特許 5994403 側壁管製造方法、および、側壁管製造システム

(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】5994403

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】側壁管製造方法、および、側壁管製造システム

(51)【国際特許分類】

   B01J 37/02 20060101AFI20160908BHJP

   B01J 19/00 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   B01J37/02 301D

   B01J19/00 321

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-129628(P2012-129628)

(22)【出願日】2012年6月7日

(65)【公開番号】特開2013-252488(P2013-252488A)

(43)【公開日】2013年12月19日

【審査請求日】2015年4月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 博之

(72)【発明者】

【氏名】濱田 行貴

【審査官】 岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５１０６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２５５２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２４６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１８２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２１１５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２１／００−３８／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造方法であって、
開口部を有する中空の多孔質体で構成されるとともに金属で形成された多孔質管における外表面に、金属酸化物で構成された触媒の粒子が溶媒に分散された液、または、金属酸化物で構成された触媒の前駆体の粒子が溶媒に分散された液である触媒液を接触させる工程と、
前記多孔質管を前記触媒液に接触させた状態で、前記開口部から前記溶媒を吸引して、前記触媒の粒子、または、前記触媒の前駆体の粒子を該多孔質管の外表面に付着させる工程と、
前記触媒の粒子、または、前記触媒の前駆体の粒子が付着した多孔質管を加熱する工程と、
を含むことを特徴とする側壁管製造方法。

【請求項2】

反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造方法であって、
開口部を有する中空の多孔質体で構成されるとともに金属で形成された多孔質管における内表面に、金属酸化物で構成された触媒の粒子が溶媒に分散された液、または、金属酸化物で構成された触媒の前駆体の粒子が溶媒に分散された液である触媒液を接触させる工程と、
前記多孔質管を前記触媒液に接触させた状態で、前記多孔質管における外表面から前記溶媒を吸引して、前記触媒の粒子、または、前記触媒の前駆体の粒子を該多孔質管の内表面に付着させる工程と、
前記触媒の粒子、または、前記触媒の前駆体の粒子が付着した多孔質管を加熱する工程と、
を含むことを特徴とする側壁管製造方法。

【請求項3】

反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造システムであって、
開口部を有する中空の多孔質体で構成されるとともに金属で形成された多孔質管における外表面に、金属酸化物で構成された触媒の粒子が溶媒に分散された液、または、金属酸化物で構成された触媒の前駆体の粒子が溶媒に分散された液である触媒液を接触させる接触手段と、
前記接触手段によって、前記多孔質管が前記触媒液に接触された状態で、前記開口部から前記溶媒を吸引して、前記触媒の粒子、または、前記触媒の前駆体の粒子を該多孔質管の外表面に付着させる吸引部と、
前記触媒の粒子、または、前記触媒の前駆体の粒子が付着した多孔質管を加熱する加熱部と、
を備えたことを特徴とする側壁管製造システム。

【請求項4】

反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造システムであって、
開口部を有する中空の多孔質体で構成されるとともに金属で形成された多孔質管における内表面に、金属酸化物で構成された触媒の粒子が溶媒に分散された液、または、金属酸化物で構成された触媒の前駆体の粒子が溶媒に分散された液である触媒液を接触させる接触手段と、
前記接触手段によって、前記多孔質管が前記触媒液に接触された状態で、前記多孔質管における外表面から前記溶媒を吸引して、前記触媒の粒子、または、前記触媒の前駆体の粒子を該多孔質管の内表面に付着させる吸引部と、
前記触媒の粒子、または、前記触媒の前駆体の粒子が付着した多孔質管を加熱する加熱部と、
を備えたことを特徴とする側壁管製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微小な空間を反応場とするマイクロリアクタ等のリアクタにおいて、反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造方法、側壁管製造システム、および、側壁管に関する。

