特許 5907456 混合撹拌装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5907456

(24)【登録日】2016年4月1日

(45)【発行日】2016年4月26日

(54)【発明の名称】混合撹拌装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 5/00 20060101AFI20160412BHJP

   B01F 3/08 20060101ALI20160412BHJP

   B01F 15/02 20060101ALI20160412BHJP

   B01J 20/30 20060101ALI20160412BHJP

   G21F 9/06 20060101ALI20160412BHJP

【ＦＩ】

   B01F5/00 A

   B01F3/08 Z

   B01F15/02 A

   B01F15/02 C

   B01J20/30

   G21F9/06 501Z

【請求項の数】8

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2012-74337(P2012-74337)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-202509(P2013-202509A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】501083643

【氏名又は名称】学校法人慈恵大学

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】並木 禎尚

【審査官】 河内 誠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−００７６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１８５０４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／０５５５８１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ １／００−５／２６，１５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を効率的にミキシングする反応場と、
前記反応場に接続され、前記流体を収容可能であり、少なくとも陰圧と常圧を制御可能である少なくとも２つの収容容器と、を具備し、
前記収容容器の圧力を制御することにより、前記反応場と前記収容容器の間、又は／及び前記反応場を介して接続された前記収容容器の間を移動させて混合撹拌する混合撹拌装置。

【請求項2】

前記収容容器は、容積を変える、チャージポンプを接続する、若しくは陰圧タンクに接続することにより圧力を制御する請求項１記載の混合撹拌装置。

【請求項3】

前記反応場は、マイクロ流路、混合針、硬質チューブ、混合ミキサーの少なくともいずれかである請求項１又は２に記載の混合撹拌装置。

【請求項4】

前記収容容器は、
シリンジと、
当該シリンジ内部において摺動可能なプランジャと、
前記プランジャを吸引位置に移動させる場合には当該プランジャを当該移動方向に付勢し、前記プランジャを最大排出位置に移動させる場合には当該プランジャには付勢しないプランジャサポートを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の混合撹拌装置。

【請求項5】

前記反応場を介して接続された前記収容容器は、流体が入った収容容器の容積を維持した状態において、流体が入っていない収容容器を陰圧にし、
次いで前記流体が入った収容容器の容積を可変状態にし、前記反応場を介して、前記流体が入った収容容器から、前記流体が入っていない収容容器に流体を移動させる機構を具備している請求項１〜４のいずれか1項に記載の混合撹拌装置。

【請求項6】

前記プランジャは、プランジャ本体部と、プランジャ本体部の後端部に設けられた幅広のフランジを有し、
前記プランジャサポートは、当該プランジャ本体部の幅よりも広く、前記フランジよりも狭い切り欠き部を有し、
前記プランジャは、そのプランジャ本体部が前記プランジャサポートの切り欠き部に嵌合され、
前記プランジャを最大吸引位置に移動させる場合に前記プランジャサポートは当該プランジャのフランジと接触して当該移動方向に付勢し、
前記プランジャを最大排出位置に移動させる場合に前記プランジャサポートは前記プランジャのフランジとは離間して当該プランジャを最大排出位置にあるときに前記プランジャのフランジが位置する位置の近傍まで移動する請求項４に記載の混合撹拌装置。

【請求項7】

前記反応場における混合によって、放射性物質類を液体中で捕捉する除染用磁性複合粒子を生成する請求項１〜６いずれか１項に記載の混合撹拌装置。

【請求項8】

前記除染用磁性複合粒子は、
コア部に磁性ナノ粒子、
表層に前記液体中の前記放射性物質類を捕捉する捕捉性化合物、
及び、前記磁性ナノ粒子を直接被覆し、前記磁性ナノ粒子と前記捕捉性化合物の間に実質的に形成されている被覆層を有するものであり、
前記磁性ナノ粒子が分散した分散液と、前記捕捉性化合物が分散した分散液とを混合撹拌することにより製造される請求項７に記載の混合撹拌装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合粒子の製造に好適な混合撹拌装置に関する。

【背景技術】

【0002】

太平洋三陸沖を震源とする東北地方太平洋沖地震によって発生した福島第一原子力発電所の事故は、高濃度の放射能汚染水が復旧作業の大きな障壁となっている。福島原子力発電所の放射能汚染水中に含まれる放射性セシウム１３７の半減期は３０.１年、放射性ストロンチウム９０の半減期は２８．９年であり、福島原子力発電所の事故によって生じた放射能汚染水は大量に存在することから、極めて深刻な事態となっている。例えば、放射性セシウムは、食物連鎖により魚、動物の筋組織などへの取り込みにより、肝臓癌、腎臓癌、膀胱癌の確率を高めることが報告されている。

【0003】

このような状況下、放射性セシウムの解毒剤として利用されるフェロシアン化鉄（プルシアンブルー（非特許文献１））を含む顔料を放射能汚染水に投入し、遠心力で分離した後に、放射性セシウムとともにフィルターで濾しとるシステムが提案された（非特許文献２）。また、放射能汚染水に天然のゼオライトなど数種類の鉱物や化学物質を投入することによって、放射性物質を回収する方法が提案された（非特許文献３）。また、非特許文献４において、マグネタイトとヘキサシアノ鉄(II)酸塩の複合体を放射性物質除去に用いる方法が提案されている。また、非特許文献５において、放射性廃液の汚染除去の分離方法として、末端にカルボキシル基を有するカリックスアレーン‐クラウン‐６誘導体とナノサイズの磁気フェリチン分子との複合体を用いる方法が提案されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】"製品案内 顔料"、［online］、大日精化工業株式会社、［平成23年10月11日検索］、インターネット（http://www.daicolor.co.jp/products_i/pro_i_pig/miloriblueqa.html）

【非特許文献2】"放射性物質：顔料使ってセシウム汚染水浄化 東工大が開発"、［online］、毎日新聞 2011年4月15日、［平成23年4月22日検索］、インターネット（http://mainichi.jp/select/weathernews/news/20110415k0000e040015000c.html）

【非特許文献3】"放射性物質捕まえる粉開発 汚染水を浄化も 金沢大教授らが開発"、［online］、産経ニュース 2011年4月19日、［平成23年4月22日検索］、インターネット（http://sankei.jp.msn.com/science/news/110419/scn11041909150001-n1.htm）

