JP2002541501A - カプセルベースの起電ディスプレイにおける使用のための液滴を作製するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 実質的に均一な液滴の分散を形成するための方法が提供される。第１流体中に懸濁された複数の粒子を含む内部相（１０）が提供され、第２流体を含む外部相（１２）が提供される。内部相（１０）は、振動され、内部相（１０）は、外部相に適用される。内部相（１０）または内部相と外部相（１０、１２）の組み合わせのいずれも、一連の液滴（３０）または実質的に均一なサイズの複合液滴（２８）を形成する。本発明によって、起電ディスプレイに有用なカプセルを形成するために多量の実質的に均一なサイズの液滴または複合液滴を作製し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （関連出願の相互参照） 本願は、１９９９年１０月６日に出願されたＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ０９／４１３，０
０９の一部継続出願であり、その開示は、本明細書中において参考として援用さ
れる。本願はまた、１９９９年４月６日に出願されたＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ６０／１２
７，９６４に対する優先権を主張し、その利益を主張し、その開示は、本明細書
中において参考として援用される。

【０００２】 （技術分野） 本発明は、一般的に、カプセルベースの起電ディスプレイにおける使用のため
に、多量の実質的に単分散な液滴を作製するための方法に関する。より詳細には
、本方法は、第２相に導入するために、第１相（この第１相は流体および粒子を
含む）の実質的に均一なサイズの液滴を作製する工程に関するか、または本方法
は、第１相（この第１相は流体および粒子を含む）から形成されるコアならびに
第１相をシェルとして取り囲む第２相を有する実質的に均一なサイズの複合液滴
を作製する工程に関する。

【０００３】 （発明の背景） 伝統的な乳化方法は、起電ディスプレイにおいて使用されるカプセルを形成す
るには理想的に適してはいない。現在の方法は、所望のサイズ範囲よりも小さい
分散相液滴を作製する。例えば、いくつかのシステムは、直径数十ミクロメート
ルの液滴を作製するが、典型的な液滴は、０．０１μｍ〜１μｍのオーダーであ
る。さらに、多くの伝統的な乳化技術は、多分散の乳濁液（すなわち、狭い液滴
サイズ分布によっては特徴付けられない乳濁液）を生じる。従って、起電ディス
プレイにおいて使用されるカプセルを形成するために実質的に均一なサイズの液
滴を作製する必要がある。

【０００４】 （発明の要旨） 本発明の方法は、起電ディスプレイに有用なカプセルを形成するために多量の
実質的に均一なサイズの液滴または複合液滴を作製し得る。さらに、本発明の方
法は、流体と複数の粒子の両方を含む第１相から実質的に均一なサイズの液滴の
グループを作製し得る。これらの液滴は、第２相に適用される。一旦、第２相と
接触すると、液滴をカプセル化する工程を含む任意の種々の工程が実施され得る
。あるいは、本発明の方法は、起電ディスプレイを形成するために有用なカプセ
ルを形成するために実質的に均一なサイズの複合液滴のグループを作製し得る。
複合液滴は、そのコアにおいて第１相（流体および複数の粒子を含む）、ならび
にシェルとして第１相を取り囲む第２相から形成される。典型的には、この複合
液滴のコアはまた、複合液滴のグループ中の他のコアに対して実質的に均一なサ
イズの液滴である。

【０００５】 本発明の１つの局面において、実質的に均一な液滴を形成するための方法は、
非水性内部相を提供する工程；外部相を提供する工程；内部相を振動させる工程
；および内部相を外部相に適用する工程を包含する。内部相は、第１流体に懸濁
された複数の粒子を含み；外部相は、第２流体を含み；そして実質的に均一なサ
イズの一連の液滴が形成される。液滴は、内部相から形成され得るか、または液
滴は、内部相と外部相の両方から形成され得る。

【０００６】 本発明のこの局面は、以下の特徴のいずれかを有し得る。第１の流体は、油状
物であり得る。第２流体は、水溶液であり得る。内部相を外部相に適用する工程
は、構造内に含まれる内部相を有する工程および内部相を加圧する工程を包含し
、その結果、内部相が、構造から外部相に出る。上記適用工程の間、内部相は、
少なくとも１つの開口部を通って出され得、少なくとも１つの列の液滴で出され
得；そして／または複数の位置において外部相に適用され得る。液滴は、約２０
μｍ〜約３００μｍの直径を有し得、そして一連の液滴で他の液滴と比較して実
質的に均一なサイズを有し得る。内部相を振動する工程は、内部相を振動部材を
用いて振動する工程を包含し得る。振動部材は、圧電変換器であり得る。あるい
は、電気機械的または磁気ひずみまたは他の類似の振動部材が使用され得る。内
部相を振動する工程は、内部相を含む導管を振動する工程を包含し得、そして／
または内部相は、液滴の２つ以上の列中の導管から出得、そして／または導管の
先端（ここを通って内部相が外部相に出る）は、外部相と連絡し得る。内部相を
外部相に適用する工程は、２つの隣接するチャネルを通って内部相および外部相
を実質的に出る工程を包含し得る。これらの２つの隣接するチャネルは、同心性
のノズルで終端となり得る。本方法は、さらに粒子を第１流体と混合する工程を
包含する。混合は、内部相内に流れを誘導することによって達成され得る。

【０００７】 本発明の別の局面において、実質的に均一な液滴を形成するための方法は、非
水性の内部相を提供する工程；外部相を提供する工程；および容器の開口部を通
して内部相を外部相に適用する工程を包含する。内部相は、第１流体内に懸濁さ
れる複数の粒子を含み、そして外部相は、第２流体を含む。内部相は、外部相に
対して移動され、その結果、内部相が外部相と接触するとき、液滴が内部相の残
りから分離し、そしてその結果、実質的に均一なサイズの一連の液滴が形成され
る。本発明のこの局面は、さらに、内部相を振動する工程を包含する。

【０００８】 本発明の別の局面において、実質的に均一な液滴を形成するための方法は、非
水性内部相を提供する工程；外部相を提供する工程；および内部相を外部相に適
用する工程を包含する。内部相は、第１流体に懸濁された複数の粒子を含み；外
部相は、第２の流体を含み；内部相は、バルブによって加圧され、拍動（ｐｕｌ
ｓｅ）され、その結果、内部相が実質的に均一なサイズの一連の液滴を形成する
。

【０００９】 本発明は、以下の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲にさらに詳細に記
載される。図面において、類似の参照文字は、一般的に、異なる図面を通して同
じ部分を示す。また、図面は、必ずしも一定の比率ではなく、かわりに一般的に
、本発明の原理を示す際に強調がなされる。

【００１０】 （発明の説明） 本発明は、液体（オイルベースまたは水性、そして本明細書中以下「内部相」
という）の、別の液体（水性またはオイルベース、そして本明細書中以下「外部
相」という）への分散の適用に関する。一般的に、内部相は非水性であり、粒子
を含み、そして内部相を含む構造から放出され、それによって実質的に均一な液
滴または実質的に均一な複合液滴が形成される。内部相が構造から放出される場
合、内部相は、同時に外部相に適用されるか、または放出とは異なる時間で、外
部相に適用されるかのいずれかである。特定の実施形態においては、内部相が外
部相中に放出される場合、内部相の液体分散は、外部相内で乳化される。この乳
化技術は、例えば、外部相中の成分によるカプセル化によって起電ディスプレイ
のためのカプセルを生成するために、一連の実質的に均一なサイズの内部相の液
滴を形成するために使用され得る。他の実施形態においては、内部相および外部
相が、隣接する、同軸ノズルを通って同時に放出される場合、一連の実質的に均
一なサイズの複合液滴（内部相のコアおよび薄い外部相のシェルを有する液滴）
が生成される。これらの複合液滴はまた、外部相シェルを硬化することによって
カプセル化され得る。代表的には、これらの複合液滴のコアもまた、実質的に均
一なサイズである。従って、本発明の方法は、ハイスループットの、高品質のカ
プセル生成に向かう、カプセルベースの起電ディスプレイ技術の進歩に寄与する
。

【００１１】 （Ｉ．起電ディスプレイ） 一歩退いて、起電ディスプレイは、長年の間、熱心な研究および開発の対象で
あった。起電ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較した場合、良好な輝度お
よびコントラスト、広い視角、状態双安定性、ならびに低い電力消費の特性を有
する。それにも関わらず、これらのディスプレイの長期的な画質に関する問題は
、それらの広範な使用を妨げてきた。例えば、このようなディスプレイを作製す
る粒子は、クラスター形成および沈殿する傾向にあり、これらのディスプレイに
対して不適当な耐用年数を生じる。

【００１２】 カプセル化起電ディスプレイは、代表的には、伝統的な起電デバイスのクラス
ター形成および沈殿の失敗様式に苦労せず、そしてさらなる利点（例えば、種々
の可撓性の基板および固い基板上に、ディスプレイを印刷またはコートする能力
）を提供する。用語「印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）」は、印刷およびコーティング
のすべての形態を含むことを意図され、そのような印刷およびコーティングとし
ては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：予め計量された（ｐｒｅｍ
ｅｔｅｒｅｄ）コーティング（例えば、パッチダイコーティング、スロットコー
ティングまたは押出コーティング、スライドコーティングまたはカスケードコー
ティング、およびカーテンコーティング）；ロールコーティング（例えば、ナイ
フオーバーロールコーティング、順方向ロールコーティングおよび逆方向ロール
コーティング）；グラビアコーティング；浸漬コーティング；スプレーコーティ
ング；メニスカスコーティング；スピンコーティング；ブラシコーティング；エ
アナイフコーティング；シルクスクリーン印刷プロセス；静電印刷プロセス；熱
印刷プロセス；インクジェット印刷；ならびに他の類似の技術。従って、得られ
るディスプレイは、可撓性があり得る。さらに、このディスプレイ媒体は、（種
々の方法を用いて）印刷され得るので、このディスプレイ自身、安価に作製され
得る。

【００１３】 広い概要においては、カプセル化起電ディスプレイは、可撓性のある、反射デ
ィスプレイを提供し、このディスプレイは、容易に製造され得、そしてほとんど
電力を消費し得ない（または、特定の状態の双安定ディスプレイの場合は、全く
電力を消費しない）。従って、このようなディスプレイは、種々の適用に組み込
まれ得る。このディスプレイは、電荷に応答して移動する粒子から形成され得、
そしてこの粒子を含み得る。この操作の様式は、代表的には、起電ディスプレイ
の分野にある。粒子が、電荷によって整列し、特定の配置をとるディスプレイは
、多くの形態をとり得る。一旦、電場が取り除かれると、粒子の光学的状態は一
般的に安定（例えば、双安定）であり得る。さらに、次の電荷を提供することに
よって、先の粒子の配置を変化させ得る。いくつかのカプセル化起電ディスプレ
イは、２以上の異なる型の粒子を含み得る。このようなディスプレイとしては、
例えば、懸濁液中の複数の異方性粒子および複数の第２の粒子を含むディスプレ
イが挙げられ得る。第１の電場の適用は、異方性粒子に特定の配向を帯びさせ、
そして光学特性を提示させ得る。次いで、第２の電場の適用は、複数の第２の粒
子を動かし、それによって、異方性粒子の配向性をなくし、そして光学特性を妨
げ得る。あるいは、異方性粒子の配向は、複数の第２の粒子のより容易な移動を
可能にし得る。この粒子は、実質的に懸濁液の反射率と一致する反射率を有し得
る。

【００１４】 カプセル化起電ディスプレイは、ディスプレイの光学状態が、ある長さの時間
、安定であるように構成され得る。ディスプレイが、この様式で安定である２つ
の状態を有する場合、このディスプレイは、双安定である。ディスプレイの２よ
り多い状態が安定である場合、このディスプレイは、多安定性である。本発明の
目的のために、用語双安定は、一旦、アドレッシング電圧が取り除かれると、任
意の光学状態が固定されたままになるディスプレイを示す。しかし、双安定状態
の定義は、ディスプレイの適用に依存する。光学状態が、必要とするビューイン
グタイムにわたって、実質的に変化しない場合、ゆっくり減衰する光学状態は、
効率的に双安定であり得る。例えば、数分ごとに更新されるディスプレイにおい
ては、何時間もまたは何日間も安定なディスプレイの画像は、特定の適用に対し
て効率的に双安定である。従って、本発明の目的のために、用語双安定はまた、
特定の適用に対して効率的に双安定であるために、十分に永続する光学状態を有
するディスプレイを示す。あるいは、一旦、ディスプレイに対するアドレッシン
グ電圧が取り除かれると、急速に画像が減衰する（すなわち、ディスプレイは、
双安定でも多安定でもない）、カプセル化起電ディスプレイを構築することが可
能である。カプセル化起電ディスプレイが双安定であるか否かに関わらず、その
双安定性の程度は、起電粒子、懸濁液、カプセル、およびバインダー材料の適切
な化学修飾により制御され得る。