【背景技術】

【0002】

マイクロリアクタ（microreactor）は、微小な空間を反応場とする反応装置であり、このような小さな空間を反応場とすることで分子同士の衝突頻度や熱の移動速度を高め、反応速度や収率を向上させることができる。

【0003】

かかるマイクロリアクタでは、例えば、断面が小さな反応流路を設け、反応流路内に触媒を配し、その反応流路に反応対象となる反応流体を流通させて反応を促進する。

【0004】

マイクロリアクタの反応流路を製造する技術として、基板における反応流路となる箇所以外の部分にレジストを成膜し、続いて、エッチングを行うことで基板における反応流路となる箇所に溝を形成し、当該形成された溝の表面に触媒担持層を成膜した後、レジストを除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

【0005】

また、流路が形成された金属基材の表面にスラリー状の触媒粉末を塗布した後、触媒粉末に圧力を印加することで、流路に触媒を圧着する技術が開示されている（例えば、特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−６９０１８号公報

【特許文献2】特開２００９−７８２２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１の技術では、レジストや、触媒担持層を成膜したり、レジスト上に反応流路のパターンを形成するためにリソグラフィーを行ったり、エッチングしたりするための装置が大がかりなものとなっていた。また、反応流路の流路断面積や、流路長ごとにパターンを準備する必要があり、パターンを作成するためのコストを要していた。

【0008】

また、触媒は、金属酸化物（セラミック）で構成されているため、金属との密着性が低い。したがって、特許文献２の技術を用いて、触媒粉末を単に金属基材に圧着したとしても、金属基材と触媒との高い密着性を実現することができず、金属基材から触媒が脱落（剥離）するおそれがある。

【0009】

そこで本発明は、このような課題に鑑み、簡易な構成かつ低コストで、反応流路における触媒の密着性の向上を図ることが可能な側壁管製造方法、および、側壁管製造システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の側壁管製造方法は、反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造方法であって、開口部を有する中空の多孔質体で構成されるとともに金属で形成された多孔質管における外表面に、金属酸化物で構成された触媒の粒子が溶媒に分散された液、または、金属酸化物で構成された触媒の前駆体の粒子が溶媒に分散された液である触媒液を接触させる工程と、多孔質管を触媒液に接触させた状態で、開口部から溶媒を吸引して、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子を多孔質管の外表面に付着させる工程と、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子が付着した多孔質管を加熱する工程と、を含むことを特徴とする。

【0011】

上記課題を解決するために、本発明の他の側壁管製造方法は、反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造方法であって、開口部を有する中空の多孔質体で構成されるとともに金属で形成された多孔質管における内表面に、金属酸化物で構成された触媒の粒子が溶媒に分散された液、または、金属酸化物で構成された触媒の前駆体の粒子が溶媒に分散された液である触媒液を接触させる工程と、多孔質管を触媒液に接触させた状態で、多孔質管における外表面から溶媒を吸引して、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子を多孔質管の内表面に付着させる工程と、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子が付着した多孔質管を加熱する工程と、を含むことを特徴とする。

【0013】

上記課題を解決するために、本発明の側壁管製造システムは、反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造システムであって、開口部を有する中空の多孔質体で構成されるとともに金属で形成された多孔質管における外表面に、金属酸化物で構成された触媒の粒子が溶媒に分散された液、または、金属酸化物で構成された触媒の前駆体の粒子が溶媒に分散された液である触媒液を接触させる接触手段と、接触手段によって、多孔質管が触媒液に接触された状態で、開口部から溶媒を吸引して、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子を多孔質管の外表面に付着させる吸引部と、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子が付着した多孔質管を加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とする。