【非特許文献4】R.D. Ambashta, et al., Journal of Magnetic Materials, 2003, 267, 335-340

【非特許文献5】Urban I, et al., Chem. Commun., 2010, 46, 4583-4585

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明者は、先に、放射性物質類を高効率で除染可能であって、環境耐性が高く大量処理にも好適な除染用磁性複合粒子、及びその製造方法を提案した（特許第４９３２０５４号明細書、特許出願２０１２−０４４９９５）。この除染用磁性複合粒子によれば、放射性物質類を捕獲した後に、これを磁力集積手段によって回収するので、高効率に放射性物質類を回収することができる。その上、除染用磁性複合粒子は、磁性ナノ粒子と捕捉性化合物の間に被覆層を設けているので、大量処理にも好適である。

【0006】

上記除染用磁性複合粒子の製造は、液体同士を混合撹拌して合成する工程を含む。このような合成装置としては、従来より様々な方法が提案されているが、液体同士を高効率にミキシング可能であり、かつ、小ロットから大量合成への変更が容易な方法があれば、除染用磁性複合粒子の高効率合成を実現できる。

【0007】

なお、除染用磁性複合粒子の高効率合成に関する課題について述べたが、除染用磁性複合粒子に限定されず、混合撹拌工程を含む合成全般においても同様の課題が生じ得る。また、合成に限定されず、液体を高効率にミキシングしたい用途においても同様の課題が生じ得る。さらに、液体を含む流体全般に対して同様の課題が生じ得る。

【0008】

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、高効率に流体をミキシング可能であり、さらに小ロットから大量合成への変更が容易な混合撹拌装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る混合撹拌装置は、流体を効率的にミキシングする反応場と、前記反応場に接続され、前記流体を収容可能であり、少なくとも陰圧と常圧を制御可能である少なくとも２つの収容容器と、を具備し、前記収容容器の圧力を制御することにより、前記反応場と前記収容容器の間、又は／及び前記反応場を介して接続された前記収容容器の間を移動させて混合撹拌するものである。

【0010】

本発明に係る混合撹拌装置によれば、少なくとも陰圧と常圧を制御することにより反応場を強制的に通過させるので、流体同士を高効率でミキシングすることができる。また、各容器間を完全に移動させることによって、液体をよどみなく混合撹拌できる。また、反応場を介して接続する収容容器を取り換えることにより、若しくは接続する収容容器数を増やすことにより、小ロットから大量合成への変更が容易である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、高効率に流体をミキシング可能であり、さらに小ロットから大量合成への変更が容易な混合撹拌装置を提供することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係る混合撹拌装置の模式的説明図。

【図2】第２実施形態に係る混合撹拌装置の模式的側面図。

【図3A】第２実施形態に係る混合撹拌装置の模式的側面図。

【図3B】第２実施形態に係る混合撹拌装置の模式的側面図。

【図3C】第２実施形態に係る混合撹拌装置の模式的側面図。

【図3D】第２実施形態に係る混合撹拌装置の模式的側面図。

【図3E】第２実施形態に係る混合撹拌装置の模式的側面図。

【図3F】第２実施形態に係る混合撹拌装置の模式的側面図。

【図3G】第２実施形態に係る混合撹拌装置の模式的側面図。

【図4A】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図4B】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための上面図。

【図5A】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図5B】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための上面図。

【図6A】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図6B】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための上面図。

【図7A】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図7B】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図7C】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための上面図。

【図8A】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための部品の側面図。

【図8B】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための部品の側面図。

【図8C】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図8D】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための上面図。

【図9A】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図9B】第２実施形態に係る容積可変体を説明するための模式的説明図。

【図9C】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための上面図。

【図10A】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図10B】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための上面図。

【図11A】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための側面図。

【図11B】第２実施形態に係る電動ステージを説明するための上面図。

【図12A】第３実施形態に係る混合撹拌装置を説明するための模式的説明図。

【図12B】第３実施形態に係る混合撹拌装置を説明するための模式的説明図。

【図12C】第３実施形態に係る混合撹拌装置を説明するための模式的説明図。

【図12D】第３実施形態に係る混合撹拌装置を説明するための模式的説明図。

【図12E】第３実施形態に係る混合撹拌装置を説明するための模式的説明図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に含まれることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは必ずしも一致しない。また、以降の実施形態及び実施例において、同一の要素部材には同一符号を付し、適宜その説明を省略する。また、下記の実施形態は、互いに好適に組み合わせられる。

【0014】

［第１実施形態］
図１を用いて、第１実施形態に係る混合撹拌装置の構成について説明する。図に示されるように、混合撹拌装置１００は、第１収容容器１と、第２収容容器２と、反応場３と、制御装置４とを備えている。混合撹拌装置１００は、複数の若しくは単一の流体を効率よくミキシングする装置である。ここで、「流体」とは、液体等の流動性のある媒体をいう。

【0015】

第１収容容器１は、流体を収容する容量を有する。また、第１収容容器１は、その容量を変える、チャージポンプを接続する、陰圧タンクに接続する、若しくは陽圧タンクに接続する等の手段によって、流体を収容する内部領域の圧力を変化させる圧力制御機構を有している。例えば、陽圧と常圧、陽圧と陰圧、常圧と陰圧等を切り替えることにより、流体を収容する内部領域の圧力を変化させる制御機構を有している。圧力制御機構は、陽圧の程度の差を利用するものでも、陰圧の程度の差を利用するものでもよい。

【0016】

第２収容容器２は、流体を収容する容量を有する。また、第２収容容器２は、その容量を変える、チャージポンプを接続する、陰圧タンクに接続する、若しくは陽圧タンクに接続する等の手段によって、混合流体を収容する内部領域の圧力を変化させ圧力制御機構を有している。例えば、陽圧と常圧、陽圧と陰圧、常圧と陰圧等を切り替えることにより、流体を収容する内部領域の圧力を変化させる制御機構を有している。圧力制御機構は、陽圧の程度の差を利用するものでも、陰圧の程度の差を利用するものでもよい。第１収容容器１及び第２収容容器２には、流体を注入するための手段（例えば、電磁弁、三方活栓）によって外部から流体を注入可能なようになっている。

