JP2001151803A - 液滴生成装置 - Google Patents
液滴生成装置Info
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Abstract
数の噴出孔5を有する多孔部材4から液滴化対象液が噴
出される。その噴出液に振動を加えて分散させることで
液滴を生成する。その多数の噴出孔5が環状領域に配列
される。この噴出孔5が配列される環状領域に、周方向
に間隔をおいて噴出孔5が配列されない複数の空域6が
設けられる。 【効果】 生成される液滴の均一化を図ることができ
る。
Description
ったポリマービーズを得るために利用される液滴生成装
置に関する。
の容器の内部に配置される噴出孔を有する多孔部材と、
この多孔部材に液滴化対象液を供給する手段と、その噴
出孔から噴出される液滴化対象液を振動させる手段とを
備え、その噴出される液滴化対象液を振動数に応じて分
散させて液滴とする液滴生成装置が従来より提案されて
いる(特公平1‐28761号公報参照)。
マーの液滴を重合させて粒径の揃ったポリマービーズを
得るのに利用されるが、工業的に利用するためには、多
孔部材に形成する噴出孔の数を多くする必要がある。そ
こで、図5に示すように多数の噴出孔101が均等に配
列された多孔部材102が用いられていた。
すると粒径の揃った液滴を生成することが困難になる。
すなわち、図4に示すように、連続相状態の液体103
を貯留する容器104の内部に多数の噴出孔101が均
等配列された多孔部材102を配置し、その多孔部材1
02に液滴化対象液を供給して噴出孔101から噴出さ
せると共に、その噴出液を振動させて液滴105を生成
した場合、その液滴105は連続相状態の液体103を
同伴して上昇する。そのため、連続相状態の液体103
が図中矢印で示すように液滴105の上昇流の中心に向
かって流れ、液滴105の上昇流に縮流部105′が生
じる。その縮流部105′において液滴105が互いに
衝突して合一あるいは分裂するため、液滴105のサイ
ズが不均一になってしまう。
に形成される多数の噴出孔を環状領域に配列することで
液滴の上昇流の縮流を低減して液滴のサイズの均一化を
図ることが提案されている(特開平3‐249931号
公報参照)。
出孔を環状領域に配列することで、液滴の上昇流の中心
部に連続相状態の液体が存在することになり、連続相状
態の液体が上昇流の中心部に向かう流れが弱くなり、あ
る程度の液滴のサイズの均一化を図ることができる。
域の全域に亘って配列されるものであるため、噴出孔の
配列ピッチを小さくしたような場合、液滴の上昇流の縮
流により周方向に隣接する液滴同士の衝突が生じて液滴
のサイズが不均一になってしまう。
とのできる液滴生成装置を提供することを目的とする。
ろは、連続相状態の液体を貯留する容器と、この容器の
内部に配置される多数の噴出孔を有する多孔部材と、こ
の多孔部材に液滴化対象液を供給する手段と、その噴出
孔から噴出される液滴化対象液を振動させる手段とを備
え、その多数の噴出孔が環状領域に配列されている液滴
生成装置であって、前記噴出孔が配列される多孔部材の
環状領域に、周方向に間隔をおいて噴出孔が配列されな
い複数の空域が設けられている点にある。
孔部材の環状領域に、周方向に間隔をおいて複数の空域
が設けられるので、液滴の上昇流の中心部と周方向間に
液滴の存在しない領域が生じる。この液滴の存在しない
領域は連続相状態の液体が上昇流の中心に向かう通路に
なるので、液滴の上昇流の縮流を小さくすることができ
る。
施形態を説明する。
の液体2を貯留する容器3と、この容器3の内部に配置
されるプレート状の多孔部材4を備えている。図1に示
すように、その多孔部材4の環状領域に多数の噴出孔5
が配列されている。また、その噴出孔5が配列される多
孔部材4の環状領域には、周方向に間隔をおいて噴出孔
5が配列されない複数の空域6が設けられている。その
多孔部材4の下方にハウジング7が設けられ、そのハウ
ジング7に、液滴化対象液を貯留するタンク8が配管9
とポンプ10を介し接続されている。これにより、多孔
部材4に供給された液滴化対象液は噴出孔5から連続相
状態の液体2中に噴出される。その噴出液を振動させる
圧電振動子11がハウジング7の内部に設けられてい
る。
を振動子11の振動数に応じて分散させて均一な液滴群
を生成するには、生成しようとする液滴径、連続相状態
の液体2の物性あるいは液滴化対象液の物性等に応じ、
噴出孔5の径や配列ピッチ、液滴化対象液の噴出速度や
振動数を試行錯誤的に定める必要がある。
や液滴化対象液の物性、振動の条件を含む種々の因子の
影響を受けるが、主として生成しようとする液滴のサイ
ズにより決定される。一般に生成しようとする液滴のサ
イズは20〜10000μmであり、噴出孔5の径は1
0〜5000μmとされる。
れは、均一な液滴群を得るためには層流にする必要があ
る。そのため、液滴化対象液の密度をρ、噴出速度を
u、オリフィス孔の径をD、液滴化対象液の粘度をμと
した場合に、Re=D・u・ρ/μで表されるレイノル
ズ数の大きさは、10〜2000好ましくは15〜10
00、特に好ましくは20〜300の範囲とするのが好
ましい。レイノルズ数が10より小さいと流量が小さく
生産効率が低く、2000を超えると乱流領域になるた
め均一な液滴群が生成されないからである。
させる手段は、その噴出流を均一な液滴群に分散させる
ことができる振動特性を有するものであればよく、その
振動数は一般に10〜50000Hzが好ましい。具体
的な振動手段としては、機械的振動子、電音響的振動