【0014】

上記課題を解決するために、本発明の他の側壁管製造システムは、反応対象となる流体である反応流体が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造システムであって、開口部を有する中空の多孔質体で構成されるとともに金属で形成された多孔質管における内表面に、金属酸化物で構成された触媒の粒子が溶媒に分散された液、または、金属酸化物で構成された触媒の前駆体の粒子が溶媒に分散された液である触媒液を接触させる接触手段と、接触手段によって、多孔質管が触媒液に接触された状態で、多孔質管における外表面から溶媒を吸引して、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子を多孔質管の内表面に付着させる吸引部と、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子が付着した多孔質管を加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、簡易な構成かつ低コストで、反応流路における触媒の密着性の向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態にかかる側壁管製造システムの構成を説明するためのブロック図である。

【図2】吸引部による吸引に応じた、多孔質管の外表面への触媒粒子の付着を説明するための図である。

【図3】加熱部による加熱に応じた、多孔質管の外表面への触媒層の形成を説明するための図である。

【図4】マイクロリアクタを説明するための図である。

【図5】第１の実施形態にかかる側壁管製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。

【図6】第２の実施形態にかかる側壁管製造システムの構成を説明するためのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0019】

（第１の実施形態）
例えば、マイクロリアクタでは、幅、または、高さのいずれかが１ｍｍ以下のマイクロチャンネル流路（反応流路）を反応場とすることで反応速度や収率を向上させることができる。また、対流や拡散態様を任意に構成することで迅速混合や能動的に濃度分布をつける等が可能になり、反応条件の厳密な制御ができる。

【0020】

このようなマイクロリアクタにおいて、反応効率を向上させるために、反応流路内に触媒を配し、その反応流路に反応対象となる反応流体を流通させて反応を促進する。また、反応効率をさらに向上させるために、反応流路に並行して、熱媒体が流通する媒体流路を配置する構成が採られている。反応流路において発熱反応が遂行される場合、媒体流路を流通する熱媒体によって、当該反応によって生じた熱が回収され、また、吸熱反応が遂行される場合、媒体流路を流通する熱媒体によって、反応流路を流通する反応流体に熱が付与される。

【0021】

本実施形態では、反応対象となる流体である反応流体（気液を問わない）が流通する反応流路の側壁として機能する側壁管を製造する側壁管製造システム１００およびこれを用いた側壁管製造方法について説明する。

【0022】

図１は、第１の実施形態にかかる側壁管製造システム１００の構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、側壁管製造システム１００は、付着装置１１０と、加熱部１５０と、加工部１６０とを含んで構成される。

【0023】

付着装置１１０は、多孔質管１７０の少なくとも外表面に、触媒の粒子、または、触媒の前駆体の粒子を付着させる。ここでは、触媒の粒子（以下、単に触媒粒子と称する）を付着させる場合を例に挙げて説明する。

【0024】

本実施形態において、多孔質管１７０は、開口部１７０ａを有する中空の多孔質体で構成されている。多孔質管１７０を多孔質体で構成することにより、多孔質管１７０がフィルタとして、粒径の大きい物と、小さい物とを分離する機能（以下、単にフィルタ機能と称する）を有することとなる。また、本実施形態において、多孔質管１７０における開口部１７０ａの反対側の端部には、底面部１７０ｂが形成されている。

【0025】

付着装置１１０は、多孔質管１７０が有するフィルタ機能を利用して、多孔質管１７０の外表面に触媒粒子を付着させる。具体的に説明すると、付着装置１１０は、浸漬槽１１２と、吸引部１２０とを含んで構成される。

【0026】

浸漬槽１１２は、接触手段として機能し、触媒粒子が溶媒（例えば、水）に分散された触媒液ＳＬを収容する。触媒液ＳＬは、スラリー状の懸濁液である。浸漬槽１１２に多孔質管１７０を浸漬することで、多孔質管１７０の外表面に触媒液ＳＬを接触させる。

【0027】

吸引部１２０は、吸引管１２２と、吸引管１２２に接続されたポンプ１２４とを含んで構成される。吸引管１２２は、例えば、伸縮性を有する樹脂製の管で構成され、多孔質管１７０の開口部１７０ａ（多孔質管１７０の内側）と、ポンプ１２４とを連通する。

