マイクロミキシングチップ外で進行させるので、加水分解時の流路詰りを考慮する必要がない。加水分解温度については、例えば1℃〜80℃の範囲で行うことができる。
〔Hydrolysis〕
In the present invention, hydrolysis of the alkoxide proceeds outside the micromixing chip, so there is no need to consider channel blockage during hydrolysis. About a hydrolysis temperature, it can carry out in the range of 1 to 80 degreeC, for example.
マイクロミキシングチップから排出され、反応容器52に注入された前駆体(アルコキシド)と含水溶媒(水)の混合物については、加水分解の後、所望により、1〜150時間の範囲で、室温〜200℃の範囲でエージングが行われる。エージングを行うことによりチタン酸バリウムカルシウム結晶の生成が進行される。また、さらに所望により、エージング中に超音波照射により、チタン酸バリウムカルシウム結晶の粒子生成を促進することができる。超音波発生装置については、超音波洗浄器、超音波分散器、ホモジナイザーなど発信子を有するものを使用することができる。
About the mixture of the precursor (alkoxide) discharged | emitted from the micromixing chip | tip, and inject | poured into the
〔分散処理〕
加水分解終了後、生成したチタン酸バリウムカルシウム分散液においては、チタン酸バリウムカルシウム粒子は凝集しているため、必要に応じて、分散処理を行う。通常は、高圧分散装置にてチタン酸バリウムカルシウム粒子の分散処理を行う。高圧分散装置としては、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)、MicrofluidicsCorporation製超高圧ホモジナイザー「マイクロフルイダイザー」(商品名)などを挙げることができる。これらの装置は、装置に入れられた溶液に超高圧をかけて互いに衝突させ微粒子化させる装置であり、短時間で微粒子化が可能となるものである。通常は、これらの装置に1〜10回程度分散処理を行う。
[Distributed processing]
In the barium calcium titanate dispersion produced after the hydrolysis, the barium calcium titanate particles are agglomerated, so that a dispersion treatment is performed as necessary. Usually, the barium calcium titanate particles are dispersed using a high-pressure dispersing device. Examples of the high-pressure dispersion device include “Nanomizer” (trade name) manufactured by Nanomizer, and an ultrahigh-pressure homogenizer “Microfluidizer” (trade name) manufactured by Microfluidics Corporation. These devices are devices that make ultrafine pressure collide with each other and put the solution in the device into fine particles, and can make fine particles in a short time. Usually, these devices are distributed about 1 to 10 times.
〔溶媒置換〕
用途に応じて、生成したチタン酸バリウムカルシウム分散液の溶媒置換を行うことができる。溶媒としては低沸点溶媒が好ましい。ここで低沸点溶剤とは、沸点が130℃を下回る溶剤を意味する。
[Solvent substitution]
Depending on the application, solvent substitution of the produced barium calcium titanate dispersion can be performed. The solvent is preferably a low boiling point solvent. Here, the low boiling point solvent means a solvent having a boiling point lower than 130 ° C.
具体的には、酢酸エチル(沸点77℃)、酢酸ブチル(沸点126℃)、酢酸イソブチル(沸点118℃)等のエステル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(通称「メチセロ」、沸点124℃)等のエーテル系溶剤、メタノール(沸点65℃)、ブタノール(沸点117℃)、エタノール(沸点78℃)、プロピルアルコール(沸点97℃)等のアルコール系溶剤、アセトン(沸点56℃)、メチルエチルケトン(沸点80℃)、メチルイソブチルケトン(沸点118℃)等のケトン系溶剤、n−ヘキサン(沸点69℃)、ヘプタン(沸点98℃)、シクロヘキサン(沸点81℃)等の脂肪族系溶剤;トルエン(沸点111℃)等の芳香族系溶剤等が挙げられる。このうち分散性を考慮するとエチレングリコールモノメチルエーテル(通称「メチセロ」)が特に好ましい。 Specifically, ester solvents such as ethyl acetate (boiling point 77 ° C.), butyl acetate (boiling point 126 ° C.), isobutyl acetate (boiling point 118 ° C.), propylene glycol monomethyl ether (boiling point 120 ° C.), ethylene glycol monomethyl ether (common name) Ether solvent such as “Methicello”, boiling point 124 ° C., methanol solvent (boiling point 65 ° C.), butanol (boiling point 117 ° C.), ethanol (boiling point 78 ° C.), propyl alcohol (boiling point 97 ° C.) Boiling point 56 ° C), methyl ethyl ketone (boiling point 80 ° C), ketone solvents such as methyl isobutyl ketone (boiling point 118 ° C), n-hexane (boiling point 69 ° C), heptane (boiling point 98 ° C), cyclohexane (boiling point 81 ° C), etc. Aliphatic solvents; aromatic solvents such as toluene (boiling point 111 ° C.). Of these, ethylene glycol monomethyl ether (commonly called “methicello”) is particularly preferable in consideration of dispersibility.
