JP2004045098A

JP2004045098A - 微粉製造装置

Info

Publication number: JP2004045098A
Application number: JP2002200462A
Authority: JP
Inventors: Satoru Horioka; 堀岡　悟; Takashi Kimura; 木村　喬; Shinya Fukuzawa; 福澤　慎也
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】生成された微粉の粒度、累積、頻度等のパラメータを連続的に測定し、粒度分布や粒径等を直ちに確認することができる、微粉製造装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素及び試料易溶化媒体を含有する超臨界状態の混合溶媒に試料を溶解して得られた超臨界溶液を噴射することにより、前記試料の微粉を製造する微粉製造装置において、液化二酸化炭素と試料易溶化溶媒とを所定の比率で混合して混合溶液を調製する混合溶媒調製手段と、前記微粉製造装置によって生成された前記微粉の粒度、累積、頻度等のパラメータを測定する測定装置とを有することを特徴とする、微粉製造装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、試料を微粉化するための微粉製造装置に関し、更に詳細に述べると、製造された微粉の粒度、累積、頻度等のパラメータを測定する機能を備えた微粉製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人体への医薬の吸収効率を高めるための一手段として、医薬品を微粉化し、皮膚や皮膚粘膜等から人体に医薬を投与する投薬法が注目されている。一般に、微粉末の寸法が小さくなればなるほど、皮膚粘膜等からの吸収率は向上する。
【０００３】
このような使用目的を有する微粉を製造するために、従来、急速膨張法が使用されている。この急速膨張法は、Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｒａｐｉｄ　Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＳｏｌｕｔｉｏｎｓを略してＲＥＳＳ法と呼ばれ、超臨界状態の二酸化炭素に粉末状の試料を溶解させ、これによって得られた溶液を極短時間の間に大気中に噴射することによって減圧し、ミクロン単位の微粉末を生成する方法である。
【０００４】
この急速膨張法において、超臨界状態の二酸化炭素に対する溶解度の小さい試料については、その試料の溶解度を高めるために、二酸化炭素に試料易溶化溶媒、所謂助溶媒を添加して混合溶媒を調製し、超臨界状態にした前記混合溶媒に試料を溶解させる方法が採用されることが多い。
【０００５】
この試料易溶化溶媒を使用する方法として、予め反応容器に試料と試料易溶化溶媒とを入れておき、その反応容器に二酸化炭素を供給して、前記二酸化炭素、試料易溶化溶媒及び試料からなる超臨界溶液を製造する方法がある。しかし、この方法では、前記超臨界溶液を噴霧するのに伴って減少した前記超臨界溶液を補うために、反応容器内に二酸化炭素を補充する必要がある。このため、二酸化炭素の補充に伴い次第に反応層内の前記超臨界溶液の試料易溶化溶媒濃度が低下し、微粉化条件が変化するという欠点があり、安定的に微粉を製造することは困難である。
【０００６】
前記試料易溶化溶媒を使用する他の方法として、予め反応容器に試料と試料易溶化溶媒とを入れておき、その反応容器内に二酸化炭素を供給して、前記二酸化炭素、試料易溶化溶媒及び試料からなる超臨界溶液を製造し、更に前述のような試料易溶化溶媒濃度の低下に従って反応槽内に試料易溶化媒体を補充する方法も考えられる。しかしこの方法においても、超臨界溶液での試料易溶化溶媒の低下分と試料易溶化溶媒の補充分とのバランスをとることが困難であるという欠点があり、安定して微粉を得ることは困難である。
【０００７】
また、試料易溶化溶媒を含有した超臨界溶液を噴霧すると、微粉とともに霧状の試料易溶化溶媒が発生する。試料易溶化溶媒が微粉製品に混入するのを防止するために、前記霧状の試料易溶化溶媒を除去することが好ましい。前記霧状の試料易溶化溶媒を除去する方法として、ヒータを用いて加熱することにより蒸発させる方法が考えられる。しかしこの方法においては、従来、前述のようにして生じた気体状の試料易溶化溶媒を製造雰囲気中から排除する好適な方法が存在せず、高純度の微粉製品を得ることが困難であった。
