JP2009097938A - Purification method of charged particle dispersed undiluted solution, and microchannel device - Google Patents

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Masanori Hirota
匡紀 廣田
Michiaki Murata
道昭 村田
Hiroyuki Moriya
博之 守屋
Yoshifumi Yamazaki
芳文 山崎
Takashi Kikuchi
崇 菊地
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a purification method of charged particle dispsersed undiluted solution capable of removing metal ions from the particle scattering undiluted solution containing charged particles and the metal ions. <P>SOLUTION: This purification method includes a process described as follows: the particle dispersed undiluted solution containing the charged particles and the metal ions is sent into a microchannel 1 so as to form a laminar flow; the first cleaning liquid 1 is sent into a microchannel 2 so as to form a laminar flow; the second cleaning liquid 2 is sent into a microchannel 3 so as to form a laminar flow; an electric field is applied in the direction crossing the flow on a microchannel joining part where three laminar flows join together, and thereby the charged particles are moved from the microchannel 1 side to the microchannel 3 side, and the metal ions are moved from the microchannel 1 side to the microchannel 2 side; and the charged particles are recovered from a branched microchannel 3 and the metal ions are discharged into a branched microchannel 1 or 2 or a branched microchannel 12, on the downstream side of the microchannel joining part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、荷電粒子分散原液の精製方法及び微小流路装置に関する。   The present invention relates to a method for purifying a charged particle dispersion stock solution and a microchannel device.

特許文献1は、微粒子分散液の濃縮方法及びこのために使用する濃縮装置を開示している。この濃縮方法においては、微小幅の送液部に微粒子分散液を送液し、送液部の下流に位置し、流れ方向と交差する方向に電界を付与することにより層流で流れる微粒子を電界の一方向側に移動させ、移動した微粒子を濃縮して回収している。   Patent Document 1 discloses a method for concentrating a fine particle dispersion and a concentrating device used for this purpose. In this concentration method, the fine particle dispersion is fed to a liquid feeding section having a minute width, and the fine particles flowing in a laminar flow are applied by applying an electric field in the direction intersecting the flow direction, which is located downstream of the liquid feeding section. The particles are moved to one direction, and the moved fine particles are concentrated and collected.

特開2006−205092号公報JP 2006-205092 A

本発明が解決しようとする課題は、荷電粒子と金属イオンとを含む粒子分散原液から共存する金属イオンを除去することができる荷電粒子分散原液の精製方法及びそのために使用する微小流路装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a method for purifying a charged particle dispersion stock solution capable of removing coexisting metal ions from a particle dispersion stock solution containing charged particles and metal ions, and a microchannel device used therefor It is to be.

本発明の荷電粒子分散原液の精製方法は、3種類の液体1〜3を層流として送液するための3つの微小流路1〜3、これらの微小流路1〜3が1箇所で合流する微小流路合流部、及び、該微小流路合流部の下流側に微小流路1〜3にそれぞれ対応して設けられた3つの分岐微小流路1〜3、並びに、該微小流路合流部において3種類の液体の流れと交差する方向に電界を付与する1対の電極を該微小流路合流部の内壁に有する微小流路装置を準備する工程、荷電粒子と金属イオンとを含む粒子分散原液が層流を形成するように微小流路1に送液し、第1の洗浄液1が層流を形成するように微小流路2に送液し、第2の洗浄液2が層流を形成するように微小流路3に送液し、これら3層流が合流した微小流路合流部において流れと交差する方向に電界を付与することにより荷電粒子を微小流路1側から微小流路3側に移動させると共に金属イオンを微小流路1側又は微小流路2側に滞留させ、該微小流路合流部の下流側において、荷電粒子を分岐微小流路3から回収し、金属イオンを分岐微小流路1又は2に排出する工程、を有することを特徴とする。   The method for purifying a charged particle dispersion stock solution of the present invention comprises three micro channels 1 to 3 for feeding three types of liquids 1 to 3 as a laminar flow, and these micro channels 1 to 3 merge at one place. And the three branch microchannels 1 to 3 provided corresponding to the microchannels 1 to 3 on the downstream side of the microchannel junction, and the microchannel junction Preparing a microchannel device having a pair of electrodes on the inner wall of the microchannel merging portion for providing an electric field in a direction intersecting with three kinds of liquid flows in the section, particles containing charged particles and metal ions The dispersion stock solution is sent to the microchannel 1 so as to form a laminar flow, the first cleaning solution 1 is sent to the microchannel 2 so as to form a laminar flow, and the second cleaning solution 2 causes the laminar flow to flow. The liquid is fed to the microchannel 3 so as to form, and the direction intersecting the flow at the microchannel merging portion where these three laminar flows merge By applying an electric field, the charged particles are moved from the microchannel 1 side to the microchannel 3 side, and metal ions are retained on the microchannel 1 side or the microchannel 2 side, and downstream of the microchannel merging portion. And a step of collecting charged particles from the branched microchannel 3 and discharging metal ions to the branched microchannel 1 or 2.