〔濾過〕
濾過方法としては、例えば、濾布による濾過分離、遠心分離による濾過分離、セラミック濾過分離等の方法が挙げられる。
〔filtration〕
Examples of the filtration method include filtration separation using a filter cloth, filtration separation by centrifugal separation, and ceramic filtration separation.
〔乾燥〕
所望によりチタン酸バリウムカルシウムの粉体が必要な場合は、乾燥処理が行われる。乾燥条件は、溶媒が除去されるものであれば格別に限定されるものではないが、通常は120〜150℃の範囲で、1〜10時間乾燥する方法がとられる。
[Dry]
If desired, a barium calcium titanate powder is dried. The drying conditions are not particularly limited as long as the solvent can be removed, but usually a method of drying at 120 to 150 ° C. for 1 to 10 hours is employed.
本発明に係る製造方法により調製されるチタン酸バリウムおよびチタン酸バリウムカルシウムは、公知の化合物である。これらの化合物は、焼成後に高い絶縁抵抗を有し、例えば、高温負荷試験における時間変化に伴う絶縁抵抗の低下の少ないセラミックコンデンサとなることができる。
本願発明の好適な態様を以下に列挙する。
Barium titanate and barium calcium titanate prepared by the production method according to the present invention are known compounds. These compounds have a high insulation resistance after firing, and can be, for example, a ceramic capacitor with little decrease in insulation resistance with time change in a high-temperature load test.
Preferred embodiments of the present invention are listed below.
<好適な態様1>
外部から第1流体を注入するための第1流体注入路導入部およびそれに接続する第1流体注入路連通部と、
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路導入部およびそれに接続する第2流体注入路連通部とを有し、
第2流体注入路連通部と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の流体流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路連通部と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、それに接続する合流流路を有することを特徴とするマイクロミキシングチップ。
<Preferred embodiment 1>
A first fluid injection path introduction section for injecting a first fluid from the outside, and a first fluid injection path communication section connected to the first fluid injection path introduction section;
A second fluid injection path introduction section for injecting a second fluid from the outside and a second fluid injection path communication section connected thereto;
A plurality of first fluid inlets for communicating with the second fluid injection path communicating portion and for flowing in the first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of fluid channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets configured to communicate with the second fluid injection path communicating portion and formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path;
An inductive channel that is formed at an end of the first fluid inflow channel opposite to an outlet side end of the first fluid inflow channel and that flows out of the merged fluid of the first fluid and the second fluid, and a confluence that connects to the guide channel A micromixing chip having a flow path.
<好適な態様2>
外部から第1流体を注入するための第1流体注入路と、
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路とを有し、
更に、前記第1流体注入路が、前記複数の第1流体入口と連通する第1流体注入路連通部と、外部から前記第1流体注入路連通部に接続するまでの第1流体注入路導入部とが連接してなるものであり、
前記第2流体注入路が、前記複数の第2流体入口と連通する第2流体注入路連通部と、外部から前記第2流体注入路連通部に接続するまでの第2流体注入路導入部とが連接してなるものであり、
前記流体集合路の幅が、第1流体流入流路と接する側で最大幅となり、誘導流路と接続
する部分において最小幅をとり、
前記第2流体入口を、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側の端部であって、複数の第1流体流入流路の出口とは重なることがない位置に形成するように構成されていることを特徴とするマイクロミキシングチップ。
<
A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel,
Furthermore, the first fluid injection path is introduced until the first fluid injection path is connected to the first fluid injection path communication section communicating with the plurality of first fluid inlets and the first fluid injection path communication section from the outside. The part is connected to the
A second fluid injection path communicating section in which the second fluid injection path communicates with the plurality of second fluid inlets; and a second fluid injection path introducing section extending from the outside to the second fluid injection path communicating section. Are connected to each other,
The width of the fluid collecting path is the maximum width on the side in contact with the first fluid inflow channel, and takes the minimum width in the portion connected to the guide channel,
The second fluid inlet is formed at a position on the outlet side end of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path and not overlapping with the outlets of the plurality of first fluid inflow channels. A micromixing chip characterized by being configured as described above.