【００１５】 カプセル化起電ディスプレイは、多くの形態をとり得る。このディスプレイは
、バインダー中に分散されたカプセルを含み得る。このカプセルは、任意のサイ
ズまたは形状であり得る。このカプセルは、例えば、球状であり得、そしてミリ
メートル範囲またはミクロン範囲の直径を有し得るが、好ましくは約１０〜約数
百ミクロンである。このカプセルは、カプセル化技術によって形成され得る。粒
子は、カプセル中にカプセル化され得る。この粒子は、２以上の異なる型の粒子
であり得る。この粒子は、例えば、有色、発光性、光吸収性または透明であり得
る。この粒子は、例えば、ニートな顔料、染色（レーキ）顔料、または顔料／ポ
リマー複合体を含み得る。ディスプレイは、さらに粒子が分散される懸濁液を含
み得る。

【００１６】 一般的に、カプセル化起電ディスプレイは、光を吸収または散乱し、液体中に
懸濁されている、１種以上の粒子を含むカプセルを含む。１つの例は、カプセル
が、染色された懸濁液に分散された１種以上の電気泳動的に移動する粒子を含む
システムである。別の例は、カプセルが、透明な懸濁液中に懸濁された２つの別
の種の粒子を含み、１種の粒子は、光を吸収する（黒色）が、他方の種の粒子は
光を散乱する（白色）、システムである。他の拡大（色素を有するかまたは有さ
ない、２種より多い粒子など）が存在する。粒子は、通常、固体顔料、染色した
粒子、または顔料／ポリマー複合体である。

【００１７】 起電ディスプレイにおいては、粒子は、カプセルにわたって電場をかけること
によって配向されるかまたは移動され得る。電場は、交流場または直流場を含み
得る。電場は、カプセルを含むディスプレイに隣接して配置される、少なくとも
１対の電極によって提供され得る。

【００１８】 カプセル化起電ディスプレイの成功した構築は、これらの材料およびプロセス
すべての適切な相互作用を必要とする。ポリマーバインダー（例えば、カプセル
を基板に結合するため）、起電粒子、液体（例えば、起電粒子を取り囲み、そし
て移動のための媒体を提供するため）、およびカプセル膜（例えば、起電粒子お
よび液体を封入するため）のような材料は、すべて化学的に適合性でなければな
らない。カプセル膜は、起電粒子と有用な表面相互作用で係合し得るか、または
液体とバインダーとの間の不活性な物理的境界として作用し得る。ポリマーバイ
ンダーは、カプセル膜と電極表面との間の接着剤として設定され得る。

【００１９】 種々の材料を使用して、起電ディスプレイを作製し得る。これらの材料の選択
は、製造されるべきディスプレイの機能的成分に基づく。このような機能的成分
としては、粒子、色素、懸濁液、安定添加剤／荷電添加剤、およびバインダーが
挙げられるが、これらに限定されない。１つの実施形態においては、懸濁粒子デ
ィスプレイを作製するために使用され得る粒子の型としては、散乱顔料、吸収顔
料、および発光顔料が挙げられる。このような粒子はまた、透明であり得る。例
示的な粒子は、二酸化チタンを含み、これは金属酸化物（例えば、酸化アルミニ
ウムまたは酸化ケイ素など）で１層または２層にコートされ得る。このような粒
子は、コーナーキューブとして構築され得る。発光粒子は、例えば、硫化亜鉛を
含み得る。硫化亜鉛粒子はまた、電気伝導を減少させるため、絶縁性コーティン
グでカプセル化され得る。光遮蔽粒子または光吸収粒子は、例えば、色素または
顔料を含み得る。起電ディスプレイにおける使用のための色素の型は、当該分野
においてよく知られている。有用な色素は、代表的には懸濁液に溶解し、そして
さらにポリマー鎖の一部となり得る。色素は、熱的プロセス、光化学的プロセス
および化学的拡散プロセスによって重合され得る。単一の色素または色素の混合
物もまた、使用され得る。

【００２０】 懸濁（すなわち、起電）液は、高抵抗率の液体であり得る。懸濁液は、単一の
液体であり得るか、または２以上の液体の混合物であり得る。懸濁液は、単一の
液体であるか液体の混合物であるかに関わらず、カプセル内の粒子の密度と実質
的に一致する密度を有し得る。懸濁液は、ハロゲン化炭化水素（例えば、テトラ
クロロエチレンなど）であり得る。ハロゲン化炭化水素はまた、低分子量のポリ
マーであり得る。１つのこのような低分子量のポリマーは、ポリ（クロロトリフ
ルオロエチレン）である。このポリマーについての重合度は、約２〜約１０であ
り得る。

【００２１】 さらに、カプセルは、バインダー中で形成されるか、または後からバインダー
中に分散され得る。バインダーとしての使用のためのポリマーとしては、水溶性
ポリマー、水分散ポリマー、油溶性ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリ
マー、およびＵＶ硬化ポリマーまたは放射線硬化ポリマーが挙げられる。

【００２２】 本明細書中に記載される例は、カプセル化起電ディスプレイを用いて列挙され
るが、十分に作用すべき他の粒子に基づくディスプレイメディアもまた存在し、
このようなディスプレイメディアとしては、カプセル化懸濁粒子および回転ボー
ルディスプレイが挙げられる。他のディスプレイメディア（例えば、液晶および
磁粉）もまた有用であり得る。

【００２３】 いくつかの場合においては、プロセスの別個のカプセル化工程は必要ではない
。起電液は、バインダー中（またはバインダー材料の前駆体）に直接分散される
かまたは乳化され、いわゆる「ポリマー分散起電ディスプレイ」を形成する。こ
のようなディスプレイにおいては、個々の起電相は、たとえカプセル膜が存在し
なくても、カプセルまたはマイクロカプセルと呼ばれ得る。このようなポリマー
分散起電ディスプレイは、カプセル化起電ディスプレイのサブセットであると考
えられる。

【００２４】 カプセル化起電ディスプレイにおいては、バインダー材料がカプセルを取り囲
み、そして２つの結合している電極を分離する。このバインダー材料は、カプセ
ルおよび結合している電極に適合性でなければならず、そして容易な印刷または
コーティングを可能にする特性を有していなければならない。バインダーはまた
、水、酸素、紫外光、起電液、または他の材料に対するバリア特性を有し得る。
さらに、バインダーは、界面活性剤および架橋剤を含み得、これはコーティング
または耐久性に役立ち得る。ポリマー分散起電ディスプレイは、エマルジョンま
たは相分離型であり得る。

【００２５】 （ＩＩ．実質的に均一なサイズの液滴、複合液滴、および／またはカプセルの
作製） 本発明は、特に、実質的に均一なサイズの液滴または複合液滴の作製を通して
、カプセルの作製を容易にすることによる、これらのカプセル化ディスプレイを
作製するための材料および方法を提供する。特定の実施形態においては、内部相
は、流動中の外部相中に排出され、そして種々の物理学的理由のために、液滴の
列に分解する。他の実施形態においては、内部相および外部相は、隣接する、同
軸のノズルを通して同時押出しされ、そして化合物の噴流は、複合液滴の列に分
解する。本明細書中で使用される場合、「列（ｔｒａｉｎ）」は、それらのお互
いに対する位置を考慮することなく、２以上の液滴（または複合液滴）の任意の
群をいう。しばしば、液滴（または複合液滴）の列は、実質的に線に沿って体系
付けられた液滴（または複合液滴）の群である。しかし、液滴（または複合液滴
）の列は、この配向を有する必要はない。

【００２６】 代表的には、本発明の方法は、内部相液滴の乳化物を作製し、この液滴は、狭
いサイズ分布によって特徴付けられるか、または内部相のコアおよび外部相のシ
ェルを有する複合液滴を作製し、この複合液滴は、狭いサイズ分布によって特徴
付けられる。本明細書中で使用される場合「単分散」液滴（または複合液滴）は
、実質的に均一なサイズである２以上の液滴（または複合液滴）をいう。例えば
、実質的に均一なサイズの液滴（または複合液滴）の群においては、液滴（また
は複合液滴）の群の平均直径の約２０％以内、好ましくは約５％以内である直径
を有する任意の１つの液滴（または複合液滴）は、単分散である。また、液滴（
または複合液滴）は、約２０μｍ〜少なくとも約３００μｍの直径にわたるよう
に作製され得る。これらの液滴（または複合液滴）は、所望される特定の直径に
関して単分散であり得る。

【００２７】 いくつかの技術が、乳化物を作製するために使用されてきた。これらの技術と
しては、機械混合技術（例えば、コロイドミル、ローターまたはローター／ステ
ーターシステム、および静力学（インラインミキサー））、他の混合技術（例え
ば、超音波攪拌および振動ブレード上の分散相のジェット流）、均質化技術（例
えば、超高剪断機械混合、および小さい開口部を通る高圧下の相の流れ）ならび
にクロスフロー技術（例えば、第１の相が毛細管または膜における開口を通って
、第２の相に押し出され、それによって第１の相の液滴が、第２の相の強制的な
動きによって開口部から取り除かれる）が挙げられる。

【００２８】 これらの技術（例えば、混合方法）のいくつかは、一般的には、高収率の実質
的に均一なサイズの液滴（または複合液滴）を生成しない。さらに、電気泳動的
に移動する粒子を含むカプセルの作製のような状況においては、作製される液滴
（または複合液滴のコア）が、液体および固体（例えば、懸濁液および電気泳動
的に移動する粒子）の両方を含む場合、粒子を含む内部相を外部相に適用する方
法（例えば、別の相へ分解する１つの相のジェット流の生成、または１つの相と
別の相の同時押出し）は、１つの液体（または液体の組み合わせ）の第２の液体
への単なる適用とは実質的に異なる問題に直面する。例えば、内部相が液体およ
び粒子を含む本発明においては、内部相に存在する大きい面積の液−固界面、流
動可能な液体と対照的に、流動不可能な固体の性質、ならびに液体が固体粒子に
関して移動しようとする場合の摩擦力および／または剪断力を考慮すると、固体
および液体の両方を含む内部相を、下記のように外部相へ適用することが成功す
ることは明らかではない。さらに、内部相を振動させて液滴（または複合液滴）
を作製する工程を包含し、そして液体の振動特性に依存し得る方法は、内部相が
単純な液体である状況から、内部相が固体を含む液体である状況へ、原理的に移
行され得ない。なぜなら、このような特徴は、固体の存在によって変化するから
である。

【００２９】 このように、金属、インク、モノマーおよび他の材料の単分散液滴を生成する
ためにジェットの励振を予め使用したが、これは、特にジェットが非水性流体お
よび粒子を含む相である状況において、実質的に単分散の乳濁液を形成するため
の一般的な実施として確立されなかった。このように、ジェット分解法は、起電
ディスプレイにおいて使用されるカプセルの製造に関連するプロセスにおいて使
用されなかった。さらに、２つ以上の流体の同時押し出しは、一方の流体の単分
散複合液滴を別の流体と共に生成するために使用されたが、これもまた、実質的
に均一なサイズの複合液滴、粒子を含む非水性流体を含むコアおよびコアを取り
囲む外部相のシェルからなる複合液滴を形成するために一般的な実施として確立
されなかった。少なくとも流体および粒子からなる実質的に均一なサイズの液滴
の形成、または流体および粒子を含むコアならびに第２の流体のシェルからなる
実質的に均一なサイズの複合液滴の形成の利点としては、以下が挙げられる：こ
のような液滴または複合液滴を高速度で生成し得ること；このような液滴または
複合液滴をスケールに応じて生成し得ること；および約２０μｍから少なくとも
約３００μｍまでの範囲の平均滴サイズを有する、実質的に均一なサイズの内部
相液滴または複合液滴を生成し得ること。

【００３０】 本発明の種々の実施形態における液滴サイズまたは複合液滴サイズの調節は、
以下のものを変更することによりなされ得る：内部相が出る開口部および／また
は外部相が出る開口部の、サイズおよび／または形状；内部相および／または外
部相が曝される圧力；回転して内部相の液滴を形成するデバイスの回転速度；な
らびに／あるいは振動部材が振動される周波数または振幅。種々の系は、平行プ
レートジオメトリー（Ｃｏｕｅｔｔｅフロージオメトリー）、代替（ａｌｔｅｒ
ｎａｔｉｖｅ）管フロージオメトリー（Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅフロージオメトリ
ー）、ジェットの軸またはジェットの横軸に沿った振動、および個々のキャピラ
リー管からの分配を含み得る。