また、本発明の微小流路装置は、荷電粒子と金属イオンとを含む粒子分散原液から金属イオンを除去するための微小流路装置であって、3種類の液体1〜3を層流として送液するための3つの微小流路1〜3、これらの合流微小流路が1箇所で合流する微小流路合流部、及び、該微小流路合流部の下流側に微小流路1〜3にそれぞれ対応して設けられた3つの分岐微小流路1〜3を有し、該合流部において3種の液体の流れと交差する方向に電界を付与する1対の電極を該微小流路合流部の内壁に有することを特徴とする。   The microchannel device of the present invention is a microchannel device for removing metal ions from a particle dispersion stock solution containing charged particles and metal ions, and sends three types of liquids 1 to 3 as a laminar flow. Three microchannels 1 to 3 for liquefying, a microchannel merging portion where these merging microchannels merge at one place, and microchannels 1 to 3 downstream of the microchannel merging portion A pair of electrodes having three branching microchannels 1 to 3 provided in correspondence with each other, and a pair of electrodes for applying an electric field in a direction intersecting the flow of three kinds of liquids at the junction. It is characterized by having on the inner wall.

本発明によれば、荷電粒子及び共存する金属イオンを含む粒子分散原液から金属イオンを効率的に除去して、荷電粒子を精製することができる。
本発明は、1μm前後の粒子直径、好ましくは0.1〜10μmの粒子直径を有する荷電粒子に有効に適用できる。
According to the present invention, charged particles can be purified by efficiently removing metal ions from a particle dispersion stock solution containing charged particles and coexisting metal ions.
The present invention can be effectively applied to charged particles having a particle diameter of about 1 μm, preferably 0.1 to 10 μm.

本実施形態の荷電粒子分散原液の精製方法は、3種類の液体1〜3を層流として送液するための3つの微小流路1〜3、これらの微小流路1〜3が1箇所で合流する微小流路合流部、及び、該微小流路合流部の下流側に微小流路1〜3にそれぞれ対応して設けられた2つの分岐微小流路12及び3又は3つの分岐微小流路1〜3、並びに、該微小流路合流部において3種類の液体の流れと交差する方向に電界を付与する1対の電極を該微小流路合流部の内壁に有する微小流路装置を準備する工程、荷電粒子と金属イオンとを含む粒子分散原液が層流を形成するように微小流路1に送液し、第1の洗浄液1が層流を形成するように微小流路2に送液し、第2の洗浄液2が層流を形成するように微小流路3に送液し、これら3層流が合流した微小流路合流部において流れと交差する方向に電界を付与することにより荷電粒子を微小流路1側から微小流路3側に移動させると共に金属イオンを微小流路1側又は微小流路2側に滞留させ、該微小流路合流部の下流側において、荷電粒子を分岐微小流路3から回収し、金属イオンを分岐微小流路12又は分岐微小流路1若しくは2に排出する工程、を有する。   The method for purifying a charged particle-dispersed stock solution according to this embodiment includes three microchannels 1 to 3 for feeding three types of liquids 1 to 3 as a laminar flow, and these microchannels 1 to 3 are provided at one location. The microchannel merging portion to be merged, and two branched microchannels 12 and 3 or three branched microchannels provided corresponding to the microchannels 1 to 3 on the downstream side of the microchannel merging portion, respectively. 1 to 3 and a microchannel device having a pair of electrodes on the inner wall of the microchannel merging portion for applying an electric field in a direction intersecting with three kinds of liquid flows in the microchannel merging portion Step, the liquid particle dispersion containing charged particles and metal ions is sent to the microchannel 1 so as to form a laminar flow, and the liquid is fed to the microchannel 2 so that the first cleaning liquid 1 forms a laminar flow. Then, the second cleaning liquid 2 is sent to the micro flow path 3 so as to form a laminar flow, and these three laminar flows are merged. By applying an electric field in a direction intersecting the flow at the junction, the charged particles are moved from the microchannel 1 side to the microchannel 3 side, and metal ions are retained on the microchannel 1 side or the microchannel 2 side. And collecting the charged particles from the branch microchannel 3 and discharging the metal ions to the branch microchannel 12 or the branch microchannel 1 or 2 on the downstream side of the microchannel junction.