チタン酸バリウムの結晶子径の測定
以下の実施例で調製したチタン酸バリウム粒子の結晶子径の計測方法としては、調製されたサンプルを等量取り出してそれぞれ粉末にし、X線小角散乱測定装置(理学電気株式会社製)を用いて、X線源;CuKα、管電圧;50KV、管電流;240mA、2θ範囲;20°〜90°の条件により、X線回折測定(XRD)を実施した。その結果を表1に記す。
Measurement of crystallite diameter of barium titanate As a method for measuring the crystallite diameter of the barium titanate particles prepared in the following examples, an equal amount of the prepared samples were taken out into powders, and an X-ray small angle scattering measurement device ( X-ray diffraction measurement (XRD) was carried out under the conditions of X-ray source: CuKα, tube voltage: 50 KV, tube current; 240 mA, 2θ range: 20 ° to 90 °. The results are shown in Table 1.
[実施例1]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が1モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした。
[Example 1]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. The precursor (first fluid) was added and mixed at room temperature such that the molar ratio was 1: 1 and the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium was 1 mol / l.
また、純水と高純度メタノールの1:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。
In addition, a 1: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて室温にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件でエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed at room temperature in the
[実施例2]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が1モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした。また
、純水と高純度メタノールの1:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 2]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. The precursor (first fluid) was added and mixed at room temperature such that the molar ratio was 1: 1 and the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium was 1 mol / l. In addition, a 1: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例3]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が1モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした。
[Example 3]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. The precursor (first fluid) was added and mixed at room temperature such that the molar ratio was 1: 1 and the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium was 1 mol / l.
また、純水と高純度メタノールの0.33:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。 表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Moreover, a 0.33: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid). Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例4]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が1モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした。また
、純水と高純度メタノールの0.33:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 4]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. The precursor (first fluid) was added and mixed at room temperature such that the molar ratio was 1: 1 and the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium was 1 mol / l. Moreover, a 0.33: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例5]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.50モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの0.33:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 5]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.50 mol / l in a molar ratio to obtain a precursor (first fluid). Moreover, a 0.33: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例6]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.50モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの0.143:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 6]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.50 mol / l in a molar ratio to obtain a precursor (first fluid). Further, a 0.143: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例7]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.50モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの1:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 7]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.50 mol / l in a molar ratio to obtain a precursor (first fluid). In addition, a 1: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例8]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.25モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの0.143:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 8]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.25 mol / l in a molar ratio to give a precursor (first fluid). Further, a 0.143: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例9]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.25モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの0.143:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 9]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.25 mol / l in a molar ratio to give a precursor (first fluid). Further, a 0.143: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例10]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.25モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの0.33:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 10]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.25 mol / l in a molar ratio to give a precursor (first fluid). Moreover, a 0.33: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析
結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例11]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.25モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの0.143:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 11]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.25 mol / l in a molar ratio to give a precursor (first fluid). Further, a 0.143: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例12]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.50モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの0.173:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 12]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.50 mol / l in a molar ratio to obtain a precursor (first fluid). Moreover, a 0.173: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。 Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例13]
メタノール:2−メトキシエタノールの体積比3:2の混合溶媒を調製し、そこにジエトキシバリウム[Ba(OC2H5)2]とテトライソプロポキシチタン[Ti(O−iC3H7)4]とをモル比で1:1、ジエトキシバリウムとテトライソプロポキシチタンの合計濃度が0.50モル/lとなるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした
。また、純水と高純度メタノールの0.173:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 13]
A mixed solvent of methanol: 2-methoxyethanol in a volume ratio of 3: 2 was prepared, and diethoxybarium [Ba (OC 2 H 5 ) 2 ] and tetraisopropoxy titanium [Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 were prepared there. ] At a room temperature so that the total concentration of diethoxybarium and tetraisopropoxytitanium is 0.50 mol / l in a molar ratio to obtain a precursor (first fluid). Moreover, a 0.173: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を、図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した
。
Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is used as the second fluid. Injected from the pressurizing means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例14]
2−メトキシエタノールにジエトキシバリウム〔Ba(OC2H5)2〕とジエトキシカ
ルシウム〔Ca(C2H5)2〕とテトライソプロポキシチタン〔Ti(O−iC3H7)4〕とをモル比で0.95:0.05:1となるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした。また、純水と高純度メタノールの0.33:1(体積比)混合物を調製し含水溶媒(第2流体)とした。表1に記した条件にて、前駆体(第1流体)を図1に示した微量反応用装置の第1流体加圧手段30から注入し、含水溶媒(第2流体)を第2流体加圧手段40から注入した。
[Example 14]
2 and methoxyethanol diethoxy barium [Ba (OC 2 H 5) 2] diethoxy calcium [Ca (C 2 H 5) 2] and the titanium tetraisopropoxide [Ti (O-iC 3 H 7 ) 4 ] Was added and mixed at room temperature so that the molar ratio was 0.95: 0.05: 1 to obtain a precursor (first fluid). Moreover, a 0.33: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid). Under the conditions described in Table 1, the precursor (first fluid) is injected from the first fluid pressurizing means 30 of the trace reaction apparatus shown in FIG. 1, and the hydrous solvent (second fluid) is added to the second fluid. Injected from the pressure means 40.