【0017】

第１収容容器１と第２収容容器２のそれぞれは、例えば、円筒体のシリンジと、当該シリンジ内において摺動可能に収納されるプランジャより構成される注射器型の容器と、当該プランジャを移動させる駆動機構により構成される。なお、第１収容容器１と第２収容容器２とは、同じ構成を有するものであってもよく、異なる構成を有するものであってもよい。また、第１収容容器１と第２収容容器２の圧力制御手段は異なるものであってもよい。

【0018】

反応場３は、第１収容容器１、第２収容容器２の間に配設され、これらに接続されている。換言すると、第１収容容器１と第２収容容器２は、反応場３を介して連通している。反応場３は、混合流体のミキシングの促進や、合成反応の加速化を提供する場である。反応場３は、例えば、マイクロリアクターやマイクロミキサー等を含むマイクロ流路、混合針、及び細い硬質チューブ、混合ミキサー等が挙げられる。反応場３においても、圧力制御機構を有していてもよい。

【0019】

制御装置４は、第１収容容器１と第２収容容器２のそれぞれにおける内部圧力を制御する装置である。より具体的には、制御装置４は、第１収容容器１と第２収容容器２の圧力を制御する制御機構を有している。第１収容容器１と第２収容容器２の圧力の状態を交互に制御したり、反応場３と第１収容容器１、又は反応場３と第２収容容器２の圧力の状態を交互に制御したり、若しくは第１収容容器１、第２収容容器２、反応場３の圧力の状態を制御したりできる。制御装置４は、例えば、コントローラ等のコンピュータにより構成される。

【0020】

続いて、第１実施形態に係る混合撹拌装置の動作の一例について説明する。
まず、第１収容容器１中に第１流体を収容する。第１収容容器１に第１流体を注入する方法は、特に限定されないが、例えば、第１収容容器１と反応場３の間に三方活栓（不図示）を配置し、三方活栓と第１収容容器１間を開通することにより、三方活栓を介して第１収容容器１に流体を注入することができる。

【0021】

次に、制御装置４は、第２収容容器２を減圧して陰圧にするように、第２収容容器２を制御する。すると、第１収容容器１中の第１流体は、反応場３を介して第２収容容器に吸引力によって移動する。このとき、第２収容容器２の内部は、陰圧状態からほぼ常圧状態に遷移している。この方法により、第１収容容器１に注入した第１流体の全量を第２収容容器２に確実に移動させることができる。

【0022】

次いで、第２収容容器に第２流体を注入する。第２収容容器２に第２流体を注入する方法は特に限定されないが、例えば、三方活栓（不図示）により外部と第２収容容器２間を開通することにより、三方活栓を介して第２収容容器に第２流体を注入することができる。この工程により、第１流体と第２流体が第２収容容器２内において混合される（混合された流体を以下「混合流体」と称する）。

【0023】

次に、制御装置４は、第１収容容器１を減圧して陰圧になるように、第１収容容器１を制御する。すると、第２収容容器２中の混合流体は、反応場３に吸引されて移動する。反応場３に吸引された混合流体は、反応場３において効率的にミキシングされる。また、第１流体と第２流体の混合により反応を進行させる場合には、反応が促進される。混合流体は、第１収容容器１に少しずつ吸引され、やがて全量が第１収容容器１に収容される。このとき、第１収容容器１の内部は、陰圧状態からほぼ常圧状態に遷移している。この工程により、第２収容容器２に注入した第１流体、及び第２流体の全量を確実に移動させることができる。

【0024】

このような制御を繰り返すと、混合流体は、第１収容容器１と第２収容容器２間で移動する。その結果、反応場３を複数回に亘って通過することになり、その度に高効率に第１流体と第２流体とをミキシングさせることができる。第１流体中の物質と第２流体中の物質を合成する場合には、合成反応を加速化させることができる。

【0025】

混合撹拌装置１００は、専ら単一の流体の混合撹拌のために利用してもよいし、単一の流体に、合成するための原料を投入して反応場を強制的に移動させることにより合成を促進させる目的で利用してもよい。また、複数の流体を専ら混合撹拌するために利用してもよい。さらに、合成するための原料を複数の流体に分けて混合し、反応を促進する目的で利用してもよい。また、上記例においては、第１収容容器と第２収容容器のみを用いる例を説明したが、複数の収容容器を用いて３以上の流体を混合撹拌してもよい。また、上記例においては、第１流体と第２流体をそれぞれ１回で注入する例を述べたが、複数回に分けて任意の順番に注入してもよい。

【0026】

また、上記例においては、反応場３を介して第１収容容器１と第２収容容器２間を交互に流体を移動させて混合撹拌する例を挙げたが、反応場３と第１収容容器１間を交互に移動させたり、反応場３と第２収容容器２間を移動させたりする態様としてもよい。また、反応場３を複数設ける構成としてもよい。さらに、混合流体を複数に分けて、第１収容容器１と反応場３間、第２収容容器２と反応場３間とで少量ずつ混合撹拌した後に全ての流体を混合するようにしてもよい。

【0027】

第１実施形態によれば、圧力変化を利用することにより反応場３を強制的に通過させることができるので、流体同士を高効率でミキシングすることができる。また、陽圧を用いずに常圧・陰圧を利用する場合には、仮に第１収容容器１と第２収容容器２間の配管に破損や脱落が生じたとしても、そこから外部空気が吸い込まれるだけであり、陽圧を利用する方式と比較して混合流体が配管の外側に流出しにくい。従って、安全性が高いというメリットがある。

【0028】

さらに、陰圧を利用する場合、流体中に溶存している気体の脱泡を促進することができる。これにより、特に、流体内の粒子が酸化するのを防止でき、粒子同士の接触効率を高める効果がある。さらに、陰圧を利用する方式によれば、陽圧を利用する場合に比して、各部材の機械的強度が低くてもよく、例えば、洗浄工程等を省略し、異物の混入を防ぐのに有効なディスポーザブル用のシリンジ等を利用しやすいというメリットもある。同様の理由から、汎用的なシリンジ等を用いることが可能なので、小ロット生産から大量生産まで設計変更しやすいというメリットがある。例えば、スケールが比較的小さい用途においては、プラスチック性の細胞培養の目的等で使用される安価なディスポーザブルのマイクロ流路を用いることができる。