【0028】

図２は、吸引部１２０の吸引による、多孔質管１７０の外表面１７０ｃへの触媒粒子Ｓの付着を説明するための図である。

【0029】

上述したように、多孔質管１７０は、多孔質体で構成されている。つまり、図２に示すように、多孔質管１７０には、外表面１７０ｃと内表面とを連通する連通孔路１７０ｄが複数形成されている。また、連通孔路１７０ｄは、流路断面積が一定ではなく、また、湾曲している。

【0030】

多孔質管１７０を多孔質体で構成することにより、多孔質管１７０にフィルタ機能を持たせることができる。したがって、多孔質管１７０の外表面１７０ｃに触媒液ＳＬを接触させた状態で、ポンプ１２４の駆動を開始すると、多孔質管１７０によって、触媒液ＳＬが触媒粒子Ｓと、触媒粒子Ｓと比較して粒径が極めて小さい溶媒Ｌ（溶媒分子）とに分離される。換言すれば、多孔質管１７０によって、触媒液ＳＬが濾過されることとなる。

【0031】

詳細に説明すると、図２に示すように、多孔質管１７０を触媒液ＳＬに接触させた状態で、吸引部１２０が開口部１７０ａから吸引を実行すると、連通孔路１７０ｄを通って溶媒Ｌが吸引されるとともに、連通孔路１７０ｄ内において内表面から外表面１７０ｃへ向かうに従って、触媒粒子Ｓが詰まってくる。そして、吸引部１２０が吸引を続けると、最終的に、多孔質管１７０の外表面１７０ｃ近傍の内部に触媒粒子Ｓを充填しつつ、外表面１７０ｃに触媒粒子Ｓを積層することができる。

【0032】

ここで、連通孔路１７０ｄの流路断面積の平均値は、触媒粒子Ｓの平均粒径より大きく、例えば、１μｍ〜１ｍｍであり、好ましくは、１０μｍ〜１００μｍである。また、触媒粒子Ｓの平均粒径は、例えば、０．１μｍ〜１００μｍであり、好ましくは、１μｍ〜１０μｍである。

【0033】

また、本実施形態において、多孔質体は、金属で形成されており、触媒粒子Ｓは、金属酸化物で構成されている。多孔質体としては、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ３１０Ｍｏ、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４４０Ｃ等のステンレス鋼であってもよい。また、チタンであってもよいし、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ等のチタン合金であってもよい。さらに、銅や、銅合金、ニッケル、アルミニウム、ＳＣＭ４１５等の低合金鋼であってもよい。

【0034】

また、触媒粒子Ｓは、目的とする反応に応じて適宜選択するとよい。目的とする反応が、例えば、化学式１の発熱反応である場合や、化学式２の吸熱反応である場合、活性金属としてのＮｉやＲｕの粒子と、担体としてのＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２の粒子とを混合したものを触媒粒子Ｓとして用いる。
ＣＯ＋３Ｈ_２ → ＣＨ_４＋Ｈ_２Ｏ…（化学式１）
ＣＨ_４＋Ｈ_２Ｏ → ＣＯ＋３Ｈ_２…（化学式２）

【0035】

図１に戻って説明すると、加熱部１５０は、まず、触媒粒子Ｓが付着した多孔質管１７０を予め定められた第１の温度に加熱する。こうすることで、多孔質管１７０および触媒粒子Ｓに付着した溶媒Ｌを乾燥させることができる。

【0036】

続いて、加熱部１５０は、乾燥後の触媒粒子Ｓが付着した多孔質管１７０を、第１の温度よりも高温の第２の温度に加熱することで、触媒粒子Ｓを焼成（焼結）する。

【0037】

図３は、加熱部１５０による加熱に応じた、多孔質管１７０の外表面１７０ｃへの触媒層ＣＬの形成を説明するための図である。加熱部１５０が触媒粒子Ｓを焼成すると、図３に示すように、付着装置１１０において、多孔質管１７０の外表面１７０ｃ近傍の内部に充填された触媒粒子Ｓ、および、外表面１７０ｃに積層された触媒粒子Ｓが、溶融し、その後、固まって、焼結体（緻密な触媒層ＣＬ）となる。したがって、多孔質管１７０の外表面１７０ｃに触媒層ＣＬを形成することが可能となる。