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
[実施例15]
2−メトキシエタノールにジエトキシバリウム〔Ba(OC2H5)2〕とジエトキシカ
ルシウム〔Ca(C2H5)2〕とテトライソプロポキシチタン〔Ti(O−iC3H7)4〕とをモル比で0.9:0.1:1となるように室温で添加および混合し前駆体(第1流体)とした。また、純水と高純度メタノールの0.33:1(体積比)混合物を調製し、含水溶媒(第2流体)とした。
[Example 15]
2 and methoxyethanol diethoxy barium [Ba (OC 2 H 5) 2] diethoxy calcium [Ca (C 2 H 5) 2] and the titanium tetraisopropoxide [Ti (O-iC 3 H 7 ) 4 ] Was added and mixed at room temperature so that the molar ratio was 0.9: 0.1: 1 to obtain a precursor (first fluid). Moreover, a 0.33: 1 (volume ratio) mixture of pure water and high-purity methanol was prepared and used as a hydrous solvent (second fluid).
反応容器52にて前駆体の加水分解を行った後、表1に示した条件で加水分解およびエージングを行い、さらに、ロータリーエバポレーターを用いて、エチレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、ナノマイザー社製の「ナノマイザー」(商品名)にて、通液処理(細密分散処理)を5回行ってチタン酸バリウム溶液を調製した。続いて140℃で1時間乾燥させてチタン酸バリウムの粉末を得た。このチタン酸バリウムのXRD分析結果を表1に示す。
After the precursor was hydrolyzed in the
図2に示した構成を有する微量反応用装置10を用いて、チタン酸バリウムを調製した。
マイクロミキシングチップ外寸50mm×79mm×30mm
第1流体流入流路22の長さ9mm
第1流体流入流路22の断面積0.25mm2
第1流体流入流路22の幅0.5mm
第1流体入口21の内径0.5mm
第1流体注入路導入部32aの内径2mm
第1流体注入路連通部32bの内径2mm、全長12.2mm
第2流体入口25の内径0.5mm
第2流体注入路導入部42aの内径2mm
第2流体注入路連通部42bの内径2mm、全長12.2mm
流体集合路24の長さ(第1流体流路との接続部分から、誘導流路との接続部分までの最短距離)14mm
誘導流路43の長さ6mm
誘導流路43の幅1.5mm
合流流路26内径2mm
流体排出路50の内径2mm
マイクロミキシングチップ20の材質:SUS
流体注入路・流体排出路を形成する送液管の材質:フッ素樹脂
Barium titanate was prepared using the
Micro mixing chip outer dimensions 50mm x 79mm x 30mm
9 mm length of the first
The sectional area of the first
The width of the first
Inner diameter 0.5 mm of the
Inner diameter of second
2 mm inner diameter of the second fluid injection
2nd inner diameter of the second fluid injection path communicating portion 42b, total length 12.2mm
Length of fluid collecting path 24 (shortest distance from the connecting portion with the first fluid flow path to the connecting portion with the guide flow path) 14 mm
6 mm length of the
The width of the
Inner diameter of
Material of the liquid supply pipe that forms the fluid injection path / fluid discharge path: Fluororesin
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、例えば、本発明に係るマイクロミキシングチップは、チタン酸バリウムのように、反応性が高い2液の反応を含む化合物調製方法に好適に適用することができるものである。 As mentioned above, although the preferable form of this invention was demonstrated, this invention is not limited to said form, For example, the micro mixing chip | tip concerning this invention is two liquids with high reactivity like barium titanate. The present invention can be suitably applied to a compound preparation method including the above reaction.