【0029】

また、制御装置４によって、第１収容容器１と第２収容容器２とを管理できるので、無人操作や連続処理も可能であるというメリットがある。また、圧力変化により流体の全量を淀みなく移動させることができるので、第１収容容器１、第２収容容器２に注入できる限りにおいて、任意のスケールで好適に流体を混合撹拌できるという優れた点がある。

【0030】

なお、上記においては、第１収容容器１と第２収容容器２の２つの容器を用いて制御を行う方法を説明したが、３つ以上の収容容器を用いて混合撹拌を行うこともできる。即ち、それぞれの容器において、反応場３を介して切り替えにより移動可能にすることができる。また、全ての収容容器間において反応場３を介することは必須ではなく、反応場３を介さないで容器間を移動する構成が含まれていてもよい。また、第１収容容器１、第２収容容器２、反応場３の少なくともいずれかに、加熱手段、冷却手段、超音波照射手段、衝撃波照射手段、振動手段、交流磁場照射手段、低周波・高周波照射手段、電気分解手段、イオン発生手段、マイクロ波照射手段、ラジオ波照射手段、放射能照射手段、可視光線照射手段、赤外線・近赤外線照射手段、紫外線照射手段等を具備していてもよい。また、陰圧、又は常圧に代えて、陽圧により圧力制御を行ってもよい。

【0031】

［第２実施形態］
図２を用いて、第２実施形態に係る混合撹拌装置の構成について説明する。混合撹拌装置１００は、第１収容容器１０１と、第２収容容器１０２と、反応場であるマイクロ流路１０３と、図示しない制御装置を主な構成として備えている。

【0032】

第１収容容器１０１は、注射器型の容積可変体１０を電動ステージ１１に固定して構成されている。容積可変体１０は、円筒状のシリンジ１５と、シリンジ１５の円筒内部において摺動可能に嵌入されるプランジャ１６を有する。容積可変体１０において、シリンジ１５の円筒内壁と、プランジャ１６の先端面において区画される空間の容積は、プランジャ１６をシリンジ１５に対して移動させることにより変化させることができる。

【0033】

シリンジ１５は、電動ステージ１１の非可動面にシリンジサポート１２、１３を介して固定されている。プランジャ１６は、電動ステージ１１によりプランジャ１６の摺動方向に移動可能なプランジャサポート１４により支えられている。プランジャサポート１４の構成については後に詳述するが、プランジャ１６の後端部よりも幅狭であり、かつプランジャ１６の本体部の外径よりも幅広の切り欠き部を有する。プランジャサポート１４は、この切り欠き部において、プランジャ１６の本体部を摺動可能に保持している。従って、プランジャサポート１４がシリンジ１５から離れる方向に移動すると、プランジャ１６の後端部と接触して、同方向にプランジャ１６を移動せしめる。他方、プランジャサポート１４がシリンジ１５に近づく方向に移動するときは、プランジャ１６はシリンジ１５の方向に力が働いていない状態において移動せず、そのままの位置を維持する。

【0034】

電動ステージ１１は、制御装置（不図示）により制御される。電動ステージ１１は、制御装置から出力される制御信号に応じて、プランジャサポート１４の位置を移動させ、所定の位置に停止させることができる。

【0035】

第２収容容器１０２は、第１収容容器１０１と同じ構成を有し、注射器型の容積可変体２０を電動ステージ２１に固定して構成されている。容積可変体２０は、円筒状のシリンジ２５と、シリンジ２５の円筒内部において摺動可能に嵌入されるプランジャ２６を有する。シリンジ２５は、電動ステージ２１の非可動面にシリンジサポート２２、２３を介して固定されている。プランジャ２６は、電動ステージ２１によりプランジャ２６の摺動方向に移動可能なプランジャサポート２４により支えられている。

【0036】

マイクロ流路１０３は、流体のミキシングを促進させる役割を担う。流体同士の接触により合成反応を行う場合には、反応を進行させる反応場として機能する。マイクロ流路１０３は、例えば、ガラス、セラミックス等の基板に、幅１μｍ〜１０，０００μｍのマイクロチャネル（微細流路）を形成した小型化学反応器、ガラスや石英などのセラミックス、銅やステンレス、ハステロイなどの金属、又はテフロン（登録商標）やポリイミドなどのプラスチックのキャピラリ（内径１μｍ〜１０，０００μｍ）を用いて形成した小型化学反応器等である。その反応器に流体を流して、その流体に化学反応等を生じさせる。例えば、２つの流体を流し、マイクロミキサー内で初めて接触させれば、短時間に均一な混合がなされて化学反応を生じさせることができる。流体は目的に応じて連続流体でもよいし、２種以上の流体が互いにセグメント化した流体でもよい。

【0037】

マイクロ流路１０３は、第１収容容器１０１と第２収容容器１０２のそれぞれと、流体が出入り可能に配管等を介して接続されている。第１収容容器１０１とマイクロ流路１０３とを接続する配管には、三方活栓１０４が設けられている。三方活栓１０４は、３方向に流体の出入口を有し、所望の２つの出入口だけを開通できる手動弁である。三方活栓１０４において、第１の出入口は第１収容容器１０１に接続され、第２の出入口はマイクロ流路１０３に接続されている。また、三方活栓１０４の第３の出入口は、流体を流入する流入口として使用される。三方活栓１０４の開通方向の切り換えは、制御装置による制御可能な駆動機構により実行してもよく、手動により実行してもよい。

【0038】

続いて、第２実施形態に係る混合撹拌装置の動作の一例について説明する。なお、下記の説明において、プランジャサポート１４、２４の移動は、図示しない制御装置による制御によって電動ステージが駆動することによって実現している。

【0039】

図３Ａに示されるように、三方活栓１０４を第１収容容器１０１と流入口を開通させた状態において、プランジャサポート１４を後方に移動させて、第１収容容器１０１のプランジャ１６を後方に最大吸引位置まで移動させる。これにより、第１流体５１は第１収容容器１０１に収容される。その後、三方活栓１０４を切り替えて第１収容容器１０１とマイクロ流路１０３を開通させた状態にする。他方、第２収容容器１０２のプランジャサポート２４は、最大排出位置にある。即ち、プランジャ２６の先端面はシリンジ２５の最深面に接触しており、第２収容容器１０２の容積可変体２０の内部に流体を収容する空間がない状態となっている。