【００３１】 図１を参照すると、１つの実施形態において、粒子２０を含む流体（例えば、
油）である内部相１０は、開口部２２を通って外部相１２（例えばゼラチンおよ
びアカシア溶液）内に排出される。内部相１０は、ポンプ１８（または複数のポ
ンプ）により提供される圧力下にあり、概して矢印２４により示される方向に移
動する。開口部２２は、約１０μｍ〜約５００μｍの範囲の直径を有する。内部
相１０が外部相１２に出るジェット２６を形成するように排出が制御される。振
動部材１４（例えば、圧電変換器）は、電圧源１６によりある周波数にされて、
ジェット２６に振動を伝達するために使用される。ジェット２６は、部分的に振
動の周波数に従って、実質的に単分散の液滴２８の列３０（１つの液滴２８のみ
が標識される）に分解する。周波数は開口部２２のサイズおよび内部相１０の流
速に依存する。このシステムは、大きなスループットを有する。例えば、少なく
とも約３００ｍｌ／時の直径約２５０μｍの内部相液滴が、処理され得る。さら
に、この実施形態は、スケールアップされ、そして連続製造プロセスに適合され
る。

【００３２】 ここで図１０〜１２を参照すると、本発明の別の実施形態（機能において図１
に示される実施形態に類似する）は、内部相を振動および排出させ、実質的に均
一なサイズの液滴を形成する。２つの管７０、７２は、装置１００を取り囲むシ
ース７８に入り、装置１００内の構成要素を乾燥したままで、装置１００を外部
相中に沈めることを可能にする。これらの管７０、７２は、上部プレート９２に
ネジで留められる。しかし、管７０、７２は、ボンディングのような他の様式で
上部プレート９２と接続され得る。管７０、７２は、上部プレート９２において
開口部と整列する。ダイヤフラム８４は、上部プレート９２と下部プレート９４
との間に位置する。上部プレート９２における開口部は、ダイヤフラム８４にお
ける開口部と整列し、そして下部プレート９４の頂部表面に形成される２つのチ
ャネル１７０、１７２の末端１７１、１７３と整列する。ダイヤフラム８４は、
下部プレート９２の頂部表面においてチャネルの頂部を覆うことにより、チャネ
ル１７０、１７２を囲む。チャネル１７０、１７２は、排出チャンバー９０およ
び装置１００から出る開口部８６（特有の形状を有し得る）に至る。排出チャン
バー９０は、ダイヤフラム８４から開口部８６に移動すると、大きな直径の円か
らより小さい直径の円に先細りになる。ネジ９６（１つしか標識されない）は、
ネジ９６がチャネル１７０、１７２に隣接するように、そして排出チャンバー９
０が上部プレート９２と下部プレート９４とを一緒に締めつけるように位置付け
される。ネジ９６の位置により、「Ｏリング」のようなシールを使用することな
く、プレート９２、９４の間のしっかりとしたシールが可能になる。これらのプ
レート９２、９４は、代表的には金属から構築され、その結果ネジ９６の締めつ
ける力が、金属表面シールを作製する。開口部８６は、下部プレート９２と別々
に構築され得、そして排出チャンバー９０が終結する下部プレート９２に固定さ
れ得る。あるいは、開口部８６は、直接下部プレート９２に構築され得る。振動
部材８０（例えば、圧電変換器）は、実質的に均一なサイズの液滴２８の列３０
で、外部相への内部相の排出を容易にする。振動部材８０は、キャリッジ上に取
り付けられ、そしてダイヤフラム８４は、振動部材８０から排出チャンバー９０
中に位置する内部相へ振動を伝える。下部プレート９４、ダイヤフラム８４、お
よび上部プレート９２は、シールド８２であり、そして上部プレート９２および
シース７８は、シールド８２である。

【００３３】 操作の際、装置１００は、最初に内部相が装置１００の構成要素を満たすよう
に準備され、その結果、装置１００は、実質的に気泡が無い。装置１００は、加
圧されたリザーバーから、三方弁９６ａ、入口管７０、チャネル１７０、１７２
および排出チャンバー９０、出口管７２、そして三方弁９６ｂを通して内部相を
フラッシングし、内部相を排出することにより準備される。このシステムをフラ
ッシングして、システムから空気を実質的に除去した後、出口管７２の機能は三
方外部弁９６ａ、９６ｂを調節することにより切換えられ、その結果内部相は、
三方弁９６ｂを通って出口管７２に流れ、出口管７２を入口として作用させる。
従って、一旦システムが準備されると、内部相は、入口管７０および出口管７２
（ここで第２の入口管として作用する）の両方を通って装置１００内に入る。

【００３４】 内部相は、加圧されたリザーバーに溜められ、そしてリザーバーから移動させ
られる。リザーバーは、内部相分散中の粒子が重力下で沈殿するのを避けるため
に、攪拌されるか、またそうでなければ混合されるべきである。代表的には、内
部相は、機械的攪拌および／または超音波処理により攪拌され得る。機械的攪拌
は、例えば、内部相を最も小さい長さのスケールの乱流で混合するために有用で
あり、そして超音波処理は、例えば、小さいスケールにおいてさえ、粒子の凝集
を破壊するために有用である。従って、混合は、乱流特性のサイズ限界により決
定されるより低い限界まで下げられた特定のサイズの材料を攪拌し得る。少なく
ともこのより低い限界のサイズ（およびおそらくこの限界よりも上）で、超音波
処理は、より低い限界よりも小さいサイズの材料を浸透し得る。さらに、内部相
の粒子は、それらの化学的組成が、互いに離れたままにする際に補助するように
設計され得る。例えば、粒子は、粒子間の立体反発を示すように構築され得る。

【００３５】 リザーバーから、内部相は、乳化システムの細長い入口／出口管７０、７２へ
流れる。内部相は入口／出口管７０、７２を下って、これらの入口／出口管７０
、７２と整列されたチャネルの起点１７１、１７３に至り、そして湾曲したチャ
ネル１７０、１７２を（矢印１８０により示される方向で）通過する。この実施
形態において、チャネル１７０、１７２は、下部プレート９４（図１１に最もよ
く示される）の表面に機械加工される。各チャネル１７０，１７２のジオメトリ
ーは、内部相のさらなる混合を促進するように選択される。例えば、湾曲したチ
ャネルを通る流れは、内部相における流体（複数または単数）および粒子（複数
または単数）を混合する２次的な流れを誘導する。図１２において、この２次的
な流れは、湾曲したチャネル１７０のうちの１つの拡大模式図において、複数の
連続的な環の矢印１８２（１つのみが標識される）として模式的に示される。従
って、湾曲したチャネル１７０、１７２は、内部相の成分の均一性、１つ以上の
流体および１つ以上の粒子の種の流分散を維持するために、乱混合を最大にする
ために使用される。チャネル１７０、１７２における流れが乱流であることを確
実にするために、レイノルズ数は、例えば約２０００よりも大きくあるべきであ
る。レイノルズ数は、以下の式のように定義される：

【００３６】

【数１】 ここでρは、内部相分散密度であり、Ｕは、チャネルにおける分散の平均速度で
あり、Ｌは、チャネルの寸法特性（例えば、液圧直径（チャネルの断面積Ａｃの
、チャネルのウェッティッドペリメーターＰｃに対する比））であり、そしてη
は、分散の速度である。内部相分散は、いくつかの状況では、非ニュートン挙動
を示し得る。いくつかの例において、剪断力の内部相ヘの適用（例えば、装置１
００を通って移動させるために内部相を加圧することによる）は、内部相の粘性
を、剪断力が加えられない場合の粘性と比較して減少させ得る。この挙動は、多
くのコロイド懸濁液および充分に充填された分散において見出され得る。分散が
非ニュートン挙動を示すということが分析により示される場合、ηは、効果的な
粘性（すなわち、剪断力が加えられる場合の粘性）として考慮され得、当該分野
で公知の標準的な技術に従って算出され得る。

【００３７】 例えば、起電ディスプレー材料として有用ないくつかの内部相分散において、
ρは、約１０９０ｋｇ／ｍ³であり、そしてηは、約２×１０^-3Ｐａ・ｓである
。これらの値は、上記のレイノルズ数の式に挿入されてチャネルジオメトリーに
ついての状況を説明し、このチャネルジオメトリーは、チャネルがこの型の内部
相分散を含む場合に、チャネルにおける内部相の充実質的に完全な乱流を提供す
るために充分であるべきである。以下の式１および２は、数学的に等価であるが
、互いに対して数学的に転換される。これらの計算は、例示的であり、限定を意
図しない。

【００３８】

【数２】 所定のチャネルジオメトリーに関して、（１）または（２）の拘束は、チャネル
における内部相の最小平均速度を束縛する。あるいは、このシステムの必要な流
速は固定されているとみなされ得、そしてチャネルジオメトリーは、（１）また
は（２）の拘束を満たすように設計される。

【００３９】 乳化システムの連続して安定な操作を維持するために、代表的には、開口部８
６および湾曲したチャネル１７０、１７２は、内部相中の固体粒子で詰まるべき
ではない。詰まりを避けるために、開口部８６の直径および湾曲したチャネル１
７０、１７２の断面積は、システム中の最も大きな粒子の直径の少なくとも約５
倍、そして好ましくは約１０倍であるべきである。また、開口部８６および湾曲
したチャネル１７０、１７２の形状は、流れる内部相の磨耗効果に起因して長期
間にわたって変化しないべきである。開口部のジオメトリーは、広範な種々の構
成から選択され得るが、より長い耐用年数を達成するために、鋭い縁と反対に、
この装置１００における排出チャンバー９０からの開口部８６への滑らかな入口
を使用することが望ましい。滑らかな開口部入口が好ましい。なぜなら、高流速
において、内部相中の粒子は、徐々に任意の鋭い縁を磨耗し、それにより使用期
間の関数として、鋭い縁を有する開口部の開口部性能を改変する。さらに、開口
部８６は、磨耗耐性材料（例えばステンレス鋼またはサファイア）から作製され
得るか、または磨耗耐性材料でコーティングされ得る。

【００４０】 装置１００は、外部相に出る、粒子を含む内部相の液滴を生成するために操作
される。比較として、２つの方法（「ドロップ−オン−デマンド」および「連続
ジェット」）が、インクの滴を生成するインクジェッ技術において存在する。従
来のドロップ−オン−デマンドインクジェットプリンターは、電圧パルスを圧電
変換器に送ることによって作動され、これは小さいチャンバー中の流体を迅速に
加圧する。流体は、チャンバーに付随の開口部から出、従って約５μｓ〜１０μ
ｓのタイムスケールで単一の滴を排出する。排出後、システムはより長いタイム
スケール（約５０μｓ〜１０，０００μｓ）にわたって再平衡化され得る。ドロ
ップ−オン−デマンド法は、従来の連続インクジェットデバイスと対照的であり
、この方法において、加圧された流体は、開口部から排出され、そして圧電変換
器の振動は、ジェットにおけるキャピラリー不安定性を励振する。しかし、これ
らの方法のいずれも、内部相を静止外部相に排出するために適切ではない。ドロ
ップ−オン−デマンドシステムは、滴を粘性の外部相に圧入し得る適切な運動量
を排出される滴に伝達しない。連続ジェットシステムは、外部相の存在によりキ
ャピラリー不安定性の強度が実質的に減少されるため、不適切である。キャピラ
リー不安定性は、その現象によって開口部から出る流体のジェットが不安定にな
る現象である。この現象は、ジェットが発生する開口部からおよそ数個の液滴の
直径より大きいある点において、ジェットの分割を生じる。これらの連続ジェッ
トシステムに関与する多くの状況に関して、実際、剪断力（ジェットの表面と外
部相との間の界面で作用する）は、キャピラリー不安定性を駆動する力に必要以
上の力を与える。従って、ジェットは、全く分解しないか、または有用な液滴を
生成するように分解しないかのいずれかである。結果として、粒子を含む１つ以
上の流体の液体外部相への分散を乳化するために、これらの既存の滴の排出方法
のいずれかを使用することは困難である。