【０００８】
超臨界溶液を噴霧することによって生成される微粉の捕集に関しても、従来、高い捕集効率を確保することのできる方法は確立されていない。例えば、バグフィルタを使用して微粉を捕集する方法も存在するが、この方法は、捕集効率及び回収率が非常に低いという欠点がある。また従来、捕集容器に発生する静電気に起因して、捕集容器内に超臨界溶液を噴霧することにより生成された微粉が捕集容器内に付着し、捕集効率が低下するという問題もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、従来の微粉製造装置が有する前述の欠点を解消すると共に、微粉製造装置によって生成された微粉の粒度、累積、頻度等のパラメータを連続的に測定し、生成された微粉の粒度分布や粒径等を直ちに確認することができる、微粉製造装置を提供することにある。
【００１０】
この発明の他の目的は、超臨界状態の二酸化炭素に対する溶解度の小さい試料であってもその微粉を効率よく製造することができ、その微粉を高純度で製造することができ、その微粉を効率よく捕集することができ、更に、生成された微粉の品質を直ちに確認することができる、微粉製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、この発明の微粉製造装置は、二酸化炭素及び試料易溶化媒体を含有する超臨界状態の混合溶媒に試料を溶解して得られた超臨界溶液を噴射することにより、前記試料の微粉を製造する微粉製造装置において、液化二酸化炭素と試料易溶化溶媒とを所定の比率で混合して混合溶液を調製する混合溶媒調製手段と、微粉製造装置によって生成された微粉の粒度、累積、頻度等のパラメータを測定する測定装置とを有することを特徴とし、これらのパラメータに基づいて、生成された微粉の粒度分布や粒径等を直ちに確認することができる。
【００１２】
この測定装置はレーザービームを前記微粉の流れに連続的に照射し、微粉からの散乱光を計測することにより、微粉の粒度等のパラメータを計測する、レーザー光散乱方式の測定装置で構成することができる。この測定装置はレーザー光源とレーザービームの受光装置とを有し、レーザー光源と受光装置は、微粉が流れる微粉通路を挟んで、互いに対向して配置され、微粉通路の側面には、レーザー光源から照射されたレーザー光が受光装置に受光されるように、光透過部が形成されている。
【００１３】
測定装置の微粉通路は断面方形の管部材によって構成することが可能であり、光透過部は、管部材の一対の対向する側面にそれぞれ形成された開口部と、これらの開口部を密封するガラス部材とを有することができる。そして、管部材の内部に洗浄ノズルを設け、この洗浄ノズルから噴射される流体によってガラス部材の内面に付着した微粉を洗浄することにより、粒度等のパラメータを常に正確に測定することが可能になる。また、洗浄ノズルを設ける代わりに、管部材の内部に、ガラス部材で覆われた開口部に沿って延在する一対の流体通路を画成し、これらの流体通路を流れる流体によってガラス部材に微粉が付着することを防止するように構成することもできる。
【００１４】
なお、微粉製造装置が、噴射された超臨界溶液から微粉を生成して、微粉を捕集部材上に捕集する捕集容器を備える場合には、測定装置を捕集容器の捕集部材よりも上流側に配置することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。図１に示すように、微粉製造装置１は、混合溶媒調製手段２と溶液調製手段３と噴射手段４と捕集容器５と熱風供給装置６と減圧手段７とバルブ８とバルブ９と操作制御手段１０を有している。
【００１６】
混合溶媒調製手段２は、二酸化炭素と試料易溶化溶媒とを所定の比率で混合して混合溶液を調製し、これを溶液調製手段３に供給する手段である。混合溶媒調製手段２は、二酸化炭素供給容器１１と試料易溶化溶媒供給容器１２と溶媒供給路１３と第１ポンプ１４と第２ポンプ１５とを有する。
【００１７】
二酸化炭素供給容器１１は、溶液調製手段３に供給する二酸化炭素を収容する容器であり、例えば７ＭＰａの圧力下で液化二酸化炭素が収容されている高圧二酸化炭素ボンベである。
【００１８】