【0040】

次に、図３Ｂに示されるように、第２収容容器１０２のプランジャサポート２４を後方に最大吸引位置まで急速移動させる。プランジャサポート２４を最大吸引位置方向に移動させるに従って、容積可変体２０内部の圧力は低下していき、最大吸引位置まで移動したときは真空に近い陰圧状態となる。他方、第１収容容器１０１のプランジャサポート１４は、最大吸引位置のままで固定されている。第１の容器１０１と第２の容器１０２とは、マイクロ流路１０３を介して接続されているが、マイクロ流路１０３内の流路径は微細であるため、流体は十分に吸引されない状態にある。

【0041】

続いて、図３Ｃに示すように、第１収容容器１０１のプランジャサポート１４を最大排出位置まで移動させる。そうすると、第１収容容器１０１に全量が収容された第１流体５１は、第２収容容器１０２の陰圧により吸引されてマイクロ流路１０３内に引き込まれ、さらには、第２収容容器１０２の容器可変体２０内に噴射され、収容される。流体５１が第２収容容器１０２に移動するに従って、第１収容容器１０１のプランジャ１６は、前方、即ち最大排出位置方向に移動していく。

【0042】

このようにして第１収容容器１０１から、マイクロ流路１０３内の狭い空間を強制的に通過した第１流体５１がミキシングされる。このとき、第１流体５１に対しては、陰圧がかかるので、脱泡反応が生じる。

【0043】

第１収容容器１０１から第２収容容器１０２に第１流体５１の移動が進むと、図３Ｄに示されるように、その全量が第２収容容器１０２に移動する。第１収容容器１０１のプランジャ１６の先端面はシリンジ１５の最深面に接触しており、第１収容容器１０１の容積可変体１０の内部に第１流体５１を収容する空間がない。

【0044】

次に、三方活栓１０４をマイクロ流路１０３と流入口を開通させて、第２流体（不図示）を陰圧によってマイクロ流路１０３を介して第２収容容器１０２に注入する。これにより、第２収容容器１０２内において第１流体５１と第２流体が混合した混合流体５０となる。

【0045】

その後、第１収容容器１０１とマイクロ流路１０３を開通させた状態にする。次いで、図３Ｅに示されるように、第１収容容器１０１のプランジャサポート１４を後方に最大吸引位置まで急速移動させる。プランジャサポート１４を最大吸引位置方向に移動させるに従って、容積可変体１０内部の圧力は低下していき、最大吸引位置まで移動したときは真空に近い陰圧状態となる。他方、第２収容容器１０２のプランジャサポート２４は、最大吸引位置のままで固定されている。第１の容器１０１と第２の容器１０２とは、マイクロ流路１０３を介して接続されているが、マイクロ流路１０３内の流路径は微細であるため、混合流体５０は十分に吸引されない状態にある。

【0046】

続いて、図３Ｆに示されるように、第２収容容器１０２のプランジャサポート２４を最大排出位置まで移動させる。そうすると、第２収容容器１０２に全量が収容された混合流体は、第１収容容器１０１の陰圧により吸引されてマイクロ流路１０３内に引き込まれ、さらには、第１収容容器１０１の容器可変体１０内に噴射され、収容される。混合流体が第１収容容器１０１に移動するに従って、第２収容容器１０２のプランジャ２６は、前方、即ち最大排出位置方向に移動していく。

【0047】

このようにして第２収容容器１０２から、マイクロ流路１０３内の狭い空間であるマイクロチャネルを強制的に通過した混合流体は、ミキシングされ、反応が飛躍的に進む。このとき、混合流体に対しては、陰圧がかかるので、脱泡反応が生じる。

【0048】

第２収容容器１０２から第１収容容器１０１への混合流体５０の移動が進むと、図３Ｇに示されるように、その全量が第１収容容器１０１に移動する。第２収容容器１０２のプランジャ２６の先端面はシリンジ２５の最深面に接触しており、第２収容容器１０２の容積可変体２０の内部に混合流体を収容する空間がない。

【0049】

さらに、混合流体５０は、必要に応じて、第１収容容器１０１と第２収容容器１０２間の混合流体の移動を所望の回数、繰り返す。このような制御を繰り返すと、混合流体５０は、第１収容容器１０１と第２収容容器１０２間で移動し、マイクロ流路１０３を複数回に亘って通過することになり、その度にミキシングが促進される。その結果、高効率に流体をミキシングできる。また、合成反応に適用している場合には、合成効率を高めることができる。

【0050】

続いて、第２実施形態に係る混合撹拌装置の製造方法について説明する。
図４Ａは電動ステージ１１の側面図、図４Ｂは電動ステージ１１の上面図である。図に示されるように、電動ステージ１１は、２枚の端面部材１１１、１１２の間を２枚のガイド部材１１３、１１４により連結固定されている。ガイド部材１１３、１１４は、それぞれ電動ステージ１１の上面から側面に直角に屈曲したＬ字型の断面構造を有する。これらの部材１１１〜１１４によって囲まれる空間内にモータ等の駆動部材やプランジャサポート１４の底面部材１４１が収容される。底面部材１４１は、例えば、矩形板状の外形状を有している。図４Ｂに示されるように、ガイド部材１１３、１１４は、一定の間隔の間隙１１５を空けて配置されている。そして、間隙１１５の間からは、ネジ穴が設けられた、底面部材１４１の中央部が露出している。

【0051】

図５Ａの側面図に示されるように、ガイド部材１１３、１１４の上面に、中間部材１４２が設けられている。中間部材１４２は、間隙１１５よりも幅広の矩形板状の外形状を有している。図５Ｂの上面図に示されるように、中間部材１４２は中央部において底面部材１４１と２つのネジにより一定間隔をあけて固定されている。底面部材１４１と中間部材１４２の間隔は、ガイド部材１１３、１１４の上面部の厚さよりも広い。このため、互いに連結された底面部材１４１と中間部材１４２は、ガイド部材１１３、１１４の長手方向に亘って端面部材１１１、１１２間で摺動可能である。

【0052】

図６Ａの側面図に示されるように、ガイド板１１６が端面部材１１１、１１２の上面にネジにより固定される。端面部材１１１、１１２は、ガイド部材１１３、１１４よりも中間部材１４２の厚さ以上の長さ分だけ高いため、中間部材１４２の移動は妨げられない。図６Ｂの上面図に示されるように、ガイド板１１６は、長手方向に亘って２本の切り欠き部１１６１、１１６２を有する。中間部材１４２の、切り欠き部１１６１、１１６２のそれぞれから露出する領域に孔１４２１、１４２２が設けられている。