【0038】

上述したように、多孔質体（多孔質管１７０）は、金属で形成され、触媒粒子Ｓは、金属酸化物で構成される。金属と金属酸化物とは密着性が低いため、金属の表面に単に触媒を積層（成膜）して触媒層を形成したとしても、金属と触媒との高い密着性を実現することができず、金属から触媒が脱落しやすくなってしまう。

【0039】

本実施形態では、図３に示すように、多孔質管１７０の外表面１７０ｃのみならず、外表面１７０ｃ近傍の連通孔路１７０ｄにも触媒層ＣＬを埋設することができる。上述したように、連通孔路１７０ｄは、流路断面積が一定ではなく、また、湾曲しているため、連通孔路１７０ｄに埋設された触媒層ＣＬが、外表面１７０ｃ近傍の内部に網状に張り巡らされることとなる。したがって、連通孔路１７０ｄに埋設された触媒層ＣＬが、多孔質管１７０に係止されることで強固に密着して、連通孔路１７０ｄに埋設された触媒層ＣＬと一体的に形成された外表面１７０ｃの触媒層ＣＬが脱落してしまう事態を回避することができる。

【0040】

図１に戻って説明すると、加工部１６０は、加熱部１５０によって、外表面１７０ｃに触媒層ＣＬが密着した多孔質管１７０における、底面部１７０ｂを切断する。こうして、両端に開口部が形成された側壁管１８０、すなわち、流体が流通可能な側壁管１８０を製造することができる。

【0041】

以上説明したように、本実施形態にかかる側壁管製造システム１００によれば、簡易な構成で、多孔質管１７０の外表面１７０ｃに、密着性の高い触媒層ＣＬを形成することが可能となる。

【0042】

（マイクロリアクタ２００）
続いて、側壁管製造システム１００が製造した側壁管１８０を用いたマイクロリアクタ２００について説明する。図４は、マイクロリアクタ２００を説明するための図であり、特に、図４（ａ）はマイクロリアクタ２００の斜視図を、図４（ｂ）は図４（ａ）のＸＺ断面の拡大図を、図４（ｃ）は図４（ａ）のＹＺ断面の拡大図を示す。本実施形態の図４では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示の通り定義している。なお、図４中、理解を容易にするために、反応流路ＲＦＣと、媒体流路ＭＦＣとが１つずつ設けられたマイクロリアクタ２００について説明するが、マイクロリアクタ２００には、反応流路ＲＦＣ、媒体流路ＭＦＣが複数配されていてもよい。

【0043】

図４に示すように、マイクロリアクタ２００は、側壁管１８０と、外管２１０とを含んで構成されており、外管２１０の内側に側壁管１８０が配された二重配管となっている。

【0044】

本実施形態において、側壁管１８０は、外表面に触媒層ＣＬが形成されているため、側壁管１８０と、外管２１０との間に形成された空間が反応流路ＲＦＣとして機能し、側壁管１８０の内側に形成された空間が媒体流路ＭＦＣとして機能する。媒体流路ＭＦＣには、熱媒体が流通し、当該熱媒体が、反応流路ＲＦＣを流通する流体と熱交換を行う。

【0045】

このように、本実施形態にかかるマイクロリアクタ２００は、外管２１０に側壁管１８０を挿通させるだけといった簡易な構成で、μｍオーダーの微細な流路断面積を有する反応流路ＲＦＣや媒体流路ＭＦＣを形成することができる。