試料易溶化溶媒供給装置１２は、溶液調製手段３に供給する試料易溶化溶媒を収容する容器である。前記試料易溶化溶媒は、超臨界状態にした二酸化炭素に対する溶解度の小さい試料に対して、その試料の溶解度を高めるために二酸化炭素に添加する溶媒である。試料の溶解度を高めるために試料易溶化溶媒を用いることは公知の方法である。超臨界状態にした二酸化炭素単独に対する試料の溶解度よりも、超臨界状態にした二酸化炭素と添加溶媒との混合溶媒に対する試料の溶解度の方が大きい場合に、その添加溶媒が前記試料易溶化溶媒になり得る。前記試料易溶化溶媒は、超臨界状態にした二酸化炭素に対する試料の溶解を助けるという意味で、「助溶媒」と呼ぶこともできる。前記試料易溶化溶媒として、例えばアセトン、メタノール、塩化メチレンを挙げることができ、溶解しようとする試料に対して好適な溶媒が適宜選択されて使用される。
【００１９】
溶媒供給路１３は、二酸化炭素供給容器１１内の二酸化炭素及び試料易溶化溶媒供給容器１２内の試料易溶化溶媒を溶液調製手段３に流通させる流路であり、溶媒混合手段でもある。溶媒供給路１３は、図１に示すように三股構造であり、二酸化炭素供給容器１１から分岐点１６までの流路部１７と、試料易溶化溶媒供給容器１２から分岐点１６までの流路部１８と、分岐点１６から溶液調製手段３までの流路部１９により形成される。
【００２０】
第１ポンプ１４は、溶媒供給路１３の流路部１７に設けられ、二酸化炭素供給容器１１内の二酸化炭素を所定の流量で流路部１７に流通させる。第２ポンプ１５は、溶媒供給路１３の流路部１８に設けられ、試料易溶化溶媒供給容器１２内の試料易溶化溶媒を所定の流量で流路部１７に流通させる。第１ポンプにより供給される二酸化炭素の流量と、第２ポンプにより供給される試料易溶化溶媒の流量とは、前記二酸化炭素と試料易溶化溶媒との混合比により決定される。例えば、前記二酸化炭素と試料易溶化溶媒との混合比が１００：１である場合には、第１ポンプにより供給される二酸化炭素の流量と第２ポンプにより供給される試料易溶化溶媒の流量との比率が１００：１になるように、これらの流量が決定される。
【００２１】
したがって、混合溶媒調製手段２においては、第１ポンプにより二酸化炭素供給容器１１から流路部１７に供給される二酸化炭素と第２ポンプにより試料易溶化溶媒供給容器１２から流路部１８に供給される試料易溶化溶媒とは所定の比率で分岐部１５において混合されて、混合溶媒が調製され、この混合溶媒が流路部１９を通って、溶液調製手段３に供給される。
【００２２】
溶媒供給制御手段であるバルブ８は、溶媒供給路１３の流路部１９に設けられ、流路部１９における前記混合溶液の流通を制御する。すなわち、バルブ８を閉状態にすれば、前記混合溶液の溶液調製手段３への供給が停止され、バルブ８を開状態にすれば、前記混合溶液の溶液調製手段３への供給が行われる。
【００２３】
溶液調製手段３は、混合溶媒調製手段２で製造された混合溶媒を超臨界状態にし、超臨界状態になった前記混合溶媒に試料を溶解して超臨界溶液を調製する。溶液調製手段３は、溶液槽２０と、加熱器２１と、撹拌機２２とを備える。
【００２４】
溶液槽２０には、溶媒供給路１３の流路部１９が結合され、混合溶媒調製手段２で製造された混合溶液が溶媒供給路１３を通じて導入され、この混合溶媒を超臨界状態に維持することができるように形成され、試料、例えば医薬物質を超臨界状態の前記混合溶媒に溶解して超臨界溶液を作成する槽である。
【００２５】
したがって、溶液槽２０は、耐圧製部材で形成された圧力容器でもある。また、溶解槽２０は、医薬物質等の試料を投入することができる構造を有し、有底円筒状の槽本体２３と、槽本体２３から分離可能に形成された、槽本体の開口部を覆蓋可能な蓋部材２４とで形成され、槽本体２３の開口部から医薬物質等を槽本体２３内に投入することができるように構成される。
【００２６】
また、この溶液槽の別の構成として、例えば前記蓋部材と、前記蓋部材により覆蓋された槽本体と、この槽本体に装着されたところの、槽本体内に医薬物質等の試料を投入することのできる投入口部とを備えて形成されてなる溶解槽を挙げることもできる。
【００２７】
加熱器２１は、溶液槽２０に設けられ、溶液槽２０の内部に存在する混合溶媒を超臨界状態に維持するに十分な温度にこの混合溶媒を加熱する。この加熱器２１としては、溶液槽２０内を前記のように加熱することのできる手段であればよく、公知の加熱手段を採用することができ、例えば電熱ヒータが採用される。
【００２８】
攪拌機２２は、溶解槽２０内に供給された試料を超臨界状態の混合溶媒に容易に溶解させるための手段である。撹拌機２２は、撹拌羽根２５を有する攪拌機であるが、本発明の微粉製造装置における攪拌機としては、例えばスターラであってもよく、また撹拌羽根とスターラとの両方を備えた攪拌機であってもよい。