10 微量反応用装置
20 マイクロミキシングチップ
21 第1流体入口
22 第1流体流入流路
23 隔壁部
24 流体集合路
25 第2流体入口
26 合流流路
30 第1流体加圧手段(送液ポンプ)
31 第1流体(前駆体)
32 第1流体注入路
32a 第1流体注入路導入部
32b 第1流体注入路連通部
40 第2流体加圧手段(送液ポンプ)
41 第2流体(含水溶媒)
42 第2流体注入路
42a 第2流体注入路導入部
42b 第2流体注入路連通部
43 誘導流路
50 流体排出路
52 反応容器
A 第1流体の流れ
B 第2流体の流れ
DESCRIPTION OF
31 First fluid (precursor)
32 1st
41 Second fluid (hydrous solvent)
42 2nd
Claims (14)
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路と、
を有するマイクロミキシングチップと、
前記マイクロミキシングチップの第1流体入口に第1流体注入路を介して接続された第1流体加圧手段と、
前記マイクロミキシングチップの第2流体入口に第2流体注入路を介して接続された第2流体加圧手段と、
前記合流流路に接続された流体排出路と、
前記流体排出路の出口側に設置された反応容器と、
から構成されている微量反応用装置を用いたチタン酸バリウムの製造方法であって、
前記第1流体加圧手段により、マイクロミキシングチップの第1流体注入路を経て第1流体入口へバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物からなる第1流体を注入して、複数の第1流体流入流路内へ第1流体を流入させる工程と、
前記第2流体加圧手段で、マイクロミキシングチップの第2流体注入路を経て、第2流体入口へ含水溶媒からなる第2流体を注入する工程と、
前記第1流体と第2流体とを流体集合路内で合流させて、第1流体と第2流体との層流を形成させ、この層流状態を維持したまま、この第1流体と第2流体との合流流体を、誘導流路を経て、合流流路より流体排出路へ排出する工程と、
前記流体排出路を介して排出された混合液に含まれるバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドを、含水溶媒に含まれる水によりマイクロミキシングチップ外で加水分解させる工程と、
を有することを特徴とするチタン酸バリウムの製造方法。 A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel;
A micromixing chip having
First fluid pressurizing means connected to a first fluid inlet of the micromixing chip via a first fluid injection path;
Second fluid pressurizing means connected to the second fluid inlet of the micromixing chip via a second fluid injection path;
A fluid discharge path connected to the confluence channel;
A reaction vessel installed on the outlet side of the fluid discharge path;
A method for producing barium titanate using a microreaction apparatus comprising:
The first fluid pressurizing means injects a first fluid made of a mixture of barium alkoxide and titanium alkoxide into the first fluid inlet through the first fluid injection path of the micromixing chip, and a plurality of first fluid inflow channels. Allowing the first fluid to flow into,
Injecting a second fluid made of a hydrous solvent into the second fluid inlet through the second fluid injection path of the micromixing chip by the second fluid pressurizing means;
The first fluid and the second fluid are merged in the fluid collecting path to form a laminar flow of the first fluid and the second fluid, and the first fluid and the second fluid are maintained while maintaining the laminar flow state. Discharging the merged fluid with the fluid from the merged channel to the fluid discharge channel via the induction channel;
Hydrolyzing barium alkoxide and titanium alkoxide contained in the mixed solution discharged through the fluid discharge passage outside the micromixing chip with water contained in the hydrous solvent;
A method for producing barium titanate, comprising:
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路と、
を有するマイクロミキシングチップと、
前記マイクロミキシングチップの第1流体入口に第1流体注入路を介して接続された第1流体加圧手段と、
前記マイクロミキシングチップの第2流体入口に第2流体注入路を介して接続された第2流体加圧手段と、
前記合流流路に接続された流体排出路と、
前記流体排出路の出口側に設置された反応容器と、
から構成されている微量反応用装置を用いたチタン酸バリウムの製造方法であって、
前記第1流体加圧手段により、マイクロミキシングチップの第1流体注入路を経て第1流体入口へバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物からなる第1流体を注入して、複数の第1流体流入流路内へ第1流体を流入させる工程と、
前記第2流体加圧手段で、マイクロミキシングチップの第2流体注入路を経て、第2流体入口へ含水溶媒からなる第2流体を注入する工程と、
前記第1流体と第2流体とを流体集合路内で合流させて、第1流体と第2流体との層流を形成させ、前記アルコキシドの加水分解により非晶質ゲルが生成する前に、この第1流体と第2流体との合流流体を、誘導流路を経て、合流流路より流体排出路へ排出する工程と、
前記流体排出路を介して排出された混合液に含まれるバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドを、含水溶媒に含まれる水によりマイクロミキシングチップ外で加水分解させる工程とを有し、