また、本実施形態の微小流路装置は、荷電粒子と金属イオンとを含む粒子分散原液から金属イオンを除去するための微小流路装置であって、3種類の液体1〜3を層流として送液するための3つの微小流路1〜3、これらの合流微小流路が1箇所で合流する微小流路合流部、及び、該微小流路合流部の下流側に微小流路1〜3にそれぞれ対応して設けられた2つの分岐微小流路12及び3又は3つの分岐微小流路1〜3を有し、該合流部において3種の液体の流れと交差する方向に電界を付与する1対の電極を該微小流路合流部の内壁に有する。
以下、本実施形態の精製方法及びこのために使用する微小流路装置について適宜図面を参照しながら説明する。
The microchannel device of the present embodiment is a microchannel device for removing metal ions from a particle dispersion stock solution containing charged particles and metal ions, and three types of liquids 1 to 3 are used as laminar flows. Three microchannels 1 to 3 for feeding liquid, a microchannel merging portion where these merging microchannels merge at one place, and microchannels 1 to 3 downstream of the microchannel merging portion Each of the two branch microchannels 12 and 3 or three of the branch microchannels 1 to 3 are provided corresponding to each of the two, and an electric field is applied in the direction intersecting the three liquid flows at the junction. A pair of electrodes is provided on the inner wall of the microchannel junction.
Hereinafter, the purification method of the present embodiment and the microchannel device used for this purpose will be described with reference to the drawings as appropriate.

図1は、本実施形態の微小流路装置の一実施態様を示す概念図である。
図1に示す微小流路装置は、その上部に3種類の液体1、液体2及び液体3を層流として送液するための3つの微小流路1〜3(I−1、I−2及びI−3)を備えている。この微小流路装置では、これらの3つの微小流路1〜3(I−1、I−2及びI−3)に送液する液体を導入するための導入口(不図示)を有している。3つの微小流路1〜3(I−1、I−2及びI−3)は、下流において1箇所で合流する微小流路合流部123を形成している。微小流路合流部123では、上記の3つの液体が合流して、層流G−1、層流G−2及び層流G−3として送液されている。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of the microchannel device of the present embodiment.
The microchannel device shown in FIG. 1 has three microchannels 1 to 3 (I-1, I-2, and 1) for feeding three types of liquid 1, liquid 2 and liquid 3 as a laminar flow in the upper part thereof. I-3). This microchannel device has an inlet (not shown) for introducing a liquid to be fed into these three microchannels 1 to 3 (I-1, I-2 and I-3). Yes. The three microchannels 1 to 3 (I-1, I-2, and I-3) form a microchannel merging portion 123 that merges at one location downstream. In the microchannel merging section 123, the above three liquids merge and are sent as a laminar flow G-1, a laminar flow G-2, and a laminar flow G-3.

3つの微小流路1〜3(I−1、I−2及びI−3)にそれぞれ送液される液体1〜3は、相互に完全に接触した3つの層流G−1〜G−3を形成することが好ましく、このため合流前の3つの微小流路1〜3(I−1、I−2及びI−3)の断面は矩形であることが好ましい。矩形の長辺の長さは適宜選択できるが、約数〜約数千μm(「数μm以上数千μm以下」を意味する。)であることが好ましく、50〜500μmであることがより好ましい。また中間に位置する微小流路I−2は、その両側で微小流路I−1及びI−3と互いに接して微小流路合流部123を形成している。合流部の流路長は、適宜選択できるが、約十〜数百mmであることが好ましく、50〜200mmであることがより好ましい。
3つの微小流路1〜3(I−1、I−2及びI−3)に対応して、微小流路合流部123の合流部末端の下流側には、3つの分岐微小流路1〜3(O−1、O−2及びO−3)が設けられている。これらの分岐微小流路1〜3の断面は、微小流路1〜3の断面と形状及び面積がほぼ等しいことが好ましい。
なお、図3に示すように、分岐微小流路O−1及びO−2を合体した1つの分岐微小流路O−12とすることもできる。
また、微小流路の流れ方向とは直交する流路高さ及び微小流路合流部の高さは、適宜選択できるが、約十〜約千μmであることが好ましく、50〜100μmであることがより好ましい。
The liquids 1 to 3 fed to the three microchannels 1 to 3 (I-1, I-2, and I-3) are three laminar flows G-1 to G-3 that are completely in contact with each other. For this reason, it is preferable that the cross sections of the three microchannels 1 to 3 (I-1, I-2, and I-3) before joining are rectangular. The length of the long side of the rectangle can be selected as appropriate, but is preferably about several to about several thousand μm (meaning “several μm to several thousand μm or less”), and more preferably 50 to 500 μm. . Further, the microchannel I-2 located in the middle is in contact with the microchannels I-1 and I-3 on both sides to form the microchannel merging portion 123. The flow path length of the merge portion can be selected as appropriate, but is preferably about ten to several hundred mm, and more preferably 50 to 200 mm.
Corresponding to the three microchannels 1 to 3 (I-1, I-2, and I-3), three branch microchannels 1 to 3 are provided on the downstream side of the end of the junction of the microchannel junction 123. 3 (O-1, O-2 and O-3) are provided. It is preferable that the cross-sections of these branched microchannels 1 to 3 have substantially the same shape and area as the cross-section of the microchannels 1 to 3.
In addition, as shown in FIG. 3, it can also be set as the one branch microchannel O-12 which united the branch microchannel O-1 and O-2.
Moreover, although the flow path height orthogonal to the flow direction of the micro flow path and the height of the micro flow path merging portion can be selected as appropriate, it is preferably about 10 to about 1000 μm, and preferably 50 to 100 μm. Is more preferable.