【0053】

図７Ａに示されるように、プランジャ保持部材１４３が中間部材１４２の上面に垂直に固定される。プランジャ保持部材１４３は、図７Ｂに示されるように、Ｕ字上に切り欠いたプランジャ保持部１４３１と、中間部材１４２に設けられた孔１４２１、１４２２に対してそれぞれ挿入されるピン１４３２、１４３３を備えている。図７Ｃに示されるように、中間部材１４２には、孔１１６３〜１１７０が設けられている。

【0054】

図８Ａに示されるように、シリンジサポート１２１、１２２、１３１、１３２がガイド板１１６の上面に垂直に固定される。シリンジサポート１３１、１３２は、図８Ｂに示されるように、Ｕ字上に切り欠いたシリンジ保持部１３１１、１３２１と、中間部材１４２に設けられた孔１１６３、１１６５、１１６４、１１６６に対してそれぞれ挿入されるピン１３１２、１３２２、１３１３、１３２３を備えている。また、シリンジサポート１２１、１２２は、図８Ｃに示されるように、Ｕ字上に切り欠いたシリンジ保持部１２１１、１２２１と、中間部材１４２に設けられた孔１１６５、１１６７、１１６６、１１６８に対してそれぞれ挿入されるピン１２１２、１２２２、１２１３、１２２３を備えている。また、図８Ｄに示されるように、シリンジサポート１２１、１２２は、いずれもガイド１１６に取り付けた状態において、その上面に、孔１２１４、１２１５、１２２４、１２２５を有している。

【0055】

図９Ｂに示されるように、容積可変体１０は、シリンジ１５と、プランジャ１６を有する。シリンジ１５は、シリンジ本体部１５１と、シリンジ本体部１５１の後端部に設けられたフランジ１５２と、シリンジ本体部１５１の先端部に設けられたノズル部１５３を備えている。また、プランジャ１６は、プランジャ本体部１６１と、プランジャ本体部１６１の後端部に設けられた幅広のフランジ１６２を備えている。

【0056】

図１０Ａに示されるように、容積可変体１０は、電動ステージ１１に固定される。より具体的には、まず、シリンジ１５は、シリンジ本体部１５１の下側面がシリンジサポート１２１、１２２のシリンジ保持部１２１１、１２２１（図８Ｃ参照）に接し、かつ、フランジ１５２がシリンジサポート１３１とシリンジサポート１３２の間に挟持されるようにして載置される。また、図１０Ａに示されるように、プランジャ１６が最大吸引位置にあるときは、プランジャ保持部材１４３の後面と、フランジ１６２の前面とが接する。

【0057】

図１１Ａに示されるように、シリンジカバー１２３、１２４のそれぞれは、シリンジ１５を挟持するように、電動ステージ１１に強固に固定されたシリンジサポート１２１、１２２とネジ止めされる。

【0058】

第２実施形態に係る混合撹拌装置によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態係る混合撹拌装置によれば、シリンジを利用しているので、装置構成が簡便であるというメリットがある。また、ディスポーザブル用途などにも適用しやすい。さらに、汎用的なシリンジを用いることで小ロット生産から、大量生産まで設計変更しやすいというメリットがある。また、また、マイクロ流路１０３は一般的に構造上、陽圧に対する耐圧性が陰圧に対する耐圧性よりも低いことから、陰圧を用いる方式を採用することにより、マイクロ流路１０３の破損を効果的に防止することができ、より安価なマイクロ流路１０３を用いることができる。なお、上記例においては、プランジャ１６、２６を最大吸引位置と最大排出位置とを移動させる例を述べたが、注入された流体量等に応じて、適宜、吸引位置を調整することができる。また、第２実施形態においては、常圧と陰圧の間で圧力制御する例を述べたが、陽圧を適用することも可能である。

【0059】

［第３実施形態］
図１２Ａ〜図１２Ｅを用いて、第３実施形態に係る混合撹拌装置の構成について説明する。混合撹拌装置３００は、第１収容容器３０１、第２収容容器３０２、スタティックミキサー３０３、第１チャージポンプ３０４、撹拌手段３０５、マイクロミキサー３０６、第２チャージポンプ３０７、図示しない制御装置を主な構成として備えている。

【0060】

第１収容容器３０１は、撹拌手段３０５を具備し、第２収容容器３０２、混合ミキサー３０３、マイクロミキサー３０６に接続可能な構成となっている。具体的には、第１収容容器３０１内に収容された流体は、切り替え手段により、第２収容容器３０２、混合ミキサー３０３、マイクロミキサー３０６に移動可能なようになっている。マイクロミキサー３０６と第１収容容器３０１の間には、第２チャージポンプ３０７が配設されている。

【0061】

第２収容容器３０２は、注射器型の容積可変体３１０を不図示の電動ステージに固定して構成されている。容積可変体３１０は、円筒状のシリンジ３１５と、シリンジ３１５の円筒内部において摺動可能に嵌入されるプランジャ３１６を有する。容積可変体３１０において、シリンジ３１５の円筒内壁と、プランジャ３１６の先端面において区画される空間の容積は、プランジャ３１６をシリンジ３１５に対して移動させることにより変化させることができる。容積可変体３１０は、不図示のプランジャサポート、電動ステージ等を備え、第２実施形態と同様の機構によりシリンジ３１５の容積を可変に制御できるようになっている。

【0062】

混合ミキサー３０３は、流体のミキシングを促進させる役割を担う。流体同士の接触により合成反応を行う場合には、反応を進行させる反応場として機能する。混合ミキサー３０３は、例えば、ノリタケ社製のスタティックミキサーが好適な例として挙げられる。例えば、第１収容容器３０１と第２収容容器３０２とから、２つの異なる流体を混合ミキサー３０３に流し、混合ミキサー３０３内で初めて接触させれば、短時間に均一な混合がなされて化学反応を生じさせることができる。流体は目的に応じて連続流体でもよいし、２種以上の流体が互いにセグメント化した流体でもよい。

【0063】

マイクロミキサー３０６は、第１チャージポンプ３０４を介して混合ミキサー３０３と接続されている。また、第２チャージポンプ３０７を介してマイクロミキサー３０６と第１収容容器３０１が接続されている。マイクロミキサー３０６は、出口Ａ，入口Ｂ，出口Ｃを有する。