前記第1流体加圧手段で、第1流体注入路を経て、第1流体入口へ送られたバリウムアルコキシドおよびチタニウムアルコキシドの混合物(第1流体)の流速が、2〜50ml/分の範囲であり、
前記第2流体加圧手段で、第2流体注入路を経て、第2流体入口へ送られた含水溶媒(第2流体)の流速が、2〜50ml/分の範囲にあることを特徴とするチタン酸バリウムの製造方法。 A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel;
A micromixing chip having
First fluid pressurizing means connected to a first fluid inlet of the micromixing chip via a first fluid injection path;
Second fluid pressurizing means connected to the second fluid inlet of the micromixing chip via a second fluid injection path;
A fluid discharge path connected to the confluence channel;
A reaction vessel installed on the outlet side of the fluid discharge path;
A method for producing barium titanate using a microreaction apparatus comprising:
The first fluid pressurizing means injects a first fluid made of a mixture of barium alkoxide and titanium alkoxide into the first fluid inlet through the first fluid injection path of the micromixing chip, and a plurality of first fluid inflow channels. Allowing the first fluid to flow into,
Injecting a second fluid made of a hydrous solvent into the second fluid inlet through the second fluid injection path of the micromixing chip by the second fluid pressurizing means;
Before the first fluid and the second fluid are merged in a fluid collecting path to form a laminar flow of the first fluid and the second fluid, and before the amorphous gel is generated by hydrolysis of the alkoxide, Discharging the merged fluid of the first fluid and the second fluid from the merged channel to the fluid discharge channel via the induction channel;
Hydrolyzing barium alkoxide and titanium alkoxide contained in the mixed solution discharged through the fluid discharge path outside the micromixing chip with water contained in the hydrous solvent,
The flow rate of the mixture (first fluid) of barium alkoxide and titanium alkoxide sent to the first fluid inlet through the first fluid injection path by the first fluid pressurizing means is in the range of 2 to 50 ml / min. ,
The flow rate of the water-containing solvent (second fluid) sent to the second fluid inlet through the second fluid injection path by the second fluid pressurizing means is in the range of 2 to 50 ml / min. A method for producing barium titanate.
前記第1流体注入路の断面積が1.0〜9.0mm A cross-sectional area of the first fluid injection path is 1.0 to 9.0 mm. 22 の範囲で、In the range
前記第2流体注入路の断面積が1.0〜9.0mm A cross-sectional area of the second fluid injection path is 1.0 to 9.0 mm. 22 の範囲で、In the range
前記流体集合路の第1流体流入流路側端部から誘導流路までの最短距離が10〜20mmの範囲にあり、 The shortest distance from the first fluid inflow channel side end of the fluid collecting channel to the guide channel is in the range of 10 to 20 mm,
誘導流路の断面積が1.0〜9.0mm The cross-sectional area of the guide channel is 1.0 to 9.0 mm 22 の範囲、その全長が5〜50mmの範囲で、In the range of 5 to 50 mm in total length,
合流流路の断面積が1.0〜9.0mm The cross-sectional area of the confluence channel is 1.0 to 9.0 mm 22 の範囲、Range,
にあることを特徴とする請求項2に記載のチタン酸バリウムの製造方法。 The method for producing barium titanate according to claim 2, wherein:
前記第2流体注入路における、第2流体注入路導入部の断面積が1.0〜9.0mm A cross-sectional area of the second fluid injection path introduction portion in the second fluid injection path is 1.0 to 9.0 mm. 22 の範囲で、第2流体注入路連通部の断面積が1.0〜9.0mmIn the range, the cross-sectional area of the second fluid injection path communicating portion is 1.0 to 9.0 mm 22 の範囲で、その全長が10〜30mmの範囲、In the range of 10 to 30 mm in total length,
にあることを特徴とする請求項6に記載のチタン酸バリウムの製造方法。 The method for producing barium titanate according to claim 6.