【００２９】
噴射手段４は、溶液調製手段３で調製された超臨界溶液を噴射する。噴射手段４は、溶液供給路２６と、フィルタ２７と、噴射ノズル２８と、加熱器２９とを備える。
【００３０】
溶液供給路２６は、溶液調製手段３で調製された超臨界溶液を噴射ノズル２８に導く流路であり、その一端において溶液槽２０と結合し、その他端において噴射ノズル２８に結合する。フィルタ２７は、溶液供給路２６に設けられ、前記超臨界溶液中に混入する未溶解の試料等を前記超臨界溶液から分離する手段である。
【００３１】
噴射ノズル２８は、捕集容器５内に設置され、溶液供給路２６を介して溶液槽２０と連通する。噴射ノズル２８は、溶液調製手段３で調製されて溶液供給路２６を流通してきた超臨界溶液を捕集容器５内において下方に噴射する。
【００３２】
加熱器２９は、溶液供給路２６を流通する超臨界溶液がその超臨界状態を維持することができるように前記超臨界溶液を加温する装置であり、溶液供給路２６の全体を加熱する。
【００３３】
超臨界溶液供給制御装置であるバルブ９は、噴射手段４の溶液供給路２６に設けられ、溶液供給路２６における前記超臨界溶液の流通を制御する。すなわち、バルブ９を閉状態にすれば、前記超臨界溶液の噴射ノズル２８への供給が停止され、バルブ９を開状態にすれば、前記超臨界溶液の噴射ノズル２８への供給が行われる。
【００３４】
捕集容器５は、噴射ノズル２８が噴射した超臨界溶液からの試料の微粉を生成させ、その微粉を捕集する容器である。捕集容器５は、噴射ノズル２８が噴射した超臨界溶液から試料の微粉を生成させる微粉生成部３０と、その微粉を捕集する微粉捕集部３１とから成る。
【００３５】
微粉生成部３０は、円筒状である。図１に示すように微粉生成部３０の内部の上部には、噴射ノズル２８が設置されている。微粉生成部３０は、その上面に、熱風供給装置６で発生された熱風が導入される導入口３５を有する。微粉生成部３０において、噴射ノズル２８から前記超臨界溶液が噴射されると、前記超臨界溶液中の二酸化炭素は気体になり、試料は微粉になり、試料易溶化媒体は霧状の液体又は気体になる。
【００３６】
微粉捕集部３１は、微粉生成部３０の下面に設けられている。微粉捕集部３１は、外殻部３６と、微粉生成部３０で生成されて落下してきた試料の微粉を捕集する捕集部材であるフィルタ３２を有する。
【００３７】
外郭部３６は、円筒部３７と、その下端に設けられ、下方に向かって漸次径が小さくなるテーパ部３８とを有する。テーパ部３８の下端には、減圧手段７が接続し、微粉生成部３０で発生した気体を捕集容器５から排出する排出口３９が設けられている。
【００３８】
フィルタ３２は、外郭部３６の円筒部３７の内部空間を横断するように設けられている。したがって、微粉生成部３０から落下してきた微粉は、すべてフィルタ３２上に捕集される。フィルタ３２の種類としては、前記微粉を捕集することができれば特に問題はないが、特にデプスフィルタが、粒子保持容量が大きく、微粉を効率的に捕集することができるので好適である。このデプスフィルタは、例えば、ファイバーを圧縮又は湾曲させ、あるいは多数のビーズを圧縮させ、相互に接着させたランダムな構造のフィルタである。前記デプスフィルタとしては、例えば日本ミリポア社（株）製のデプスフィルタを使用することができる。
【００３９】
捕集容器５の内壁部、つまり微粉生成部３０及び微粉捕集部３１の外郭部３６の内壁部は、導電性材料、例えば金属で形成されている。したがって、捕集容器５の内壁部に発生した静電気は捕集容器５外に効果的に逃がすことができるので、微粉生成部３０で生成された微粉が静電気により捕集容器５の内壁に吸着されて微粉捕集部３１に落下せず、フィルタ３２で捕集することができないという不都合が生ずることはない。
【００４０】
熱風供給装置６は、微粉生成部３０において噴射ノズル２８から前記超臨界溶液が噴射されることにより発生した霧状の試料易溶化溶媒を気化する試料易溶化溶媒気化手段である。熱風供給装置６は、熱風を発生する熱風発生部３３と、熱風発生部３３で発生した熱風を捕集容器５内に導入する熱風導入部３４とを有する。
【００４１】
熱風供給装置６が発生する熱風の温度は、前記試料易溶化溶媒を気化させるのに充分な温度に決定され、例えば試料易溶化媒体がアセトンであるときには６０〜８０℃であることが好適であり、また、メタノールであるときには７０〜８０℃であることが好適である。熱風供給装置６が微粉生成部３０に供給する熱風の流量は、前記試料易溶化媒体を気化させるのに充分な熱風量が確保される流量に決定され、捕集容器５の大きさ等に応じて適宜決定される。