子、水音響的振動子、電磁的振動子、磁気抵抗的トラン
スジューサー等を用いることができ、これら振動子を多
孔部材に接続して多孔部材を振動させるようにしてもよ
いし、図3に示したように液滴化対象液を振動させるよ
うにしてもよい。
15倍以上が好ましく、空域6の周方向幅sはそのピッ
チPよりも大きくする。空域6の数は2〜30、好まし
くは3〜15がよい。また空域6の周方向幅sの総和
は、環状領域の周長の0.1〜0.8倍、好ましくは
0.2〜0.7倍がよい。また、噴出孔5を配列する環
状領域の中心から外径までの半径をrとした場合、内径
は0.3r以上とするのが良く、好ましくは0.5r以
上とし、より好ましくは0.7r以上とする。また、各
噴出孔5は図1では多角形の各辺上に配列されている
が、円周上に配列するようにしてもよく、環状領域に配
列されれば具体的配置は限定されない。
続相状態の液体2として1wt%のPVA溶液を貯留
し、液滴化対象液としてモノマー溶液を多孔部材4に供
給して噴出孔5から1孔あたり1.2g/minの流量
で噴出させ、その噴出流に振動子11により1700H
zの正弦波振動を与えた。そのモノマー溶液として、ラ
ウロイルアクリレート/酢酸ビニル/ジビニルベンゼン
/ラウロイルパーオキサイド=80/10/9/1のも
のを用いた。また、噴出孔5の径は80μm、配列ピッ
チPは1.5mmとし、図1に示すように多孔部材4の
環状領域であって平面視正6角形の各項点部分におい
て、噴出孔5が配列されない空域6を設けた。空域6ヶ
所の周方向幅の総和は、環状領域の周長の0.18倍で
あった。また環状領域の外接円の半径は13.5mmで
あった。
な単分散液滴12が生成された。すなわち、その液滴1
2の上昇流は周囲のPVA溶液2を伴って上昇するが、
その液滴の上昇流の中心部と周方向間の双方に液滴12
の存在しない領域が生じる。この液滴の存在しない領域
はPVA溶液2が上昇流の中心に向かう通路になるの
で、液滴12の上昇流に生じる縮流が小さくなり、液滴
12相互の衝突が防止される。これにより得られた液滴
を常法により重合させた結果、直径約265μmの均一
な径のポリマービーズが得られた。
数の噴出孔が配列される多孔部材の環状領域に、周方向
に間隔をおいて噴出孔が配列されない複数の空域を設け
るという簡単な構成で液滴の均一化を図ることができ
る。
材の平面図
明図
明図
Claims (1)
- 【請求項1】 連続相状態の液体を貯留する容器と、こ
の容器の内部に配置される多数の噴出孔を有する多孔部
材と、この多孔部材に液滴化対象液を供給する手段と、
その噴出孔から噴出される液滴化対象液を振動させる手
段とを備え、その多数の噴出孔が環状領域に配列されて
いる液滴生成装置であって、前記噴出孔が配列される多
孔部材の環状領域に、周方向に間隔をおいて噴出孔が配
列されない複数の空域が設けられていることを特徴とす
る液滴生成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34206899A JP3467220B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 液滴生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34206899A JP3467220B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 液滴生成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001151803A true JP2001151803A (ja) | 2001-06-05 |
JP3467220B2 JP3467220B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=18350917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34206899A Expired - Fee Related JP3467220B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 液滴生成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3467220B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009507975A (ja) * | 2005-09-14 | 2009-02-26 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 液体の滴下法 |
-
1999
- 1999-12-01 JP JP34206899A patent/JP3467220B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009507975A (ja) * | 2005-09-14 | 2009-02-26 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 液体の滴下法 |
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JP3467220B2 (ja) | 2003-11-17 |
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