【００４１】 この問題を克服するために、装置１００は、高速で個々の滴を排出する技術を
使用する。この方法において、内部相は、静圧Ｐに加圧され、そして圧電変換器
８０は、周期的電圧信号によって振動する。圧力および圧電励振電圧信号は、開
口部からの流速が、図１３に示されるプロフィールと同様の様式で変化するよう
に選択される。図１３は、時間（「ｔ」）にわたる排出された内部相の速度（「
Ｕ」）を示す。内部相の圧力が、圧電変換器８０に加えられる信号の周波数およ
び振幅に適切に適合される場合、および排出速度が約１０００液滴／秒である場
合に、図１３のプロフィールが起こり得る。この例において、排出速度は、約０
から約２１ｍ／ｓまで一時的に変化する。このプロフィールは、内部相のスラグ
（高速で開口部８６から排出される）が、圧電変換器８０により課される拍動性
の流れに起因して、開口部８６の近傍で細くなるということを示す。すなわち、
内部相は高速で（図１３におけるシヌソイド波のピーク）排出され、そして内部
相の速度が０（図１３におけるシヌソイド波の谷）に接近するときに細くなる。
内部相の速度は、システムの静圧（内部相を装置１００の通路を通って移動させ
る）および振動部材８０の動的圧力（静圧に重ねられる）により制御される。従
って、動的圧力はシステムを高速と低速との間で振動させ得る。図１３は、例示
的であり、限定を意図しない。さらに、内部相のジェットの制御された分解を生
じるために、０に達する必要はなく、そして内部相の速度は、速度の他の値にお
いて高速とみなされ得る。これらの上の値および下の値は、使用される内部相の
ような多くの変数に依存する。例えば、より高速から約５ｍ／ｓまでさえの減少
は、このジェットの制御された分解を生じ得ることが意図される。従って、装置
１００の性能は、ドロップ−オン−デマンドインクジェットと異なる。なぜなら
ば、ドロップ−オン−デマンドインクジェットは、連続的な様式で操作され、そ
して代表的には静止状態に再平衡しないからである。また、装置１００の性能は
、連続インクジェットとも異なる。なぜならば、連続インクジェットは、個々の
滴を形成するために、出されるジェットのキャピラリー不安定性のみに依存する
からである。対照的に、装置１００は、連続インクジェットと異なる様式で駆動
され、およそ数個の液滴の直径の、液滴が出る開口部内で形成する液滴を生じる
。より詳細には、装置１００において、内部相は、加圧され、かつ圧電により生
成した振動に供され、開口部における液滴の振動したピンチオフを生じ、一方連
続インクジェットにおいて、振動はレイリー不安定性を増強するように指向され
る。従って、本発明は、ハイスループットを制御された液滴形成と組合せ、そし
て上記のような現在のインクジェット技術の問題を克服する。

【００４２】 圧力および振動シグナルが適切に一致されない場合、このシステムは、上記の
様式で機能しない。その代わりに、非理想的に一致されたシステムの代表的プロ
ットは、図１４（放出された内部相の速度（Ｕ）：ｙ軸、および時間（ｔ）：ｘ
軸）中に示され、ここで、排出速度は、約９ｍ／ｓから約１７ｍ／ｓまで変化す
る。この配置において、液滴の離脱は、開口部８６で生じない。その代わり、弱
いパルスであるが連続した、内部相のジェットは、開口部８６から出る。この流
れは、種々のサイズの液滴に分解しそうである。

【００４３】 図１０〜１２中に示される装置１００は、多数の設計パラメータおよび操作条
件に対して感応的である。いくらかの調節可能なパラメータとしては、振動部材
８０（例えば、圧電変換器）の振動、排出チャンバ９０のサイズおよび形状、開
口部８６のサイズおよび形状、チャネル１７０、１７２のサイズおよび形状、な
らびにダイヤフラム８４のサイズおよび厚さが挙げられる。

【００４４】 振動部材８０は、内部相が排出されるチャンバ９０の満足な大部分の容量を置
換するように、設計されねばならない。振動部材８０による（ダイヤフラム８４
を介する）この排出チャンバ９０における内部相の最大容量変位（「Δ_Vmax」）
は、およそ

【００４５】

【化１】 によって所与され、ここで、αは、振動部材８０の特性であり、かつ適用された
電圧（「Ｖ」）の変位に関する係数であり、そしてβは、排出チャンバの半径に
関し、かつ流体圧力（「Ｐ」）の変位に関する係数である。従って、最小におい
て、装置１００の有用な操作を提供するために、特定の実施形態における設計は
、式：

【００４６】

【化２】 に従うべきである。従って、αＶは、流体圧力（Ｐ）がないときの振動部材８０
（およびダイヤフラム８４）による最大量の容量変位を記載し、そしてβＰは、
振動部材８０からの圧力に対向作用する圧力を記載する。言いかえると、式（３
）および（４）に示されるように、本発明の設計は、操作する（すなわち、内部
相は、排出チャンバ９０から外にずらされ、その結果この内部相は、開口８６か
ら外へ出る）ために正のΔＶ_max有し、そしてそれが起こるために、振動部材８
０に対する電圧の適用を生じるダイヤフラム偏倚は、排出チャンバ９０における
内部相の静電圧を生じるダイヤフラム偏倚より大きい。

【００４７】 例えば、装置１００の操作の間、Ｖは、約５０〜約３００ボルトの範囲であり
、そしてＰは、約５〜約５００ｐｓｉの範囲である。しかし、装置１００のシー
ル８２ならびにこの装置の他の構成要素が、このような圧力を支持するために十
分である場合、Ｐは、増加され得る。従って、Ｐの範囲は、部分的に、装置１０
０を構築するために使用される材料の機械的特性に依存し、そしてＰ値のこの範
囲は、高圧力下でこの装置１００の統合性を増大させる材料および設計を選択す
ることに基づいて拡大されることが考えられる。高圧力の操作は、有用である。
なぜなら、より高度なスループットの乳化を可能にし、より低い操作圧力で形成
される量より、時間あたり、内部相の実質的により均一なサイズの液滴を形成す
るからである。上記の通常の条件は、単一の開口ユニットを通して乳化される、
１時間あたり数リットルの内部相を可能にする。さらなる開口を加えることは、
より高いスループットの操作を可能にし得る。

【００４８】 さらに、振動は、同時に２種の単分散の液滴を意図的に作製するように調整さ
れ得る。この装置は、２つの型の液滴を作製し得、ここで、１つの型の液滴は、
その型の他の液滴に比較して実質的に均一なサイズである一方で、第２の型の液
滴は、その型の他の液滴に比較して実質的に均一なサイズである。例えば、この
振動は、約３００μｍの液滴のグループおよびより小さい液滴のグループを作製
するように調整され得る。従って、２つのサイズの実質的に均一なサイズの液滴
は、パターン（例えば、大きい液滴および小さい液滴を交互にする）に従って次
々に同じ開口部から現れる。

【００４９】 また、排出チャンバ９０の半径は、係数αおよびβを決定する際に役立つ。内
部相の変位を最大にするためにできるだけ大きい半径を作製することは、好まし
いが、高速度の操作のために、小さい半径を使用することは、好ましい。従って
、内部相の変位された容量を最大にしかつ内部相のスループットを最大にするた
めに到達されるバランスは、必要である。この実施形態について、チャンバ９０
の半径は、約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲である。しかし、他の半径が、本発明の
他の実施例のために意図され、変位容量および操作速度のバランス、ならびに他
の変数との相互作用に依存する。

【００５０】 チャネル１７０、１７２の長さおよび断面積はまた、制御可能な変数である。
チャネル１７０、１７２はまた、約０．２５ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲であり得、
断面積は、約２０，０００μｍ²〜約５００，０００μｍ²の範囲である。所与の
流速について、チャネル１７０、１７２の断面積は、混合を増強するレイノズル
数を増大するために減少され得る。チャネル１７０、１７２は、従来の機械加工
、化学エッチング、フォトリソグラフィープロセス、反応性イオンエッチング、
荷印刻み付け、または精密機械加工および微細加工のために有用な任意の他の技
術を使用して製造され得る。開口部８６は、約数μｍ〜約数百μｍ以上、および
好ましくは約２５μｍ〜約２００μｍの範囲の直径を有し得る。これらの開口は
、精密機械加工または微細加工のための技術を使用して製造され得、そして低部
プレート９４から別々に構築されかつ低部プレート９４に後で添加され得るか、
または低部プレート９４自体から構築され得る。

【００５１】 ダイヤフラム８４は、振動部材８０から圧力下で偏倚し得かつ合理的な耐用年
数を提供するために使用の間適切な弾力性および剛性を有する（永久歪を避ける
ため）任意の材料で作製され得る。約０．１ＧＰａ〜約４００ＧＰａ、好ましく
は約６９ＧＰａ〜約３００ＧＰａのヤング率を有する金属、および約１ＧＰａ〜
約１０ＧＰａ、好ましくは約３ＧＰａ〜約５ＧＰａのヤング率を有するポリマー
は、有用である。ヤング率が増大する場合、圧力下での振動部材８０からのダイ
ヤフラム８４の偏倚は、減少する。ダイヤフラム８４として有用な材料の１つの
例は、約数μｍから約数百μｍ、および好ましくは約２５μｍ〜約１００μｍの
範囲の厚みを有するステンレス鋼箔である。薄い箔が、好ましいが、非常に薄い
箔は、果敢な使用の間、破裂するかさもなくば永久に変形する傾向がある。ダイ
ヤフラム８４として有用な材料の別の例は、ポリイミド（例えば、Ｋａｐｔｏｎ
（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｄ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，
Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから入手可能））である。

【００５２】 上記の装置１００は、内部相の実質的に均一なサイズの液滴が外部相に排出す
ることを可能にする。生じたエマルジョンは、カプセル化され、上記のようなカ
プセル化された起電ディスプレイ材料を生じ得る。例えば、複合体コアセルベー
ションが使用され得る。しかし、種々のカプセル化技術が、使用され得る。

【００５３】 例えば、カプセル化は、油／水エマルジョンを利用するインサイチュ重合によ
って実施され得、外部相の水性環境に内部相（例えば、色素粒子の懸濁を含む誘
電液体）を分散させることにより形成される。モノマーは、重合し、水性外部相
より内部相に対してより高い親和性を有するポリマーを形成し、従って、乳化さ
れた油状の液滴の周りで凝集する。このようなインサイチュ重合の１つの例は、
負に荷電したカルボキシル置換直鎖状炭化水素の高分子電解質材料（例えば、ポ
リアクリル酸）の存在下で、油（内部相）／水（外部相）エマルジョンの水性外
部相における尿素とホルムアルデヒドとの間の重合である。生じたカプセルは、
尿素／ホルムアルデヒドコポリマーであり、そしてこれは、別個に内部相を囲む
。このカプセルは、透明であり、力学的に頑丈であり、そして良好な抵抗特性を
有する。このようなプロセスにおける使用のための他の有用な架橋剤としては、
アルデヒド、特にホルムアルデヒド、グリオキサール、またはグルタルアルデヒ
ド；ミョウバン；ジルコニウム塩；およびポリイソシアネートが挙げられる。

【００５４】 コアセルベーションアプローチはまた、内部相および外部相の油／水エマルジ
ョンを利用する。１以上のコロイドは、水性外部相から外へコアセルベートされ
（すなわち、塊状化される）、そして温度、ｐＨおよび／または相対濃度の制御
を通して内部相の油状液滴のまわりで殻として保存され、それによってカプセル
を生成する。コアセルベーションに適切なカプセル材料としては、ゼラチンおよ
びアラビアゴムが挙げられる。

【００５５】 界面重合アプローチは、内部相中の油可溶性モノマーの存在に基づき、またも
や水性外部相におけるエマルジョンとして存在する。この内部相液滴中のモノマ
ーは、水性外部相に導入されるモノマーと反応し、内部相の液滴とまわりの水性
外部相との間の界面で重合し、この液滴の周りでカプセル壁を形成する。生じた
壁は、比較的薄くかつ浸透性であり得るが、このプロセスは、他のプロセスの特
徴である上昇温度を必要とせず、従って、誘電液体の選択に関してより大きな融
通性を与える。

【００５６】 ここで、図２Ａ〜２Ｄを参照すると、別の実施形態において、上記のような、
流体および粒子２０を収容する内部相１０は、矢印３４に従って中空管３２に供
給される。この管３２は、複数の小開口部２２を有するその外表面に沿って穿孔
される。これらの開口部の直径は、約１０μｍ〜約５００μｍの範囲であり得る
。この管３２は、特定の速度で方向Ａで回転され、そして管３２の回転に伴なう
力は、内部相１０を開口部２２を通して押出させる（図２Ｂに最も良好に示され
る）。内部相１０が、外部相１２に出る場合、内部相１０の液滴２８は、内部相
１０とその周りの外部相１２との間の粘性相互作用に起因して内部相１０の残余
から離脱する。開口２２の数に依存して、液滴２８の多くの列３０（１つの列３
０のみが標識される）は、生成される（図２Ｃに最も良好に示される）。あるい
は、外部相が移動し得、そして穿孔された管は、静止したままであり得る。内部
相が管から流れる場合、内部相および外部相の相対的移動は、上記のように液滴
の列を生じる。

【００５７】 必要に応じて、振動部材１４（例えば、圧電変換器）は、穿孔された管３２（
図２Ｄ）と組み合わせられ得る。例えば、振動部材１４は、電圧１６で励振され
、そして開口部２２から液滴生成を容易にするために内部相を振動する。より詳
細には、内部相は、穿孔された管３２を通して強要され、その結果複数のジェッ
トは、管３２から半径方向外向きに出る。振動部材１４を使用して、管３２は、
その中心線軸（ジェットの軸に垂直である）に沿って励振される。振動は、同時
にジェットの各々に付与され、これらのジェットは実質的に均一なサイズの液滴
の幾らかの列に分かれる。