【００４２】
熱風供給装置６は、効率的に試料易溶化溶媒を気化させるために、微粉生成部２８の上面から捕集容器５内に熱風を供給する。なお、試料易溶化溶媒を効率的に気化させることができる限り、微粉生成部２８の上面以外の部位から捕集容器５内に熱風を供給してもよい。
【００４３】
熱風供給装置６としては、前述の機能が確保されれば特に制限はなく、公知の熱風供給装置を用いることができる。
【００４４】
減圧手段７は、真空ポンプ４０と減圧管４１とから成る。減圧管４１は、捕集容器５の排出口３９に接続される。真空ポンプ４０は、減圧管４１に設けられている。減圧手段７は、捕集容器５のフィルタ３２の下方から吸引して、捕集容器５内を排気し、捕集容器５内を減圧する。減圧手段７のこの機能により、微粉生成部３０において生成されて微粉生成部３０内を浮遊する前記微粉は、下方に吸引されて、微粉捕集部３１のフィルタ３２上に効果的に捕集される。また、減圧手段７の前記機能により、微粉生成部３０で生成した霧状の試料易溶化媒体が熱風供給装置６によって気化されて発生した試料易溶化溶媒の気体は、捕集容器５外に排出される。
【００４５】
操作制御手段１０は、前述のバルブ８と、バルブ９と、第１ポンプ１４と、第２ポンプ１５と、攪拌機２２の動作をそれぞれ自動制御する手段である。
【００４６】
さて、測定装置４３は、捕集容器５の連通口４２から延在する円筒部３７に設けられ、フィルタ３２の上流側に位置する。測定装置４３はレーザー光源４４と受光部４５とを有する。測定装置４３は、レーザー光源４４から照射されたレーザービームを円筒部３７の内部を流れる微粉に連続的に照射し、これらの微粉からの散乱光を計測することにより、微粉の粒度、累積、頻度等のパラメータを計測する、レーザー光散乱方式の測定装置である。
【００４７】
図２乃至図４は、測定装置４３の一つの実施例である。また、図５乃至図７は、測定装置４３の他の実施例を示す。図２乃至図４を参照すると、測定装置４３はレーザー光源４４とレーザービームの受光装置４５とを有し、レーザー光源４４とその受光装置４５は、捕集容器５で生成された微粉が流れる微粉通路４６を挟んで、互いに対向して配置される。微粉通路４６は断面方形の管部材４７によって画成され、管部材４７を光源４４と受光部４５の間の適当な位置に固定することにより、微粉通路４６の内部を流れる微粉の測定が可能になる。
【００４８】
すなわち、管部材４７の側面には、レーザー光源４４から照射されたレーザー光が受光装置４５に受光されるように、光透過部４８、４９が形成されている。これらの光透過部４８、４９は、それぞれ、管部材４７の一対の対向する側面にそれぞれ形成された開口部４８ａ、４９ａと、これらの開口部４８ａ、４９ａを密封するガラス部材４８ｂ、４９ｂとによって構成されている。ガラス部材４８ｂ、４９ｂは、開口部４８ａ、４９ａを介して、微粉通路４６に面しているから、微粉通路４６の内部を流れる微粉が付着し、次第にレーザー光の透過率が低下する場合がある。そこで、管部材４７の内壁にノズル５０、５１を設け、管部材４７の外壁にガラス部材４８ｂ、４９ｂを洗浄するための流体を供給するマニホールド５２を設け、マニホールド５２と洗浄ノズル５０、５１とを連結する。これによって、ガラス部材４８ｂ、４９ｂに微粉が付着してレーザー光線の透過率が低下してきたときには、適宜、ノズル５０、５１から洗浄用の流体を噴射して、ガラス部材４８ｂ、４９ｂの内面に付着した微粉を吹き飛ばす。
【００４９】
なお、管部材４７を測定装置４３に固定するには、図３及び図４に示すように、適当な形状のブラケット５３を使用することができる。ブラケット５３は、適当数のボルト５４によって測定装置４３に位置決めされて固定される。
【００５０】
また、管部材４７の上流側端部には管部材４７の微粉通路４６を捕集容器５に連結するための連結部材５５が取り付けられ、連結部材５５の上端部は捕集容器５の連通口４２に適合するように拡開した形状を有する。連結部材５５の形状は捕集容器５の連通口４２に適合するように適宜変更することができる。管部材４７の下流側端部にはフィルタユニット５６が着脱可能に装着され、このフィルタユニット５６内にフィルタ３２（図１参照）が収容される。フィルタユニット５６と管部材４７との連結構造は適宜選択することができる。
【００５１】