【0046】

また、外管２１０の内径を変更することで、反応流路ＲＦＣの流路断面積（図４中、ＸＺ断面積）を容易に変更することができる。

【0047】

さらに、上述したように側壁管１８０を構成する多孔質管１７０を金属で形成することにより、反応流路ＲＦＣと媒体流路ＭＦＣとの熱交換効率を向上させることができる。したがって、反応流路ＲＦＣを反応場とする反応が、発熱反応であっても吸熱反応であっても、隣接する媒体流路ＭＦＣを流通する熱媒体への熱伝達や、熱媒体からの熱伝達を効率よく行うことが可能となる。

【0048】

（側壁管製造方法）
続いて、上述した側壁管製造システム１００を用いた側壁管製造方法について説明する。図５は、第１の実施形態にかかる側壁管製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。

【0049】

図５に示すように、まず、触媒液ＳＬが収容された浸漬槽１１２に、多孔質管１７０を浸漬することで、多孔質管１７０の外表面１７０ｃに触媒液ＳＬを接触させる（接触工程：Ｓ３１０）。そして、吸引部１２０は、多孔質管１７０を触媒液ＳＬに接触させた状態で、吸引管１２２を通じて、開口部１７０ａから溶媒Ｌを吸引して、触媒粒子Ｓを多孔質管１７０の外表面１７０ｃに付着させる（吸引・付着工程：Ｓ３１２）。

【0050】

吸引・付着工程Ｓ３１２が終了すると、浸漬槽１１２から触媒粒子Ｓが付着した多孔質管１７０を取り出し、加熱部１５０は、触媒粒子Ｓが付着した多孔質管１７０を第１の温度で加熱することで、触媒粒子Ｓが付着した多孔質管１７０を乾燥させる（乾燥工程：Ｓ３１４）。

【0051】

続いて、加熱部１５０は、触媒粒子Ｓが付着した多孔質管１７０を加熱する温度を第２の温度に上昇させて、多孔質管１７０の外表面１７０ｃ上で触媒粒子Ｓを焼成する（加熱工程：Ｓ３１６）。

【0052】

そして、加工部１６０は、加熱部１５０によって、外表面１７０ｃに触媒層ＣＬが密着した多孔質管１７０における、底面部１７０ｂを切断する（加工工程：Ｓ３１８）。

【0053】

以上説明したように、本実施形態にかかる側壁管製造方法によれば、簡易な構成かつ低コストで、反応流路ＲＦＣにおける触媒の密着性の向上を図ることが可能となる。

【0054】

（第２の実施形態：側壁管製造システム４００）
上述した第１の実施形態において、多孔質管１７０の外表面１７０ｃに触媒層ＣＬを密着させた側壁管１８０を製造する技術について説明したが、多孔質管１７０の内表面１７０ｅに触媒層ＣＬを密着させた側壁管を製造することもできる。

【0055】

図６は、第２の実施形態にかかる側壁管製造システム４００の構成を説明するためのブロック図である。図６に示すように、側壁管製造システム４００は、付着装置４１０と、加熱部１５０と、加工部１６０とを含んで構成され、付着装置４１０は、浸漬槽１１２と、吸引部４２０とを含んで構成される。また、吸引部４２０は、吸引管４２２と、ポンプ１２４とを含んで構成される。

【0056】

なお、第１の実施形態における構成要素として既に述べた浸漬槽１１２、ポンプ１２４、加熱部１５０、加工部１６０は、実質的に機能が等しいので重複説明を省略し、ここでは、構成が相異する吸引管４２２を主に説明する。

【0057】

吸引管４２２は、例えば、伸縮性を有する樹脂製の管で構成され、図６に示すように、一端側が、多孔質管１７０の外表面１７０ｃを内包するとともに、開口部１７０ａが形成される面の外縁を封止する。また、吸引管４２２の他端側は、ポンプ１２４に接続されている。