【００５８】 図２Ａ〜２Ｄに示される設計は、図１および１０〜１４についての上記の利点
と類似の利点を提供し、そして管３２の回転が、連続様式で開口部２２の領域に
輸送される新鮮な外部相１２を可能にするという利点をも提供する。十分な濃度
の安定化剤（例えば、ドデシル硫酸ナトリウム）を維持することは、困難である
ので、多くの乳化システムにおける開口部に非常に近い、回転管３２は、これら
の安定化剤が開口部２２に近い領域に所与されることを可能にする。他の同様な
設計は、回転または振動する穿孔された構造（例えば、球またはプレート）、ま
たはさもなければ外部相が安定化剤の局所濃度を補充するための開口部を流れる
ことを可能にするシステムが挙げら得る。

【００５９】 図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、別の実施形態において、流体および粒子２
０を含む内部相１０は、圧力下で狭いゲージ管３６を通って流れる。管３６から
の内部相１０（粒子２０を含む）の排出速度は、分散がジェット２６における管
３６の末端の開口部２２から出るほど十分大きい。この排出速度は、実質的に均
一なサイズの液滴の形成を誘発するほど十分大きい。振動部材１４（例えば、圧
電変換器）は、管３４の側面に近接する。振動部材１４は、電圧源１６からの印
加電圧によって駆動され得、その結果、狭いゲージ管３６の先端は、特定の周波
数で横に振動する。代替の実施形態において、２つの振動部材１４ａ、１４ｂ（
例えば、圧電変換器）は、管３６に近接する。二重振動部材１４ａ、１４ｂの配
置は、圧電変換器１４ａ、１４ｂが相の外にあるように構成される。例えば、単
一の電圧シグナルに応答して、１つの圧電は、拡大する一方で、その他は、縮小
する。この運動は、狭いゲージ管３６の先端の横振動を生じる。さらに、特定の
実施形態において、振動周波数は、このシステムの共鳴周波数に一致またはほぼ
一致するように、選択される。代表的に、狭いゲージ管３６の先端は、外部相１
２の表面より下に沈められ、その後このシステムは、操作される。幾らかの振動
（例えば、管３６を通る内部相１０の流速、振動の周波数、および振動の振幅）
は、内部相１０の実質的に均一なサイズの液滴２８が、ジェット２６から離脱す
るように、制御され得る。これらの液滴２８は、列３０を形成し得る。

【００６０】 特定の実施形態において、振動部材１４を用いて管３６を振動することは、図
４Ａおよび４Ｂに示されるように、２つの位置２６ａ、２６ｂの１つにおけるジ
ェットから液滴３０ａ、３０ｂの２つの列の形成へ導く。この振動部材１４は、
管３６を前後に屈曲させる。管３６の先端は、実線の１つの位置および破線の第
２の位置に示され、そして２つの位置２６ａ、２６ｂの１つにおけるジェット、
および液滴２８は、それらを生じる管３６の先端の位置に対応するように、実線
または破線で示される。一般的に、管３６からの内部相の流れは、管３６の振動
周波数に調整される。例えば、この管が方向を変える各時間において、液滴は、
内部相１０が出る開口部でまたはこの開口部付近の位置２６ａ、２６ｂの１つに
おけるジェットから離脱する。特定の実施形態において、この流速は、管３６の
１つの掃引の間、１容量の内部相１０を出るように調整され、この１容量の内部
相１０は、所望の液滴容量にほぼ等しい。従って、内部相１０のダブルジェット
２６ａ、２６ｂは、液滴２８の２つの列３０ａ、３０ｂになる。図４Ａおよび４
Ｂは、類似の実施形態を示すが、図４Ａにおいて、管３６の先端は、外部相１２
の上にあり、そして図４Ｂにおいて、この先端は、外部相１２と連絡する。

【００６１】 このシステムにおける幾らかの振動は、実施され得る。第１に、１つは、圧電
変換器の外部表面に電気的に絶縁するために任意の適切な手段を使用し得、その
結果、全体のシステムは、外部相の下に沈められ得る。例えば、圧電変換器は、
合理的にコンプリアントなエポキシでカプセル化され得、その結果、この変換器
は、なお振動し得る。あるいは、この開口は、このハウジングを通って内部相を
出る管が突出するハウジング内に含まれ得る。第２に、管および振動部材の形状
は、このシステムの自然の周波数および振動特徴を変えるように変化され得る。
単一の振動部材配置、および二重の、相外の、振動部材配置が上記される。多く
の他の配置（例えば、より振動する部材を含むかまたはこの管の長さに沿って上
下に振動部材をずらすことによる）が可能である。振動部材が管の先端（すなわ
ち、内部相が出る開口部）からさらに離れて移動される場合、この先端における
振動の振幅は、より大きくなる。第三に、「ダブルジェット」配置が狭い液滴サ
イズ分布を所与すると見い出される一方で、狭い液滴サイズ分布は、任意の数の
ジェットが開口から出ることが明らかである場合に得られることができる。最後
に、このシステムは、スループットにおける考慮すべき利点を実現するように多
重化され得る。

【００６２】 別の実施形態において、図６を参照して、高速弁４０（例えば、ソレノイド弁
）は、細いゲージ管４０または小さい開口を有する他の構造の上流に配置される
。内部相１０は、ポンプ１８によって加圧され、それによって内部相は開口から
噴出し、シャッター弁３８（開口とポンプ１８との間にある）は、流れをパルス
様式に限定するように拍動する。内部相１０のジェット２６から断ち切られて得
られた液滴２８は、実質的に均一のサイズであり、そして列３０中に現れる。こ
れらの液滴２８は、内部相流が通る開口で、またはその近くで、ジェット２６か
ら断ち切られる。この型の高速弁は、Ｌｅｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｅｓｔｂｒｏ
ｏｋ，ＣＴ）から市販されている。

【００６３】 複合液滴（および、究極的にはカプセル）はまた、複合流体ジェットの制御さ
れた崩壊から形成され得、この複合流体ジェットは、２つの非混和性の流体の同
心ノズルを通る同時押出しによって形成される。流体が押し出されるノズルで発
生するジェット表面の乱れの増大によって、流体ジェットは液滴に分解する。ジ
ェットを形成するために、最小の流体流速が望ましい。この関係は、以下の式：
Ｑ＞（π／２）（（σｄ³）／ρ）^1/2 で与えられ、ここでＱは、開口を通る流体の流量を表し、σは、流体の表面張力
を表し、ｄは、開口の直径を表し、そしてρは、流体の密度を表す。ジェット形
成は、開口を通る流体の層流を必要とするので、特定の開口の直径ｄを通る流体
の速度（以下、流体流速）は、以下： Ｒｅ＝（ρｄｕ）／η （ここで、Ｒｅは、レイノルズ数を表し、ｕは、開口を通る流体の速度を表し、
そしてηは、流体の粘度を表す）で定義されるレイノルズ数が約２１００未満で
あるという条件に拘束される。代表的には、結果は、流速が２００ミクロンの開
口について約２０ｍｌ／分未満であるか、または７４ミクロンの開口について約
７ｍｌ／分未満である。

【００６４】 複合ジェットは、１つの開口からの流体のジェットが、別の流体のジェット内
に押し出され、それによって非混和性流体の２つの同心性のスレッドが形成され
る場合に形成される。例えば、図５Ａおよび５Ｂに示されるように、粒子２０を
含有する内部相１０は、ノズル５２ａを通って中央通路５２から、ジェットとな
って現れる。また、外部相１２は、ノズル５０ａを通って第２の通路５０から、
ジェットとなって現れる。第２の、外側通路５０およびノズル５０ａは、内側通
路５２およびノズル５２ａに隣接し、内側通路５２およびノズル５２ａと同心で
あり、そして内側通路５２およびノズル５２ａを取り囲む。本明細書中で、ノズ
ルならびにそこを通って内部相および／または外部相が出てくる他の構造物は、
一般的に、開口という。ジェット分解のように、複合液滴５４は、外部相１２か
ら形成される外部シェルを有する液滴を形成する。外部相１２のシェルは、内部
相１０のコアを含む。開口５０ａ、５２ａを有するそれぞれの通路５０、５２を
通る、外部相１２と内部相１０との相対流速の調節は、複合液滴５４のコア直径
に対するシェル厚の比を制御するための１つの方法である。外部相１２の複合液
滴５４のシェルは、内部相１０のコアの周りで固体化され、起電ディスプレイデ
バイスにおける使用のためのカプセルを作製し得る。

【００６５】 振動部材１４（例えば、圧電素子）は、次いでジェット分解を制御する１つの
方法を提供するために、外部相１２および内部相１０の複合ジェットに振動を与
え得る。この振動は、内部相１０のコアおよび外部相１２のシェルを有する、実
質的に均一なサイズの連続する複合液滴の生成を促進する。また、代表的に、連
続する複合液滴において、複合液滴の内部相１０コアは、実質的に均一のサイズ
である。複合ジェットの外部振動が存在しない場合、ジェットの主な乱れは、ジ
ェットの直径の「自然な」揺らぎを生じ、これは、約４．５０８×（外側開口直
径）に等しい波長を有する。この乱れは、最終的にはジェットの崩壊を引き起こ
し、直径が約１．８９×（外側開口直径）である複合液滴を与える。外側開口直
径は、ほぼジェットの直径に等しい。乱れの波長は、ジェットの壁が正弦の形状
で特徴付けられる場合に、ジェットのみかけをいう。

【００６６】 振動部材１４の拍動によってジェットに与えられる振動は、ジェットの崩壊を
引き起こすジェット表面上の主な乱れの振動数に影響を与えることによって、振
動自体を物理的に明らかにする。上記の自然なゆらぎの振幅よりも大きな振幅を
有する振動が流体ジェットに与えられる場合、その振動の最小波長（これは、実
質的に均一なサイズの複合液滴の生成とともに、なおジェットの崩壊を引き起こ
す）は、開口の外周（すなわち、ほぼπ×（外側開口直径））にほぼ等しい。こ
の場合、複合液滴は、約１．６８×（外側開口直径）の直径で生成される。従っ
て、複合液滴および／または完成したカプセルが作製され、これは、理論的に同
じ直径（最も大きな開口直径の約２倍に等しい）を有し、そして制御可能な壁厚
を有する。さらに、球状で同心の複合液滴およびカプセルを維持するために、第
２の振動が与えられ得、これは複合ジェットの流れの方向に垂直である。この第
２の振動は、振動部材１４とは異なり、ジェット作製装置から物理的に離れてい
る供給源から生じ、外部相シェル内の内部相コアの同心性を維持するために、複
合液滴を振動するように機能する。

【００６７】 所定の開口を通る最小流体流速と最大流体流速との間で、複合液滴のサイズは
、等式： Ｄ＝（（６Ｑ）／（πｆ））^1/3 （ここで、Ｄは、複合ジェットの分解によって形成される複合液滴の直径を表し
、Ｑは、両方の開口を通る全流量速度を表し、そしてｆは、流体（複合ジェット
）の励起（振動）の振動数を表す）に従う励起振動数を調節することによって制
御され得る。約１ｍｌ／分と約１０ｍｌ／分との間の流速で、約１００μｍ〜約
２００μｍの範囲の直径を有する開口を通って、直径約３００ミクロンの複合液
滴を生成するために、約５００〜約８０，０００Ｈｚの範囲の振動数が有用であ
る。上記の等式から、流速および振動数は、所定の開口から同じサイズの複合液
滴を生成するように変化し得ることが認められるが、他の液体流条件は当てはま
らない。例えば、高流速および高振動数率は、特定のサイズの複合液滴を生成す
るが、比較的低い振動数率と組み合わせた比較的低い流速は、実質的に同じサイ
ズの複合液滴を生成する。