図２乃至図４に示した管部材４７の代わりに、図５乃至図７に示すような管部材５７を使用することもできる。管部材５７は方形の断面形状を有し、測定装置４３の光源４４と受光部４５に対応する側面には、開口部５８がそれぞれ形成されている。管部材５７の開口部５８が形成された内面には透明なガラス板（図示せず）が貼設され、また、管部材５７の内部には、これらのガラス板から一定の距離を置いて、一対の透明な隔壁５９、６０が設けられている。これらの隔壁５９、６０の間には微粉通路６１が画成され、捕集容器５（図１参照）で生成された微粉が流下する。また、隔壁５９、６０と管部材５７の間にはエアパージ用通路６２、６３が画成され、これらのエアパージ用通路６２、６３には、開口部５８を塞ぐガラス板（図示せず）に付着した微粉を洗浄するための流体が供給される。
【００５２】
なお、測定装置４３の測定範囲は０．５乃至２０００μｍであり、レーザー光源４４はＨｅ−Ｎｅレーザー光源で構成され、受光部４５は自動焦点合せ機能付きのリング状ディテクタで構成することができる。
【００５３】
微粉製造装置１の動作は次の通りである。
【００５４】
溶解槽２０内に所定量の微粉化する試料を収容する。収容される試料の量は、例えば超臨界状態の前記混合溶媒に飽和濃度で溶解する試料の量よりも多い量である。
【００５５】
バルブ８を開き、バルブ９を閉じる。
【００５６】
第１ポンプ１４及び第２ポンプ１５を動作させる。第１ポンプ１４により、二酸化炭素供給容器１１から液化二酸化炭素が所定の流量で流路部１７に送られる。第２ポンプ１５により、試料易溶化溶媒供給容器１２から試料易溶化溶媒が所定の流量で流路部１８に送られる。流路部１７を流通する前記液化二酸化炭素と流路部１８を流通する前記試料易溶化溶媒とは、分岐部１６で合流する。このようにして溶媒供給路１３内で二酸化炭素と試料易溶化溶媒との混合溶媒が生成される。流路部１７を流通する前記液化二酸化炭素の流量及び流路部１８を流通する前記試料易溶化溶媒の流量は、前述のように、二酸化炭素と試料易溶化溶媒との混合溶液が生成される。流路部１７を流通する前記液化二酸化炭素の流量及び流路部１８を流通する前記試料易溶化溶媒の流量は、前述のように、二酸化炭素と試料易溶化溶媒との所定の混合比率を有する混合溶媒が得られるように決定されている。所定の混合比率を有する前記混合溶媒は、流路部１９を流通し、溶液調製手段３の溶液槽２０に供給される。
【００５７】
このようにして溶解槽２０には、常に一定の混合比率を有する混合溶媒が供給される。
【００５８】
所定量の前記混合溶液が溶液槽２０に供給された時に、バルブ８が閉じられ、前記混合溶液の溶液槽２０への供給は停止される。
【００５９】
溶液槽２０に供給された前記混合溶液は、加熱器２１で加熱され、さらに圧力が調整されることにより、超臨界状態になる。攪拌機２２を作動させ、超臨界状態になった前記混合溶媒と溶液槽２０に収容された試料とを十分に撹拌し、超臨界状態になった前記混合溶媒に前記試料を溶解させて成る超臨界溶液を調製する。混合溶媒には、試料の溶解を促進する試料易液化溶媒が含有されているので、超臨界状態の二酸化炭素では溶解が困難な試料であっても、超臨界状態の混合溶媒を用いれば、効果的に試料を溶解することができ、超臨界溶液の調製が容易である。
【００６０】
前記超臨界溶液における前記試料の濃度が飽和濃度に達したら、攪拌機２２の作動を停止する。溶解槽２０内の超臨界溶液及び未溶解の試料をそのまま一定時間放置し、未溶解の試料を沈降させる。
【００６１】
真空ポンプ４０を作動させる。熱風供給装置６を作動させて、熱風を捕集容器５内に供給する。
【００６２】
バルブ９を開くと、溶解槽２０内の超臨界溶液は、溶解槽２０内の圧力により溶液供給路２６に押し出される。溶液供給路２６に押し出された超臨界溶液は、フィルタ２７を通過する。これにより、超臨界溶液は超臨界溶液中に混入した未溶解の試料等が除去される。フィルタ２７を通過した超臨界溶液は、捕集容器５内に設置された噴射ノズル２８に至る。溶液供給路２６は加熱器２９により加熱されているので、溶液供給路２６を通過する間、超臨界溶液は、その臨界状態が維持される。
【００６３】
噴射ノズル２８に到達した超臨界溶液は、捕集容器５の微粉生成部３０に噴射される。超臨界溶液が噴射されると、超臨界溶液に含有されていた二酸化炭素は直ちに気体となり、超臨界溶液中に溶解していた試料は微粉になり、超臨界溶液に含有されていた試料易溶化溶媒は気体又は霧状の液体となる。
【００６４】
捕集容器５内は、その下方から真空ポンプ４０によって吸引されているので、微粉精製部３０内で生成された前記微粉は、微粉生成部３０内を長時間浮遊することなく、速やかに下方に移行し、微粉捕集部３１のフィルタ３２上に効果的に集積される。