【0058】

多孔質管１７０が触媒液ＳＬに接触された状態で、ポンプ１２４が駆動を開始すると、開口部１７０ａから多孔質管１７０の内側に触媒液ＳＬが進入し、多孔質管１７０の内表面１７０ｅを通って、外表面１７０ｃから溶媒Ｌが吸引される。

【0059】

上述したように、多孔質管１７０を多孔質体で構成することにより、フィルタ機能を持たせることができる。したがって、吸引部４２０が外表面１７０ｃから溶媒Ｌを吸引することで、連通孔路１７０ｄ内において外表面１７０ｃから内表面１７０ｅからに向かうに従って、触媒粒子Ｓが詰まってくる。そして、吸引部４２０が吸引を続けると、最終的に、多孔質管１７０の内表面１７０ｅ近傍の内部に触媒粒子Ｓを充填しつつ、内表面１７０ｅに触媒粒子Ｓを積層することができる。

【0060】

そして、加工部１６０が、加熱部１５０によって、内表面１７０ｅに触媒層ＣＬが密着した多孔質管１７０における、底面部１７０ｂを切断する。こうして、両端に開口部が形成された側壁管、すなわち、反応流体が流通可能な側壁管を製造することができる。

【0061】

以上説明したように、本実施形態にかかる側壁管製造システム４００によれば、簡易な構成で、多孔質管１７０の内表面１７０ｅに、密着性の高い触媒層ＣＬが形成された側壁管を製造することが可能となる。

【0062】

また、本実施形態にかかる側壁管製造システム４００によれば、多孔質管１７０の内表面１７０ｅに触媒層ＣＬが形成された側壁管を製造することができるため、側壁管の内側を反応流路ＲＦＣとすることが可能となる。つまり、二重配管にせずとも、側壁管を単体で利用することができる。したがって、熱媒体との熱交換を必要としない反応を遂行する際にも利用することが可能となる。

【0063】

なお、多孔質管１７０の内表面１７０ｅに触媒層ＣＬが形成された側壁管の外側に、外管を配することで、二重配管として、反応流路ＲＦＣと、媒体流路ＭＦＣとを形成してもよい。この場合、側壁管の内側に形成された空間が反応流路ＲＦＣとして機能し、側壁管と、外管との間に形成された空間が媒体流路ＭＦＣとして機能する。

【0064】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0065】

例えば、上述した実施形態においては、付着装置１１０、４１０は、多孔質管１７０の外表面１７０ｃまたは内表面１７０ｅに触媒粒子Ｓを付着する場合を例に挙げて説明した。しかし、付着装置１１０、４１０は、触媒粒子Ｓに限らず、上記加熱工程Ｓ３１６を経ることで触媒となるような物質（触媒の前駆体の粒子）を付着させてもよい。

【0066】

また、上述した実施形態において、接触手段として浸漬槽１１２を例に挙げて説明したが、多孔質管１７０の外表面１７０ｃ、または、内表面１７０ｅに、触媒液ＳＬを接触させることができれば、構成に限定はない。

【0067】

また、上述した実施形態において、流路方向の断面が円形状である多孔質管１７０を例に挙げて説明したが、多孔質管１７０は、開口部を有し、中空の多孔質体で構成されていれば、形状に限定はない。例えば、流路方向の断面が矩形形状であってもよい。

【0068】

また、上述した実施形態において、側壁管１８０を利用したマイクロリアクタ２００について説明した。しかし、本実施形態にかかる側壁管は、マイクロリアクタのみならず、流路断面積がｍｍオーダーのコンパクトリアクタに採用することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、側壁管製造方法、および、側壁管製造システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0070】

１００、４００ …側壁管製造システム
１１２ …浸漬槽（接触手段）
１２０、４２０ …吸引部
１５０ …加熱部
１７０ …多孔質管
１７０ａ …開口部
１７０ｃ …外表面
１７０ｅ …内表面
１８０ …側壁管
１１０、４１０ …付着装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】