【００６８】 代表的なカプセルは、固体壁（例えば、ポリマー）を有する。同時押出しプロ
セスの間の、複合液滴の固体カプセル壁を有するカプセルへの作製は、いくつか
の方法で達成され得る。６つの例を以下で考察する。第１に、外部相シェルは、
揮発性溶媒中のポリマーの溶液を含み得る。この溶媒は、新しく形成された複合
液滴が、ノズルから落ちる場合、または適切な容器への収集の後に蒸発すること
が可能である。蒸発は、例えば、減圧または熱によって達成される。第２に、壁
は、外部相中の液体モノマー（例えば、シアノアクリレート（例えば、エチル２
−シアノアクリレートもしくはｎ−ブチル２−シアノアクリレート）またはシア
ノメタクリレート）から形成され得、これらのモノマーは、湿った空気と接触す
る際に重合する。第３に、外部相は、同時押出しヘッドへのそれらの流入のすぐ
前に混合される液体反応性モノマー、オリゴマー、またはプレポリマーの混合物
を含み得る。固体壁を形成する重合は、複合液滴が形成された後に起こる。例え
ば、適切な壁材料は、イソシアネート（例えば、トルエンジイソシアネート（モ
ノマー））を含み、これらは、ポリアミン（例えば、１，６−ジアミノヘキサン
（低分子量モノマー）またはポリエチレンイミン（高分子量ポリマー）と化合し
て、ポリウレア壁を形成する。あるいは、イソシアネート（例えば、トルエンジ
イソシアネート）は、ポリオール（例えば、エチレングリコール）と混合されて
、ポリウレタン壁を形成する。また、２部エポキシ系（例えば、エピクロロヒド
リンとビスフェノール−Ａとの反応から形成されたプレポリマーと混合された１
，６−ジアミノヘキサン）が、壁を形成するために使用され得る。第４に、外部
相は、液体モノマー、またはモノマーの混合物を含み得、これらはエネルギーに
曝露された場合に重合し得る。例えば、新しく形成された複合液滴がノズルから
出てくるときに、ＵＶ光が新しく形成された複合液滴に向けられ、外部相シェル
を硬化してカプセル壁にする。ＵＶ光硬化性の系の例としては、Ｓｏｍｏｓ２１
００、Ｓｏｍｏｓ６５００（いずれも、ＤＳＭ Ｓｏｍｏｓ，Ｎｅｗ Ｃａｓｔ
ｌｅ，ＤＥから入手可能）、およびＤｅｓｏｌｉｔｅ（カタログ番号Ｄ６−１１
４）（ＤＳＭ Ｄｅｓｏｔｅｃｈ，Ｅｌｇｉｎ，ＩＬから入手可能）が挙げられ
る。あるいは、複合液滴を形成するときに、シェルの熱重合を起こすために、熱
が使用され得る。熱硬化性の系の例としては、過酸化ベンゾイルと化合したブチ
ルメタクリレートまたは加熱された場合に迅速に硬化する低分子量シリコン物質
（例えば、Ｆｌｕｏｒｏｇｅｌ（カタログ番号３−６７９）（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎ
ｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから入手可能）が挙げ
られる。第５に、外部相シェルは、冷却された場合に固体化する溶融ポリマーを
含み得る。例えば、有用なポリマーとしては、ポリエチレン−コ−酢酸ビニル（
「ＥＶＡ」）、ポリエチレンまたは低融点Ｃａｒｂｏｗａｘシリーズポリマー（
Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ，Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴから入手可能）が挙げられ
る。第６に、外部相シェルは、ラテックス分散物を含み得る。水は、複合液滴の
シェルから除去され、ポリマー壁を形成する。

【００６９】 実質的に均一なサイズの複合液滴（および実質的に均一なサイズの内部相のコ
ア）（これらは、実質的に均一なサイズのカプセルを生じる）は、制御されたジ
ェット分解から形成され得るが、複合液滴はしばしば、列中で他の複合液滴と衝
突する。複合液滴はお互いに追いつくので、この出来事が起こる。これらの衝突
は、複合液滴のサイズ分布を広くし、そしてカプセルの場合は、多重コアカプセ
ルの形成を生じる。複合液滴間の接触（これは、液体小滴の合体を導く）は、少
なくともシェルが固体化されるまでは避けられねばならず、それによって初期の
形成の間の接触（これは、複合液滴のサイズ分布を広くする）も、初期の形成後
の接触（これは、複合液滴の凝集を生じる）も起こらない。

【００７０】 複合液滴間の衝突を減少し、それによって実質的に均一なサイズの複合液滴お
よび実質的に同じカプセルが形成される、いくつかの方法が存在することが予想
される。３つの例は、以下に記載される。第１に、別々に形成された複合液滴間
の距離は、励起振幅変調によって増加し得る。例えば、振動部材（例えば、圧電
トランスデューサー）は、複合液滴の衝突を引き起こす振幅よりも大きい振幅で
振動され得る。振動の振幅が大きくなるにつれて、そしてジェットの形成がなお
起こっている間に、複合液滴間の空間は増加し、そして衝突の数は減少する。こ
の解決は、約ミリメートルの範囲の直径を有する大きな複合液滴に対しては、効
果的ではない。第２に、図７を参照して、別々に形成された複合液滴間の距離は
、それらをノズルから離れて加速することによって増加する。隣接する、同心の
通路５０、５２は、例えば、そこを通って矢印５６の方向に示されるように気体
が流れる円錐形の通路５８の広い末端に配置される。気体は、ノズル開口５０ａ
、５２ａから、そして円錐形通路５８を通って、複合液滴を運ぶ。円錐形通路５
８の断面領域が狭くなるにつれて、気体の速度は増加し、そして複合液滴５４間
の空間は、それらを分離したまま増加する。あるいは、複合液滴５４が、電荷を
有するかまたは電荷を与えられるかのいずれかの場合、この同じ効果が、気体圧
の力ではなく電子的な力を用いて、作製される。第３に、外部相１２シェルは、
複合液滴５４が衝突する間の時間よりも短い時間で固くされ、カプセルになり得
る。従って、カプセルは、たとえそれらが衝突しても合体しないように十分に形
成される。この効果は、壁を作製する非常に速い化学反応または壁を形成する間
の非常に速い溶媒蒸発で達成され得る。これらの速い化学反応としては、シアノ
アクリレートまたはＵＶ硬化性の系について上記で記載された反応が挙げられる
。外部相における使用のための速い蒸発溶媒は、ジクロロメタンを含み得る。あ
るいは、外部相１２が水性の場合、外部相１２は、アルギン酸ナトリウムを含み
得、これは、塩化カルシウム溶液のエアロゾルに曝露された場合に、外部相１２
シェルを固くしてカプセル壁にする。

【００７１】 特定の実施形態においては、有用な複合液滴は、いくつかの後の加工段階で固
体になる液体壁を有する、初期のカプセルを生じ得る。これらのカプセルは、例
えば、コートしてカプセルの密集した単層にするために有用であり、ここで非常
に変形可能なカプセルが、密集を補助する。代表的に、カプセルは、それらの合
体を防ぐいくつかの方法で貯蔵されるべきである。例えば、このようなカプセル
は、界面活性剤を含有する溶液を含む収集容器中で貯蔵され得る。界面活性剤は
、非固体壁カプセルの外側に吸着し、そして分散に安定性を提供する。界面活性
剤としては、イオン性の、低分子量界面活性剤（例えば、ドデシル硫酸ナトリウ
ム）；非イオン性の、低分子量界面活性剤（例えば、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００
（Ｓｉｇｍａ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから入手可能））；イオン性、ポリマー
界面活性剤（例えば、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムまたはカルボキシメチ
ルセルロースナトリウム）；および非イオン性の、ポリマー界面活性剤（例えば
、ポリビニルアルコール）が挙げられる。初期段階のカプセルの合体を避けるた
めの代替の方法は、収集容器中に高粘度の貯蔵物質（例えば、キサンタンガムを
含有する液体または水相濃厚剤（例えば、Ｄｒｅｗｔｈｉｘ^TM５３Ｌ（Ｄｒｅｗ
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｏｏｎｔｏｎ，ＮＪから入手可能）を含む液体を
使用して、貯蔵の間のカプセル−カプセル接触を避けることである。

【００７２】 起電ディスプレイのための適切な複合液滴のいくつかの実施形態においては、
内部相は、誘電性流体中の起電粒子の分散物であり、そして外部相は、壁物質を
形成するための適切な流体である。いくつかの要件が、これらの型の複合液滴に
関連する。第１に、内部相流体は、すべてのカプセルが同じ濃度の色素粒子を有
するように同時押出しの前に混合されるべきである。濃度が等しくない場合は、
複合液滴から形成されたカプセルは、種々の光学的外見を有し、それ自体、最終
デバイスにおいて非均一の白色状態を生じる。第２に、内部相中の起電粒子は、
同時押出しプロセスの間、コロイド状に安定に保たれなければならない。粒子は
、凝集させるべきではない。例えば、界面活性剤が使用され得るか；粒子がそれ
らの表面上にポリマーを含むように作製されて、立体的に安定化された粒子を保
ち得るか；または静電的な反発を使用して、粒子を離して保ち得る。第３に、同
時押出しノズルは、内部相内に分散された色素粒子（例えば、二酸化チタン）が
、同時押出しノズルを擦傷しないように十分に固い物質から作製されるか、また
は十分に固い物質でコートされ得る。例えば、サファイアおよびダイヤモンドが
有用である。第４に、壁物質および／または外部相は、好ましくは、同時押出し
の間、実質的に内部相に不溶であるべきであり、そして実質的に内部相と化学的
に非反応性であるべきである。しかし、いくつかの技術においては、例えば、外
部相が、ノズルから出現した直後に、瞬間的に蒸発する揮発性溶媒を含む場合、
相間のいくらかの混合が許容され得る。第５に、壁物質は、生成および起電ディ
スプレイの使用を容易にするために、実質的に透明であるべきである。第６に、
壁形成化学反応において使用される物質は、内部相中の物質と反応すべきではな
い。第７に、壁を形成するためにＵＶ重合が必要である場合、内部相は、ＵＶ照
射に対して感受性であるべきではない（例えば、ＵＶ曝露は、内部相内の色素を
脱色し得る）。第８に、液体ジェット分解のような小さい「衛星」液滴（すなわ
ち、実質的に均一なサイズの複合液滴よりも小さい内部相および／または外部相
）の形成は、実質的に防がれるべきである。これらの衛星液滴は、ディスプレイ
に作製された場合に乏しい電気光学特性を有する、小さいカプセルを形成し得る
。衛星液滴は、レーリー不安定性の範囲で起こる複合ジェットの確かな分解を作
製することによって避けられ得る。第９に、内部相および外部相のレオロジーは
、同時押出しが外側カプセル壁を有するカプセルを生じ、そして内部相および外
部相が混合しないように選択されるべきである。レオロジーが選択された性質で
はない場合、内部相および外部相の流れは、ジェット内での相互の接触の際に、
ジェット内の相の剪断により誘導された混合を生じ、質の悪いカプセルを生じる
。例えば、流体は、不十分な不安定性が存在するほど粘稠であるべきではなく、
実質的に均一なサイズの複合液滴への複合ジェットの制御された分解を有する。

【００７３】 特定の実施形態において、幾つかの起電ディスプレイのためのカプセルは、約
３００μｍの直径を有する。このようなカプセルを製造するために、上記の式に
よれば、約１５０μｍのノズル開口部は、この方法の実施において有用である。
内部相を含む内側ノズルは、およそ１５０μｍであるべきであり、外部相を含む
外側ノズルは、代表的には、内側ノズルよりごく僅か大きくあるべきである。こ
の技術は、内部相のはるかに大きなコアと比較して、外部相の比較的薄いシェル
を用いて複合液滴（カプセル内に硬化され得る）を生成する。（しかし、幾つか
の状況において、外側ノズルのサイズは、外部相のカプセル壁形成材料の濃度に
依存して、上記のサイズとは異なる。例えば、外部相が溶媒中のポリマーの希釈
溶液である場合、内部相より外部相の方がより多くポンプ上げされる必要があり
得、これは、さらに外部相から形成された比較的薄い殻を導く。）また、振動部
材は、使用される場合、直径約３００μｍの複合液滴を製造するために、約０．
５ｋＨｚ（約１ｍｌ／分の流速）〜約８０ｋＨｚ（約１５ｍｌ／分の流速）の間
の励振周波数を有するべきである。この励振は、例えば、ノズルから上流の内部
相と接触している圧電変換器を有することによって、中心チャネル内の内部相お
よびノズルに容易に適用される。

【００７４】 透明壁は、エポキシモノマーがＵＶ光に曝露され重合する際に、外部相内のエ
ポキシモノマーから形成され得る。比較的速い化学反応は、他の複合液滴、流体
、カプセルまたは構造体との潜在的衝突事象が起こる前にカプセル内に十分に硬
化される複合液滴を製造するために所望される。低い粘性エポキシモノマーは、
ノズルを通るスムーズな流体流れを提供し得る。また、外部相中の透明な弾性ポ
リマーの希釈溶液は、外部相中の溶媒がエバポレートされる際に、有用なカプセ
ル壁を生成し得る。この場合、迅速な溶媒損失（カプセル壁形成の速度を増加さ
せるため）は、内部相および外部相の加温および／または減圧されたガス内への
同時押出しによって与えられ得る。

【００７５】 製造後、複合液滴またはカプセルは、保存のための適切な液体中に収集され得
る。このカプセルは最終的にバインダーと混合され平坦な表面上にコートされる
ため、複合液滴またはカプセルは、直接バインダー中に、またはバインダーと容
易に混和し得る材料中に収集され得る。水ベースのバインダーの場合、この流体
は水であり得る。収集液体中で複合液滴またはカプセルが互いに固着するのを避
けるために測定が行なわれ得る。界面活性剤および／または分散剤が、複合液滴
またはカプセルが互いに固着するのを防ぐために、収集液体中で使用され得る。
また、この収集液体は、外部相および内部相のジェットの下に配置された静止リ
ザーバであり得、その結果、硬化された壁を有するカプセルが収集液体中に落下
する。しかし、この収集流体中に浸漬されるノズルを通して複合液滴またはカプ
セルを形成することによって、押出された内部相および外部相の実質的な合体を
生成し得る。なぜなら、内部相および外部相の新しく形成されたジェットは、収
集流体によって迅速に停止され、これによって複合液滴およびカプセルの形成を
回避する。しかし、収集液体は、内部相および外部相のジェット流と同じ方向に
流れ得る。例えば、図８を参照して、収集液体６４は、構造体６０内に配置され
、外部相１２および内部相１０がノズル５０ａ、５２ａを有するチャネル５０、
５２から押し出される方向と実質的に同じ方向（矢印６２によって示される）に
移動される。代表的には、収集液体６４は、内部相１０および外部相１２のジェ
ットの速度と同様の速度で流れるが、この速度は、上記の図７に記載されたよう
な分離効果を生成するために、このジェットの速度よりも大きくあり得る。