【００６５】
また、捕集容器５の内壁部は導電性材料で形成されているので、捕集容器５に発生する静電気を効果的に消失させることができ、微粉生成部３０内で生成された前記微粉が捕集容器５の内壁に付着することによる収率及び作業性の低下を防止することができる。
【００６６】
微粉生成部３０内で生成された気体状の二酸化炭素及び試料易溶化媒体は、真空ポンプ４０の作用により、フィルタ３２を通過して、捕集容器５から排出される。
【００６７】
微粉生成部３０内で生成された霧状の試料易溶化媒体は、熱風供給装置６から供給された熱風により気化する。そのようにして発生した試料易溶化媒体の気体は、前記と同様に、真空ポンプ４０の作用により、フィルタ３２を通過して、捕集容器５内に発生した霧状の試料易溶化媒体が、フィルタ３２に集積された微粉中に混入することによる微粉製品の純度の低下を効果的に防止することができる。
【００６８】
超臨界溶液が噴射ノズル２８から噴射されることにより溶液槽２０内の超臨界溶液が所定量以下になると、バルブ９を閉じ、バルブ８を開ける。そうすると溶液槽２０から溶液供給路２６への超臨界溶液の移動は停止され、前記と同様にして、前記溶解槽２０に供給された混合溶媒の混合比率と同じ混合比率を有する混合媒体が溶解槽２０に供給される。
【００６９】
微粉製造装置１においては、常に、一定の混合比率を有する混合媒体を溶解槽２０に供給することができるので、製造作業中に混合溶液の混合比率の変動による製造条件の変化が生じることがなく、製造条件を常に一定に維持することができる。
【００７０】
この後、溶解槽２０内に挿入した試料が全て溶解されるまで、前記動作が繰り返される。
【００７１】
この発明の微粉製造装置における混合溶媒調製手段としては、微粉製造装置１で使用した混合溶媒調製手段２に制限されることはなく、例えば溶媒混合手段である混合槽を設け、二酸化炭素と試料易溶化溶媒とをその混合槽で混合するようにした混合溶媒調製手段であってもよい。
【００７２】
この発明の微粉製造装置における試料易溶化溶媒気化手段としては、微粉製造装置１で使用したような熱風供給装置に制限されることなく、捕集容器内で発生した霧状の試料易溶化溶媒を効率的に気化されることができれば他の装置であってもよい。
【００７３】
【発明の効果】
この発明の微粉製造装置においては、常に、二酸化炭素と試料易溶化溶媒とを一定の混合比率で含有する混合溶媒を溶解槽に供給することができるので、微粉の製造条件を常に一定に維持することができ、効率的な微粉の製造が可能である。
【００７４】
また、微粉製造装置によって生成された微粉の粒度、累積、頻度等のパラメータを連続的に測定し、生成された微粉の粒度分布や粒径等を直ちに確認することができる。
【００７５】
更に、超臨界状態の二酸化炭素に対する溶解度の小さい試料であってもその微粉を効率よく製造することができ、その微粉を高純度で製造することができ、その微粉を効率よく捕集することができ、更に、生成された微粉の品質を直ちに確認することができる。
【００７６】
なお、この発明の微粉製造装置においては、微粉を捕集部材上に集積させるように捕集容器内が減圧手段によって吸引されるので、捕集容器内で生成された微粉は、速やかに捕集部材上に集積され、微粉を効果的に捕集することができる。
【００７７】
また、この発明の微粉製造装置においては、捕集容器で生成された霧状の試料易溶化溶媒は、試料易溶化溶媒気化手段により気化され、更にそのようにして発生した試料易溶化溶媒の気体は、減圧手段によって吸引され、速やかに捕集容器から排出されるので、試料易溶化溶媒が微粉中に混入することによる微粉製品の純度の低下を効果的に防止することができる。
【００７８】
更に、この発明の微粉製造装置においては、捕集容器で生成された霧状の試料易溶化溶媒は、試料易溶化溶媒気化手段により気化され、さらにそのようにして発生した試料易溶化溶媒の気体は、減圧手段によって吸引され、速やかに捕集容器から排出されるので、試料易溶化媒体が微粉中に混入することによる微粉製品の純度の低下を効果的に防止することができる。
【００７９】
更に、この発明の微粉製造装置においては、捕集容器の内壁部が導電性材料で形成されているから、捕集容器に発生する静電気を効果的に消失させることができ、捕集容器内で生成された微粉が捕集容器の内壁に付着することによる収率及び作業性の低下を防止することができる。
【００８０】