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路と、
を有するマイクロミキシングチップと、
前記マイクロミキシングチップの第1流体入口に第1流体注入路を介して接続された第1流体加圧手段と、
前記マイクロミキシングチップの第2流体入口に第2流体注入路を介して接続された第2流体加圧手段と、
前記合流流路に接続された流体排出路と、
前記流体排出路の出口側に設置された反応容器と、
から構成されている微量反応用装置を用いたチタン酸バリウムカルシウムの製造方法であって、
前記第1流体加圧手段により、マイクロミキシングチップの第1流体注入路を経て第1流体入口へバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドの混合物からなる第1流体を注入して、複数の第1流体流入流路内へ第1流体を流入させる工程と、
前記第2流体加圧手段で、マイクロミキシングチップの第2流体注入路を経て、第2流体入口へ含水溶媒からなる第2流体を注入する工程と、
前記第1流体と第2流体とを流体集合路内で合流させて、第1流体と第2流体との層流を形成させ、この層流状態を維持したまま、この第1流体と第2流体との合流流体を、誘導流路を経て、合流流路より流体排出路へ排出する工程と、
前記流体排出路を介して排出された混合液に含まれるバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドを、含水溶媒に含まれる水によりマイクロミキシングチップ外で加水分解させる工程と、
を有することを特徴とするチタン酸バリウムカルシウムの製造方法。 A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel;
A micromixing chip having
First fluid pressurizing means connected to a first fluid inlet of the micromixing chip via a first fluid injection path;
Second fluid pressurizing means connected to the second fluid inlet of the micromixing chip via a second fluid injection path;
A fluid discharge path connected to the confluence channel;
A reaction vessel installed on the outlet side of the fluid discharge path;
A method for producing barium calcium titanate using a microreaction apparatus comprising:
The first fluid pressurizing means injects a first fluid made of a mixture of barium alkoxide, titanium alkoxide, and calcium alkoxide through the first fluid injection path of the micromixing chip into the first fluid inlet, and a plurality of first fluids Flowing the first fluid into the inflow channel;
Injecting a second fluid made of a hydrous solvent into the second fluid inlet through the second fluid injection path of the micromixing chip by the second fluid pressurizing means;
The first fluid and the second fluid are merged in the fluid collecting path to form a laminar flow of the first fluid and the second fluid, and the first fluid and the second fluid are maintained while maintaining the laminar flow state. Discharging the merged fluid with the fluid from the merged channel to the fluid discharge channel via the induction channel;
Hydrolyzing barium alkoxide, titanium alkoxide, and calcium alkoxide contained in the mixed solution discharged through the fluid discharge path outside the micromixing chip with water contained in the hydrous solvent;
A process for producing barium calcium titanate, comprising:
外部から第2流体を注入するための第2流体注入路とを有し、
前記第1流体注入路と連通し、第1流体を流入するための複数の第1流体入口と、
前記複数の第1流体入口に連通されるとともに略平行に併設された複数の第1流体流入流路と、
前記複数の第1流体流入流路の各流路と流路の間に形成された複数の隔壁部と、
前記複数の第1流体流入流路の出口側に連通され、前記複数の第1流体流入流路を一つの流路とする流体集合路と、
前記第2流体注入路と連通し、前記流体集合路の前記第1流体流入流路の出口側端部に形成され、第2流体を流入するための複数の第2流体入口と、
前記流体集合路における前記第1流体流入流路の出口側端部とは逆側の端部に形成され、第1流体と第2流体の合流流体を流出する誘導流路と、
前記誘導流路に接続する合流流路と、
を有するマイクロミキシングチップと、
前記マイクロミキシングチップの第1流体入口に第1流体注入路を介して接続された第1流体加圧手段と、
前記マイクロミキシングチップの第2流体入口に第2流体注入路を介して接続された第2流体加圧手段と、
前記合流流路に接続された流体排出路と、
前記流体排出路の出口側に設置された反応容器と、
から構成されている微量反応用装置を用いたチタン酸バリウムカルシウムの製造方法であって、
前記第1流体加圧手段により、マイクロミキシングチップの第1流体注入路を経て第1流体入口へバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドの混合物からなる第1流体を注入して、複数の第1流体流入流路内へ第1流体を流入させる工程と、
前記第2流体加圧手段で、マイクロミキシングチップの第2流体注入路を経て、第2流体入口へ含水溶媒からなる第2流体を注入する工程と、
前記第1流体と第2流体とを流体集合路内で合流させて、第1流体と第2流体との層流を形成させ、前記アルコキシドの加水分解により非晶質ゲルが生成する前に、この第1流体と第2流体との合流流体を、誘導流路を経て、合流流路より流体排出路へ排出する工程と、
前記流体排出路を介して排出された混合液に含まれるバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドを、含水溶媒に含まれる水によりマイクロミキシングチップ外で加水分解させる工程とを有し、
前記第1流体加圧手段で、第1流体注入路を経て、第1流体入口へ送られたバリウムアルコキシド、チタニウムアルコキシドおよびカルシウムアルコキシドの混合物(第1流体)の流速が、2〜50ml/分の範囲であり、
前記第2流体加圧手段で、第2流体注入路を経て、第2流体入口へ送られた含水溶媒(第2流体)の流速が、2〜50ml/分の範囲にあることを特徴とするチタン酸バリウムカルシウムの製造方法。 A first fluid injection path for injecting a first fluid from the outside;
A second fluid injection path for injecting a second fluid from the outside,
A plurality of first fluid inlets in communication with the first fluid injection path for inflowing a first fluid;
A plurality of first fluid inflow passages that are in communication with the plurality of first fluid inlets and are arranged substantially in parallel;
A plurality of partition walls formed between each of the plurality of first fluid inflow channels; and