【００７６】 あるいは、３つのチャネル、３つの開口部ノズルは、複合液滴またはカプセル
を収集するために使用され得る。このシステムにおいて、上記の内部相および外
部相を含む２つの同心のチャネルおよびノズルに加えて、収集液体は、第３のチ
ャネルおよびノズルを通して押し出される。この第３のチャネルは、内部相およ
び外部相を含む同心のチャネルの両方について同心であり、そして収集液体は、
最外開口部を通って流れ、三相の液滴が形成される。この第３の開口部は、中央
ノズルから外側相と接触した収集液体を出す。

【００７７】 あるいは、図９を参照して、収集液体６４の分離したストリームは、ノズル５
２ａを有する第３のチャネル５２と同心のノズル５０ａを有する第２のチャネル
５０と同心のノズルを有する外側チャネル６６を通って押し出される。収集液体
６４の中空シリンダーは、外側チャネル６６のノズル（示していない）からある
距離で崩壊する。収集液体６４が集中する地点は、その液滴が収集容器（または
、収集容器中の任意の液体）と衝突する地点と同じであり得る。この効果は、収
集液体６４の流速および／または収集容器からの距離を調節することによって達
成され得る。複合液滴（またはカプセル）自体は、外側チャネル６６の外側ノズ
ルから出る収集液体６４の崩壊中空シリンダー内に含まれる。この状況は、実質
的に複合液滴またはカプセルの凝集を防ぎ、複合液滴またはカプセルの収集容器
への移動を補助する。カプセルの壁が溶媒の蒸発から形成される場合、たとえ、
複合液滴の列が別の液体によって囲まれるとしても、この溶媒は、この系から除
去される必要がある。例えば、この溶媒が、幾らかの水溶性（例えば、限定する
ことなく、少なくとも約１％以下）および水より低い沸点を有する場合、複合液
滴は、水中に収集そして加熱され得、または減圧に供され得る。この溶媒は、水
中に移動し、次いで水から蒸発される。また、収集液体６４は、バインダーであ
り得、カプセル化された起電ディスプレイを構成する際に、このバインダーを用
いてカプセルが基板にコートされ、これによって、このカプセルをバインダーと
混合するための別個の工程の必要性が除去される。

【００７８】 あるいは、カプセルは基板上にコーティングするための液体バインダーと混合
される乾燥粉末として形成され得る。代表的には、カプセルの凝集は、コーティ
ング性能を損なう。従って、カプセルは、互いに固着することが避けられるべき
であるか、またはカプセルが互いに固着することが避けられない場合、このカプ
セルがバインダーと混合される際に接着が取り消され（ｒｅｖｅｒｓｅｄ）得る
。

【００７９】 他の状況において、一組の非混和性流体は、液滴内に混合され得、後の別個の
カプセル化工程でポンプと連絡している２つの同心ノズルを使用して、２つの非
混和性流体を含有するカプセルを形成する。１つの流体は、ノズルの１つを通し
て放出され、そして他の流体は他のノズルを通して放出される。次いで、この流
体がカプセル化溶媒と化学的に適合性であることを想定して、この液滴は、例え
ば、ゼラチン／アカシアカプセル化によってカプセル化され得る。カプセル化技
術およびカプセル化されるべき流体が非適合性である場合、例えば、物理的な同
時押出しプロセスは、液滴をカプセル化するために使用され得る。このようなプ
ロセスにおいて、３つの同心ノズルがポンプに取りつけられる。この液滴は、内
側ノズルを通して色素含有流体溶液を、中央ノズルを通して粒子分散含有流体を
、そして外側ノズルを通してカプセル化ポリマー（溶液または融解物として）ポ
ンピングすることによって形成され得る。この流体およびポリマーがノズルから
出現する際に、カプセルが形成される。一旦、カプセル化された液滴がノズルか
ら出現すると、このカプセルは、ポンピング手順の間に使用される溶媒を蒸発さ
せることによって硬化され得るか、または任意の材料が周囲の温度より高い温度
でノズルからポンピングされる場合、カプセルを冷却することによって硬化され
る。従って、２つの非混和性流体（１つは粒子を含む）を有するカプセルが製造
される。

【００８０】 本発明に従う、カプセル化されていない液滴またはカプセル化された液滴の形
成の間、幾つかの変数が、例えば、使用される材料に依存して操作され得る。カ
プセル化されていない液滴を形成する２つのノズルを有する場合、色素流体は、
中央ノズルを通してポンピングされ、分散された粒子を含有する第２の非混和性
流体は、外側ノズルを通してポンピングされ、液滴を形成する。この液滴は、以
下に記載されるように、カプセル化のために調製された水相中に押し出される。
この液滴は、ノズルを通して比較的低い流速の流体を使用して１回に１個作製さ
れ、またはこの流体は、例えばレイリー不安定性によって個々の液滴にわける液
体ジェットとして、比較的高い流速で同時押出しされ得る。各場合において、液
滴形成は、例えば、圧電スタックを使用して同心ノズルの振動によって補助され
得る。正確な液滴形態（２つのサブ液滴が１つの液滴を形成する）を保証するた
めに、種々の液体の拡散係数が制御され得る。この拡散係数は、どのくらいの一
方の流体が他方の流体にわたって拡散するかを示す。

【００８１】 この拡散係数は、数学的にモデル化され得る。２ノズルシステムにおける３つ
の液体をＡ、Ｂ、Ｃと表し、ここで、Ｂは、カプセル化流体（水）であり、３つ
の液体についての３つの拡散係数は、以下： Ｓ（Ａ）＝ｇ（ＢＣ）−［ｇ（ＡＢ）＋ｇ（ＡＣ）］ Ｓ（Ｂ）＝ｇ（ＡＣ）−［ｇ（ＡＢ）＋ｇ（ＢＣ）］ Ｓ（Ｃ）＝ｇ（ＡＢ）−［ｇ（ＡＣ）＋ｇ（ＢＣ）］ のように定義され、ここで、ｇは２つの液体間の界面張力である。ｇ（ＡＢ）＞
ｇ（ＢＣ）のような液体を想定すると、液滴（色素流体のサブ液滴および粒子分
散した流体サブ液滴を含有する）は、以下の場合に、所望の形態を維持し得る：
Ｓ（Ａ）＜０ Ｓ（Ｂ）＜０ Ｓ（Ｃ）＞０。

【００８２】 ３重同心ノズルカプセル化法が、直接にカプセルを製造するために使用される
場合（非水性カプセル化工程）、同じ分析は、液体Ｂが最外ノズルから押し出さ
れる液体を形成する壁をいうことを除いて、３つの液体間の必要な界面張力を決
定する。液体Ａおよび液体Ｂは、上記からの２つの非混和性流体のままである。
一般的に、３ノズルシステム内の界面張力は、カプセル化材料が優先的に粒子分
散含有流体を濡らすように、および／または粒子分散含有流体が優先的に色素含
有流体を濡らすように設定される。

【００８３】 液滴形成およびカプセル化に使用される特定の化合物に依存して変更され得る
変数の他の例として、ポンピング速度、流速、および粘性が挙げられる。代表的
には、１つのノズルを通るポンピング速度の少なくとも１つは、異なるノズルを
通るポンピング速度の別の１つと異なる。また、互いに対するノズルを通る材料
の流速、およびノズルを通る材料の全体の流量が、変更され得る。また、ノズル
を通る材料の粘性は、液滴の最終形態に影響を及ぼし得る。

【００８４】 内部相および外部相の同心ジェットを作製するような、上記の幾つかの技術に
おいて、開口部（例えば、ノズル）は、それらが同心であるように整列されるべ
きである。以下に記載されるように、２つ以上の開口部は、高度な精度でもって
同心に整列され得る。この開口部は、同じ面にあり得るか、または異なる面にあ
り得る。また、この技術は、開口部のアレイが別の開口部のアレイと同心に整列
ことを保証するために使用され得る。

【００８５】 約±２５μｍの整列許容度が、現在の技術を用いて達成され得る。しかし、約
±２５μｍより厳重な許容度内に開口部を整列することが必須である場合、従来
の機械的整列法（例えば、ハードストップ）は、法外に高価で、実行することが
困難である。２つ以上のプレート内に２つ以上の開口部を整列するための運動学
的カップリング技術を使用することは、現在の技術の代替を提供する。運動学的
カップリング設計は、簡潔に実施され得、小さな開口部の精密な整列をコスト効
率的に達成する。さらに、運動学的カップリング技術を用いると、達成可能なレ
ベルの精度が、特に、開口部が約１００μｍより小さい場合に、現在の技術の達
成可能なレベルから改善され得る。例えば、直径が５０μｍ未満の開口部は、少
なくとも約１μｍ〜約１０μｍの許容度内で整列されるべきであり、これは、運
動学的カップリング設計を使用して容易に達成され得る。

【００８６】 本技術は、低コストで、精密で、かつ繰り返し可能な機械的整列法を提供する
。図１５Ａ−１５Ｄに示されるように、運動学的カップリングは、開口部を含有
する複数のプレート間の間隔およびプレートの整列を正確に維持するために使用
される。運動学的カップリングは、代表的に、上記のような同時押出しに使用さ
れる開口部を有するプレートのような小物体より、非常に大きな物体（例えば、
大きな精密機械に使用される計測学フレーム）のために使用される。この運動学
的カップリングは、プレート１２０、１２２および球ボール１３８、１４０、１
４２から構成され、各プレート１２０、１２２は、開口部１２４、１４４、およ
び各プレート１２０、１２２の面内の３つの三角断面の溝１２６、１２８、１３
０、１３２、１３４、１３６（図１５Ａの溝１２８の１つを通る断面Ａ−Ａとし
て図１５Ｂに最もよく示される）を有し、球ボール１３８、１４０、１４２は、
１つのプレート１２２の溝内に強固に固定される。このカップリングは、ボール
１３８、１４０、１４２とプレート１２０、１２２との表面間の６つの接触点（
しばしば、「ベアリング表面」といわれる）を提供することによって、繰り返し
可能で、精密な整列を維持する。カップリングのジオメトリは、この６つの接触
点が互いに対するプレート１２０、１２２の運動を完全に制約するように選択さ
れる。

【００８７】 図１６Ａおよび１６Ｂは、運動学的技術で整列した同時押出しシステムを示す
。溝１３２、１３４、１３６およびボール１３８、１４０、１４２および開口部
１４４を有する第１のプレート１４６は、第２の開口部１５０を有する第２のプ
レート１４８と整列される。隣接チャネル１５２、１５４は、プレート１４６、
１４８内に形成される。図１６Ａおよび１６Ｂに描かれた同時押出しシステム設
計の場合、安定性および対称性の考慮を基本として、開口部１４４、１５０の周
りに正三角形を形成するように、溝１３２、１３４、１３６（第２のプレート１
４８の溝は示されていない）およびボール１３８、１４０、１４２を構成するこ
とが好ましい。このボールは、半球末端を有する円柱のような他の形状と置き換
えられ得る。

【００８８】 幾つかの微細加工技術は、内部相および外部相（または任意の同時押出しされ
た材料）を同時押出しする運動学的カップリングをベースとするデバイスを製造
する際に有用であることが考慮される。図１７を参照して、結晶性シリコンウエ
ハはフォトリソグラフィー技術を使用してパターン化され、三角形の断面トレン
チ１５８を製造し得る。これらのトレンチは、運動学的カップリングのための溝
として使用され得る。同様の技術が同時押出しプレート上で使用され得る。開口
部ホールは、多くの技術（例えば、湿式エッチング技術、乾式エッチング技術、
またはレーザー穿孔技術）を使用してプレートを通して穿孔され得る。

【００８９】 運動学的整列のためのボールは、アルミナ、サファイア、またはルビーのよう
な材料から作製され得る。このボールは、高温接着またはエポキシ接着のような
技術を使用してプレートに取り付けられ得る。ボールの直径は、運動学的カップ
リングの硬さに影響を及ぼし、さらに２つのプレートの表面間の隔たり距離を制
御する。２つのプレート間の距離のこの距離は、プレート間の間隙を通る流体の
流れに影響を及ぼす。より小さい間隙は、より高い圧力落下に対応し、より大き
な間隙は、より低い圧力低下に対応する。このシステムにおける非常に大きな圧
力低下は、幾つかの実施形態において乱流であるため、所望されない。