【0064】

続いて、第３実施形態に係る混合撹拌装置の動作の一例について説明する。まず、図１２Ａに示すように、第１収容容器３０１内において、捕捉性化合物の分散液を撹拌手段３０５により撹拌する。この状態で、被覆性磁性ナノ粒子の分散液を滴下し、さらに混合撹拌する。なお、捕捉性化合物の分散液とは、例えば、セシウムを捕捉可能なプルシアンブルー分散液である。また、被覆性磁性ナノ粒子の分散液は、酸化鉄ナノ粒子の分散液である。

【0065】

次いで、図１２Ｂに示すように、第１収容容器３０１の混合液体３５０を、ピストン３１５を陰圧にすることにより強制的に第２収容容器３０２に移送する。その後、図１２Ｃに示すように、第２収容容器３０２の混合流体３５０をピストン３１５の円筒内部において摺動可能に嵌入されるプランジャ３１６によって強制的に混合ミキサー３０３に移送する。

【0066】

続いて、混合ミキサー３０３の混合流体３５０を第１チューブポンプ３０４によりマイクロミキサー３０６の入口Ｂに圧入する（図１２Ｃ参照）。これにより、マイクロミキサー３０６の出口Ｃから排出された混合流体３５０が、第１収容容器３０１に溜まり始める（図１２Ｄ参照）。

【0067】

第１収容容器３０１の混合流体３５０は、第１チューブポンプ３０４を介して、マイクロミキサー３０６の入口Ａに圧入する。これにより、マイクロミキサー３０６の入口Ａ及び入口Ｂに圧入された混合流体３５０がミキシングされ、出口Ｃから排出される。これらの操作を続けると、第1収容容器３０１は満タンになり、第２収容容器３０２は空になる（図１２Ｅ参照）。この一連の操作を１回〜複数回繰り返すことにより捕捉性化合物と被覆性磁性ナノ粒子の複合粒子である除染用磁性複合粒子を得る。

【0068】

第３実施形態に係る混合撹拌装置によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。第３実施形態に係る方法によれば、捕捉性化合物の分散液を撹拌しながら、被覆性磁性ナノ粒子の分散液を滴下して混合させる方法に比してより高効率に合成できるというメリットを有する。特に、合成スケールが大きい場合において威力を発揮する。

【0069】

なお、マイクロミキサー３０６や混合ミキサー３０３、収容容器の数は、適宜増やすことが可能である。マイクロミキサー３０６等を増やすことにより、小規模生産の条件を大きく変更することなく容易に大量生産を行うことが可能となる。例えば、MCP Standard（ISMATEC社製）のポンプと、１台のポンプで２４本のチューブポンプを駆動して送液できる２４チャンネルのポンプヘッドとを組み合わることにより、１２個のマイクロミキサーを同時に使用してもよい。この場合、処理速度は１２倍になる。なお、第１収容容器３０１を第２収容容器３０２のような容積可変体とすることも可能である。また、第３実施形態においては、圧入する工程を用いる例を説明したが、陰圧、及び常圧のみによって流体を混合撹拌するようにしてもよい。

【0070】

［実施例］次に、本発明を具体的な実施例により、使用例を説明するが、本発明は、以下の使用例に限定されるものではない。

【0071】

（実施例１）
［被覆性磁性ナノ粒子］まず、７．９５ｇの塩化第一鉄（ＩＩ）・四水和物を８ｍＬの純水に溶解した。次いで、２１．６２ｇの塩化第二鉄（ＩＩＩ）・六水和物を８ｍＬの純水に溶解した。そして、これらを混合し、総量が５０ｍＬになるように純水を加えた。次いで、この水溶液を撹拌しながら、アンモニア水（２５％）を加え、酸化鉄ナノ粒子の磁性スラリーを得た。続いて、温度調節器、電気コンロなどを用いて９０℃まで加温し、アンモニアを蒸発させた。その後、室温に放置し、自然冷却した。次いで、遠心分離（９０００Ｇ）によって磁性スラリーを沈殿させ、上澄みを除去した。なお、遠心分離に代えて、ネオジム磁石（０．５テスラ）により磁性スラリーを沈殿させてもよい。その後、１００ｍＬの純水を加えて、浴槽型超音波破砕装置にて沈殿した磁性スラリーを再分散させた。そして、沈殿・再分散の操作を繰り返し行うことにより、磁性スラリーを純水で洗浄した。

【0072】

次いで、５０ｍＬ容量のチューブを用意し、上記磁性ナノ粒子（酸化鉄ナノ粒子）の磁性スラリー１．４ｇを、１／９濃度のアンモニア水（アンモニア水４ｍＬ、蒸留水３２ｍＬ）に分散させた。その後、４ｍｌのＰＤＤＡ溶液（２０％（重量％）水溶液）を加えた後、よく撹拌し浴槽型超音波破砕装置で分散させた。この混合液の転倒・混和を２時間繰り返した。そして、バケット遠心機を用いて３０００Ｇで１０分間、遠心分離した。次いで、上澄みを取り除いて純水２０ｍＬを加え、完全に分散後、２５ｍＬの蒸留水を添加して混合した。その後、超遠心機で１８，０００Ｇ，１５分遠心分離を行い、上清を除去した。次いで、蒸留水２０ｍＬを加えて、完全に分散後、２５ｍＬの蒸留水を添加して混合した。そして、超遠心機を用いて１９，０００Ｇで３０分間、遠心分離し、上澄みを除去した。その後、総量が１４ｍＬとなるように蒸留水を加えて完全に分散させた後にアルゴンガス置換を行った。

【0073】

［捕捉性化合物の分散液］蒸留水４５ｍＬに塩化第二鉄水溶液（２．４３モル／Ｌ）３ｍＬを添加して混合した。次いで、フェロシアン化カリウム・３水和物の水溶液（０．５モル／Ｌ）１２ｍＬを添加して混合し、プルシアンブルー分散液を得た。これを１９０００Ｇで３０分間遠心分離し、上澄みを取り除き、真空ポンプで一晩吸引し、完全に乾燥させた。これらの工程により、２．１９ｇの捕捉性化合物であるプルシアンブルー（フェロシアン化鉄）を得た。得られた捕捉性化合物の分散液のｐＨは５．４８であり、ｐＨ調整後のゼータ電位は以下のとおりであった。
ｐＨ４．０：−２４．７７ｍＶ、ｐＨ５．０：−２５．０７ｍＶ、ｐＨ６．０：−２７．９３ｍＶ