A fluid collecting path that communicates with an outlet side of the plurality of first fluid inflow channels, and uses the plurality of first fluid inflow channels as one channel;
A plurality of second fluid inlets for communicating with the second fluid injection path, formed at an outlet side end portion of the first fluid inflow channel of the fluid collecting path, and for inflowing a second fluid;
An induction channel that is formed at an end opposite to the outlet side end of the first fluid inflow channel in the fluid collecting path, and that flows out the combined fluid of the first fluid and the second fluid;
A confluence channel connected to the guide channel;
A micromixing chip having
First fluid pressurizing means connected to a first fluid inlet of the micromixing chip via a first fluid injection path;
Second fluid pressurizing means connected to the second fluid inlet of the micromixing chip via a second fluid injection path;
A fluid discharge path connected to the confluence channel;
A reaction vessel installed on the outlet side of the fluid discharge path;
A method for producing barium calcium titanate using a microreaction apparatus comprising:
The first fluid pressurizing means injects a first fluid made of a mixture of barium alkoxide, titanium alkoxide, and calcium alkoxide through the first fluid injection path of the micromixing chip into the first fluid inlet, and a plurality of first fluids Flowing the first fluid into the inflow channel;
Injecting a second fluid made of a hydrous solvent into the second fluid inlet through the second fluid injection path of the micromixing chip by the second fluid pressurizing means;
Before the first fluid and the second fluid are merged in a fluid collecting path to form a laminar flow of the first fluid and the second fluid, and before the amorphous gel is generated by hydrolysis of the alkoxide, Discharging the merged fluid of the first fluid and the second fluid from the merged channel to the fluid discharge channel via the induction channel;
Hydrolyzing barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide contained in the mixed solution discharged through the fluid discharge path outside the micromixing chip with water contained in the water-containing solvent,
The flow rate of the mixture (first fluid) of barium alkoxide, titanium alkoxide and calcium alkoxide sent to the first fluid inlet through the first fluid injection path by the first fluid pressurizing means is 2 to 50 ml / min. Range,
The flow rate of the water-containing solvent (second fluid) sent to the second fluid inlet through the second fluid injection path by the second fluid pressurizing means is in the range of 2 to 50 ml / min. A method for producing barium calcium titanate.
前記第1流体注入路の断面積が1.0〜9.0mm A cross-sectional area of the first fluid injection path is 1.0 to 9.0 mm. 22 の範囲で、In the range
前記第2流体注入路の断面積が1.0〜9.0mm A cross-sectional area of the second fluid injection path is 1.0 to 9.0 mm. 22 の範囲で、In the range
前記流体集合路の第1流体流入流路側端部から誘導流路までの最短距離が10〜20mmの範囲にあり、 The shortest distance from the first fluid inflow channel side end of the fluid collecting channel to the guide channel is in the range of 10 to 20 mm,
誘導流路の断面積が1.0〜9.0mm The cross-sectional area of the guide channel is 1.0 to 9.0 mm 22 の範囲、その全長が5〜50mmの範囲で、In the range of 5 to 50 mm in total length,
合流流路の断面積が1.0〜9.0mm The cross-sectional area of the confluence channel is 1.0 to 9.0 mm 22 の範囲、Range,
にあることを特徴とする請求項9に記載のチタン酸バリウムカルシウムの製造方法。 The method for producing barium calcium titanate according to claim 9.
前記第2流体注入路における、第2流体注入路導入部の断面積が1.0〜9.0mm A cross-sectional area of the second fluid injection path introduction portion in the second fluid injection path is 1.0 to 9.0 mm. 22 の範囲で、第2流体注入路連通部の断面積が1.0〜9.0mmIn the range, the cross-sectional area of the second fluid injection path communicating portion is 1.0 to 9.0 mm 22 の範囲で、その全長が10〜30mmの範囲、In the range of 10 to 30 mm in total length,
にあることを特徴とする請求項13に記載のチタン酸バリウムカルシウムの製造方法。 The method for producing barium calcium titanate according to claim 13.
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