そして、この発明の微粉製造装置においては、捕集部材として特定構造のフィルタを使用することにより、効率的に微粉を捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微粉製造装置の概略図である。
【図２】本発明の微粉製造装置に使用される測定装置の一実施例の要部断面図である。
【図３】図２の測定装置の管部材の取り付け状態を示す側面図である。
【図４】図３の測定装置の底面図である。
【図５】本発明の微粉製造装置に使用される測定装置の他の実施例の斜視図である。
【図６】図５の測定装置の側面図である。
【図７】図６の測定装置の底面図である。
【符号の説明】
１…微粉製造装置、２…混合溶媒調整手段、３…溶液調整手段、４…噴射手段、５…捕集容器、６…熱風供給装置、７…真空ポンプ、８…バルブ、９…バルブ、１０…操作制御手段、１１…二酸化炭素供給容器、１２…試料易溶化溶媒供給容器、１３…溶媒供給路、１４…第１ポンプ、１５…第２ポンプ、１６…分岐点、１７…流路部、１８…流路部、１９…流路部、２０…溶液槽、２１…加熱器、２２…攪拌機、２３…槽本体、２４…蓋部材、２５…攪拌羽根、２６…溶液供給路、２７…フィルタ、２８…噴射ノズル、２９…加熱機、３０…微粉生成部、３１…微粉捕集部、３２…フィルタ、３３…熱風発生部、３４…熱風導入部、３５…導入部、３６…外殻部、３７…円筒部、３８…テーパ部、３９…排出口、４０…真空ポンプ、４１…排出管、４２…連通口、４３…測定装置、４４…光源、４５…受光部、４６…微粉通路、４７…管部材、４８、４９…光透過部、４８ａ、４９ａ…開口部、４８ｂ、４９ｂ…ガラス部材、５０、５１…ノズル。

Claims

二酸化炭素及び試料易溶化媒体を含有する超臨界状態の混合溶媒に試料を溶解して得られた超臨界溶液を噴射することにより、前記試料の微粉を製造する微粉製造装置において、液化二酸化炭素と試料易溶化溶媒とを所定の比率で混合して混合溶液を調製する混合溶媒調製手段と、前記微粉製造装置によって生成された前記微粉の粒度、累積、頻度等のパラメータを測定する測定装置とを有することを特徴とする、微粉製造装置。
請求項１に記載の微粉製造装置において、前記測定装置はレーザービームを前記微粉の流れに連続的に照射し、前記微粉からの散乱光を計測することにより、前記パラメータを計測する、レーザー光散乱方式の測定装置である、前記微粉製造装置。
請求項１又は２に記載の微粉製造装置において、前記測定装置の測定範囲は０．５乃至２０００μｍである、前記微粉製造装置。
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の微粉製造装置において、前記測定装置はレーザー光源とレーザービームの受光装置とを有し、前記レーザー光源と前記受光装置は、前記微粉が流れる微粉通路を挟んで、互いに対向して配置され、前記微粉通路の側面には、前記レーザー光源から照射されたレーザー光が前記受光装置に受光されるように、光透過部が形成されている、前記微粉製造装置。
請求項４に記載の微粉製造装置において、前記微粉通路は断面方形の管部材によって構成され、前記光透過部は、前記管部材の一対の対向する側面にそれぞれ形成された開口部と、前記開口部を密封するガラス部材とを有する、前記微粉製造装置。
請求項５に記載の微粉製造装置において、前記管部材の内部に洗浄ノズルを設け、前記洗浄ノズルは、前記ガラス部材の内面に付着した前記微粉を洗浄するために、流体を噴射するように構成された、前記微粉製造装置。
請求項６に記載の微粉製造装置において、前記ガラス部材の洗浄用の流体を供給するマニホールドを、前記管部材の外周部に設け、前記マニホールドと前記洗浄ノズルとを連結してなる、前記微粉製造装置。
請求項５に記載の微粉製造装置において、前記管部材の内部に前記開口部に沿って延在する一対の流体通路を画成し、前記一対の流体通路の間に前記微粉通路を画成し、前記流体通路を流れる流体によって前記ガラス部材に前記微粉が付着することを防止するように構成した、前記微粉製造装置。
請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の微粉製造装置において、前記微粉製造装置は、噴射された前記超臨界溶液から前記微粉を生成して、前記微粉を捕集部材上に捕集する捕集容器を備え、前記測定装置は前記捕集容器の前記捕集部材よりも上流側に配置されている、前記微粉製造装置。
請求項４に記載の微粉製造装置において、前記レーザー光源はＨｅ−Ｎｅレーザー光源で構成され、前記受光部は自動焦点合せ機能付きのリング状ディテクタで構成された、前記微粉製造装置。