【0074】

まず、第１収容容器１０１には、上記捕捉性化合物の分散液４０ｍＬを予め吸引しておき、第２収容容器１０２は、空の状態とした。また、被覆性磁性ナノ粒子の分散液注入用の第３シリンジ（不図示）には、上記被覆性磁性ナノ粒子１０ｍＬを予め吸引しておいた。

【0075】

次いで、第２収容容器１０２のフランジ２４を引き、第１収容容器１０１から、工程ｂ１の捕捉性化合物の分散液の半分量（２０ｍＬ）を吸引した。その後、三方活栓１０４を操作して、第２収容容器１０２と第３シリンジ間を開通し、被覆性磁性ナノ粒子の分散液２ｍＬを第３シリンジから第２収容容器１０２に陰圧により吸引することにより移した（工程Ａ）。

【0076】

続いて、三方活栓１０４を操作し、第１収容容器１０１のフランジ１４を、制御装置を用いて急速に最大限引くことにより、第２収容容器１０２の混合液２２ｍＬ（工程ａ１の被覆性磁性ナノ粒子２ｍＬ＋工程ｂ１の補足性化合物の分散液の半分量（２０ｍＬ））をマイクロリアクター（ｉｂｉｄｉ社製 マイクロスライド６フロースルー）１０３の狭い空間を通し、第１収容容器１０１に全量を移動させた（図３Ａ参照）。その後、混合液の全量を第１収容容器１０１と第２収容容器１０２間、及びこれらの間に配置されたマイクロ流路１０３を移動させた。続いて、残りの被覆性磁性ナノ粒子の分散液、捕捉性化合物の分散液をそれぞれ第３シリンジ、第４シリンジから注入し、ミキシングを行った。これらの工程を経て、除染用磁性複合粒子Ｇ４を得た。

【0077】

（実施例２） マイクロ流路１０３の代わりに、狭い開口面積を持つ混合針を用いた以外は、実施例１と同様にして除染用磁性複合粒子を得た。

【0078】

（実施例３） マイクロ流路１０３の代わりに、細い硬質チューブを用いた以外は、実施例１と同様にして除染用磁性複合粒子を得た。

【0079】

（実施例４） 図１２Ａ〜図１２Ｅに示す混合撹拌装置３００を用いて除染用磁性複合粒子を合成した。まず、第１収容第１収容容器３０１内において、上記の実施例１と同様の方法で得た捕捉性化合物の分散液４０ｍＬを撹拌手段３０５により撹拌し、これに上記実施例１で得た被覆性磁性ナノ粒子２ｍＬを加えて撹拌・混合した（図１２Ａ参照）。次いで、第１収容容器３０１の内容物を、強制的に第２収容容器３０２に移送した（図１２Ｂ参照）。その後、第２収容容器３０２の内容物をプランジャ３１６によって強制的に混合ミキサー３０３（スタティックミキサー ノリタケ社製）に移送した（図１２Ｃ参照）。

【0080】

混合ミキサー３０３の内容物は、第１チャージポンプ３０４を介してマイクロミキサー３０６の入口Ｂに圧入した。これにより、マイクロミキサー３０６の出口Ｃから排出された液体が、第１収容容器３０１に溜まり始める（図１２Ｄ参照）。次いで、第１収容容器３０１の内容物を、第２チューブポンプ３０７によりマイクロミキサー３０６の入り口Ａに圧入した。これにより、マイクロミキサー３０６の入り口Ａ及び入り口Ｂに圧入された液体がミキシングされ、出口Ｃから排出された。これらの操作を続けると、第１収容容器３０１は満タンになり、第２収容容器３０２は空になった（図１２Ｅ参照）。この一連の操作を５回繰り返した（工程ａ１の被覆性磁性ナノ粒子は、２ｍＬ×５回使用した）。これらの工程を経て酸化鉄ナノ粒子・ＰＤＤＡ被覆層・フェロシアン化鉄の多層構造を有する除染用磁性複合粒子を得た。得られた除染用磁性複合粒子の分散液ｐＨは５．５７であり、ｐＨ調整後のゼータ電位は以下のとおりであった。
ｐＨ４．０：−２４．９１ｍＶ、ｐＨ５．０：−２６．３４ｍＶ、ｐＨ６．０：−２８．８５ｍＶ

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明に係る混合撹拌装置は、単一あるいは複数の流体のミキシングや、単一あるいは複数の流体中での合成反応に利用することができる。例えば、液体中に混入した放射性物質類を除去するための除染用磁性複合粒子の合成に好適に利用できる。

【符号の説明】

【0082】

１ 第１収容容器
２ 第２収容容器
３ 反応場
４ 制御装置
１０ 容積可変体
１１ 電動ステージ
１２ シリンジサポート
１４ プランジャサポート
１５ シリンジ
１６ プランジャ
２０ 容積可変体
２１ 電動ステージ
２２ シリンジサポート
２４ プランジャサポート
２５ シリンジ
２６ プランジャ
５０ 混合流体
５１ 第１流体
５２ 第２流体
１００ 混合撹拌装置
１０１ 第１収容容器
１０２ 第２収容容器
１０３ マイクロリアクター
１０４ 三方活栓
１１１，１１２ 端面部材
１１３、１１４ ガイド部材
１１５ 間隙
１１６ ガイド板
１２１，１２２ シリンジサポート
１２３、１２４ シリンジカバー
１３１ シリンジサポート
１３２ シリンジサポート
１４１ 底面部材
１４２ 中間部材
１４３ プランジャ保持部材
１５１ シリンジ本体部
１５２ フランジ
１５３ ノズル部
１６１ プランジャ本体部
１６２ フランジ
３００ 混合撹拌装置
３０１ 第１収容容器
３０２ 第２収容容器
３０３ スタティックミキサー
３０４ 第１チャージポンプ
３０５ 撹拌手段
３０６ マイクロミキサー
３０７ 第２チャージポンプ
３１０ 容積可変体
３１５ シリンジ
３１６ プランジャ
３５０ 混合流体

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図3G】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図12E】