【００９０】 ここで、図１８を参照して、２つのプレート２５０、２５２の別の構成は、化
合物ジェット２６６を製造するための同時押出し設計を形成する。この構成は、
図５Ａおよび５Ｂに示されるものと同様であり、同様の化合物ジェットを生成す
る。これらのプレートは、一般的に、上で概略した運動学的カップリング技術を
使用して整列される。溝２５４、２５８（２つのみが示される）が、第２のプレ
ート２５０内に溝２５６、２６０（２つのみが示される）と共に整列する第１の
プレート２５２内に提供される。ボール２６２、２６４（２つのみが示される）
が、溝２５４、２５６、２５８、２６０内に設置され、プレート２５０、２５２
を整列する。このプレート２５０、２５２は、内部相１０および外部相１２が流
れる２つの隣接した同心チャネルを形成する。内部相１０および外部相１２は、
開口部（例えば、ノズル）から出現し、化合物ジェットを形成する。

【００９１】 当業者は、請求される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細
書中に記載される事項の変形、改変、および他の実施を思いつく。従って、本発
明は、前出の例示的な記載によって規定されるべきではなく、その代わり、前出
の特許請求の範囲の精神および範囲によって規定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、圧電変換器を含むデバイスの概略図を示し、この圧電変換器は、特定
の周波数で駆動して振動を内部相のジェットに与え、相の単分散液滴の列を作製
する。

【図２】 図２Ａは、特定の速度で回転する中空の管内の穴を通って相を出ることによっ
て内部相の液滴を形成するデバイスの概略図を示す。 図２Ｂは、図２Ａの管の部分の開口部から出る液滴の概略的な拡大図を示す。 図２Ｃは、図２Ａの管の概略的な上面図を示し、液滴が管の種々の穴から出る
。 図２Ｄは、管が回転されそして振動される図２Ａのデバイスの代替の実施形態
の部分の概略的な拡大図を示す。

【図３】 図３Ａは、液滴の列を作製するために導管および振動機構を備えるデバイスの
概略的な図を示す。 図３Ｂは、液滴の列を作製するために導管および２つの振動機構を備えるデバ
イスの概略的な図を示す。

【図４Ａ】 図４Ａは、ダブルジェットを作製するために振動機構を備える狭いゲージ管（
ｇａｕｇｅ ｔｕｂｅ）を備えるデバイスの概略図を示す。

【図４Ｂ】 図４Ｂは、内部相のダブルジェットを作製するために振動機構を備える狭いゲ
ージ管を備え、外部相と連絡する管の先端を有するデバイスの概略図を示す。

【図５】 図５Ａは、隣接チャネルを形成する２つの同心ノズルの概略断面図を示す。 図５Ｂは、図５Ａのノズルの概略的な端部の図を示す。

【図６】 図６は、液滴を作製するためのバルブを備えるデバイスの概略図を示す。

【図７】 図７は、気体の流れが液滴およびカプセル形成を補助する隣接チャネルを形成
する２つの同心性ノズルの概略的な断面図を示す。

【図８】 図８は、隣接チャネルを形成する２つの同心性ノズルの概略的な断面図を示し
、この隣接チャネルにおいて、液滴およびカプセルが流れる収集液体に押し出さ
れる。

【図９】 図９は、３つの隣接チャネルを形成する３つの同心性ノズルの概略的な断面図
を示し、その１つが、収集液体を含む。

【図１０】 図１０は、振動部材を用いて内部相の実質的に均一なサイズの液滴を作製する
ための装置の概略的な断面図を示す。

【図１１】 図１１は、内部相が排出チャンバに送達されるとき、内部相の混合を促進する
ための湾曲したチャネルを示す図１０の実施形態のダイヤフラムのラインにほぼ
沿ってとられた上部の断面図を示す。

【図１２】 図１２は、図１１の１つの湾曲したチャネルの断面の概略的な拡大図を示す。

【図１３】 図１３は、排出速度が約１０００液滴／秒である場合の圧電変換器に適用され
る信号の周波数および振幅に、内部相の圧力がマッチした場合の図１０に示され
る実施形態から放出される内部相の速度を示す。

【図１４】 図１４は、排出速度が約１０００液滴／秒である場合の圧電変換器に適用され
る信号の周波数および振幅に、内部相の圧力が理想的にはマッチしていない場合
の図１０に示される実施形態から放出される内部相の速度を示す。

【図１５】 図１５Ａは、運動力学的な整列のためのプレートの概略的な上面図を示す。 図１５Ｂは、図１５Ａに示されるプレートを通るラインＡ−Ａに沿った概略的
な部分を示す。 図１５Ｃは、図１５Ａのプレートの概略的な側面断面図を示す。 図１５Ｄは、第２のプレートと整列した図１５Ａのプレートの概略的な側面断
面図を示す。

【図１６】 図１６Ａは、２つの整列した同時押出しプレートの概略的な側面断面図を示す
。 図１６Ｂは、図１６Ａのプレートの概略的な端面図を示す。

【図１７】 図１７は、フォトリソグラフィーおよびエッチングを用いて作製される三角形
断面トレンチの概略的な図を示す。

【図１８】 図１８は、運動力学的なカップリングと結合される同時押出しのためのプレー
ト構成の概略的な側面図を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ロクスリー， アンドリュー エル． アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02134， アルストン， キングスリー ストリート ６ Ｆターム(参考） 4G005 AA01 AB17 BA11 CA02 DA12X DA16X DC62X DD02Y DD02Z DD03Y DD03Z DD75X DE01Y DE01Z DE02Y DE02Z EA09 5D107 AA20 BB02 BB20 CC01 CD05 DE01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１液相（１０）の実質的に均一な液滴（２８）を、該第１
   相（１０）と非混和性の第２液相（１２）中に形成するための方法であって、該
   方法が、該第１相（１０）のストリーム（２６）を該第２相（２０）の表面の下
   に注入する工程、および該ストリーム（２６）を液滴（２８）に分ける工程よる
   方法であり、該方法が、以下： 該第１相（１０）が、第１流体中に懸濁された複数の粒子（２０）を含む非水
   性内部相であること； 該第２相（１２）が、外部相であって、該外部相が、固体化され得てマイクロ
   カプセル壁を形成し、第２流体を含み得ること； 該第１相のストリームの注入が、該第２相の表面の下に有る開口端（２２）を
   有する導管（３６）を通して該第１相を通過させる工程、および該ストリーム（
   ２６）を直径３００μｍ以下の、実質的に均一なサイズの該液滴（２８）に分け
   るために該導管（３６）を振動させる工程によって行われること、 を特徴とする、方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、前記導管（３６）がその長
   さに対して垂直な方向に振動することを特徴とする、方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法であって、液滴（２８）の二つの別々
   の列（３０ａ、３０ｂ）が作製されることを特徴とする、方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、該液滴
   （２８）の周りにマイクロカプセル壁を形成するために、該第２相（１２）を固
   体化させることを特徴とする、方法。
5. 【請求項５】 第１液相（１０）の実質的に均一な液滴（２８）を、該第１
   相（１０）と非混和性の第２液相（１２）中に形成するための方法であって、該
   方法が、該第１相（１０）のストリーム（２６）を該第２相（１２）の表面の下
   で通過させる工程、および該ストリーム（２６）を液滴（２８）に分ける工程よ
   る方法であり、該方法が、以下： 該第１相（１０）が、第１流体中に懸濁された複数の粒子（２０）を含む非水
   性内部相であること； 該第２相（１２）が、外部相であって、該外部相が、固体化され得てマイクロ
   カプセル壁を形成し、第２流体を含み得ること； 該第１相（１０）が、該第２相（２０）の表面の下に現れる開口部（２２；８
   ６）を有するチャンバ（９０）内に圧力下で配置され、そして、振動部材（１４
   ；８４）が、該ストリーム（２６）を液滴（２８）に分けるために、該開口部（
   ２２；８６）に向かっておよび該開口部（２２；８６）から離れて振動すること
   、 を特徴とする、方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法であって、前記振動部材（１４）が、
   前記開口部（２２）と整列したピストンである、方法。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の方法であって、前記振動部材（８４）が、
   可撓性ダイヤフラムであることを特徴とする、方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の方法であって、前記ダイヤフラム（８４）
   が、前記開口部（８６）から前記チャンバ（９０）の反対側にあり、該チャンバ
   （９０）が、該ダイヤフラム（８４）から該開口部（８６）に細くなることを特
   徴とする、方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の方法であって、前記チャンバ（９０）が、
   実質的に円錐形であり、前記ダイヤフラム（８４）がその基部であり、そして前
   記開口部（８６）がその頂部であることを特徴とする、方法。
10. 【請求項１０】 請求項５〜９のいずれか一項に記載の方法であって、前記
    液滴（２８）の周りにマイクロカプセル壁を形成するために、前記第２相（１２
    ）を固体化させる工程を特徴とする、方法。
11. 【請求項１１】 第１液相（１０）の実質的に均一な液滴（２８）を、該第
    １相（１０）と非混和性の第２液相（１２）中に形成するための方法であって、
    該方法が、該第１相（１０）を該第２相（１２）の表面の下で通過させる工程に
    よる方法であり、該方法が、以下： 該第１相（１０）が、第１流体中に懸濁された複数の粒子（２０）を含む非水
    性内部相であること； 該第２相（１２）が、外部相であって、該外部相が、固体化され得てマイクロ
    カプセル壁を形成し、第２流体を含み得ること； 該第１相（１０）が、該第２相（１２）中に少なくとも部分的に浸された容器
    （３２）内に配置され、該容器（３２）が、該容器を通って伸長する少なくとも
    １つの開口部（２２）備えること；および 該容器（３２）が、該第２相に対して回転し、その結果、該第１相（１０）が
    、該開口部（２２）を通って該第２相（１２）に押し出され、該第２相（１２）
    内に複数の該液滴（２８）を形成すること、 を特徴とする、方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の方法であって、前記容器（３２）が、
    その末端の周りに間隔を空けて配置される複数の開口部（２２）を備え、その結
    果、複数の液滴（２８）のストリームが、前記第２相（１２）内に作製されるこ
    とを特徴とする、方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１または１２に記載の方法であって、前記容器（
    ３２）が、前記第２相（１２）に対して回転するように振動することを特徴とす
    る、方法。
14. 【請求項１４】 請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記液滴（２８）のまわりにマイクロカプセル壁を形成するために、前記第２相
    （１２）を固体化させることを特徴とする、方法。
15. 【請求項１５】 化合物液滴（５４）を形成するための方法であって、該化
    合物液滴（５４）が、第１液相（１０）のコアを含み、該第１液相（１０）のコ
    アが、該１第相（１０）と非混和性の第２液相（１２）の外側相によって取り囲
    まれ、該方法が、以下： 該第１相（１０）が、第１流体中に懸濁された複数の粒子（２０）を含む非水
    性内部相であること； 該第２相（１２）が、外部相であって、該外部相が、固体化され得てマイクロ
    カプセル壁を形成し、第２流体を含み得ること； 該第１相（１０）が、開口端（５２ａ）を備える第１チャネル（５２）を通過
    すること； 該第２相（１２）が、開口端（５０ａ）を備える第２チャネル（５０）を通過
    し、該開口端（５０ａ）が、該第１チャネルの該開口端（５２ａ）を取り囲むこ
    と；および キャリア流体（６４）が、該第１および第２チャネル（５２、５０）の開口端
    （５２ａ、５０ａ）の周りを通過すること； それによって、複数の該化合物液滴（５４）を該キャリア流体（６４）内に形
    成すること、 を特徴とする、方法。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法であって、前記キャリア流体が気
    体であることを特徴とする、方法。
17. 【請求項１７】 請求項１５に記載の方法であって、前記キャリア流体（６
    ４）が、前記第２相（１２）と非混和性の流体であることを特徴とする、方法。
18. 【請求項１８】 請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記第１相（１０）の周りにマイクロカプセル壁を形成するために、前記第２相
    （１２）をを固体化することを特徴とする、方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の方法であって、前記化合物液滴（５４
    ）が、前記キャリア流体（６４）内に依然として保持されたままで、マイクロカ
    プセル壁を形成するために、前記第２相（１２）を固体化することを特徴とする
    、方法。
20. 【請求項２０】 請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記第１および第２チャネル（５２、５０）を振動することを特徴とする、方法
    。
21. 【請求項２１】 請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記収集流体が、前記第１および第２チャネル（５２、５０）の前記開口端（５
    ２ａ、５０ａ）に隣接して狭くなる第３チャネル（５８）内に制限され、その結
    果、該収集流体が、該開口端（５２ａ、５０ａ）を通過するように加速する、方
    法。