図1において、微小流路合流部123において3層流G−1〜G−3と交差する方向の両側の流路壁内面には、1対の電極が設けられている。微小流路合流部の断面が全体として矩形の場合には、この電極は対向する1対の平行平板電極とすることが好ましい。この一対の電極により形成される電界の方向は、この微小流路合流部123において隣接して流れる3種類の液体1〜3の合流した層流の流れ方向と交差する方向となり、図1においてはほぼ直交している。電極は、白金などの腐食されにくい材質を使用して製作することが好ましい。電極長は、合流流路長の50%以上とすることが好ましく、80〜95%とすることがより好ましい。   In FIG. 1, a pair of electrodes is provided on the inner surfaces of the flow channel walls on both sides in the direction intersecting with the three laminar flows G-1 to G-3 in the micro flow channel confluence portion 123. When the cross section of the microchannel merging portion is rectangular as a whole, the electrodes are preferably a pair of opposed parallel plate electrodes. The direction of the electric field formed by the pair of electrodes is a direction that intersects the flow direction of the laminar flow in which the three kinds of liquids 1 to 3 that flow adjacent to each other in the microchannel merging portion 123, and in FIG. They are almost orthogonal. The electrode is preferably manufactured using a material that is not easily corroded, such as platinum. The electrode length is preferably 50% or more of the combined flow path length, more preferably 80 to 95%.

本実施形態の微小流路装置は、ガラス、シリコーン、セラミックス、PMMA等の微小流路作成に一般的に使用される材質を使用することができ、また、公知の微小流路装置の製造方法を採用して製造することができる。   The microchannel device of the present embodiment can use materials generally used for microchannel fabrication such as glass, silicone, ceramics, PMMA, etc., and a known microchannel device manufacturing method can be used. It can be adopted and manufactured.

図2は、本実施形態に係る粒子分散原液の精製方法の一実施態様を示す概念図である。
本実施形態における微小流路とは、幅が約数〜約数千μmである流路をいう。微小流路の幅は、好ましくは50〜1,000μmであり、更に好ましくは50〜500μmである。本実施形態の精製方法において、3つの微小流路を流れる液体のレイノルズ数は2,300以下となり、その流動は乱流ではなく層流となる。分岐微小流路における幅やレイノズル数も微小流路と同様である。
ここで、レイノルズ数(Re)は、下記式で表されるものであり、2,300以下のとき層流支配となる。
・Re=uL/ν(u:流速、L:代表長さ、ν:動粘性係数)
上述のような層流支配の世界では、慣性項に対して、粘性項の寄与が大きくなるため、基本的には、流れ方向に対して交差する方向への媒体の移動が生じない流れとなる。したがって、乱流による荷電粒子の拡散が防止される。
本実施形態の精製方法では、荷電粒子は電界の作用により流れ方向に対して交差する方向に電気泳動する。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an embodiment of the method for purifying the particle dispersion stock solution according to the present embodiment.
The microchannel in the present embodiment refers to a channel having a width of about several to about several thousand μm. The width of the microchannel is preferably 50 to 1,000 μm, and more preferably 50 to 500 μm. In the purification method of this embodiment, the Reynolds number of the liquid flowing through the three microchannels is 2,300 or less, and the flow is not turbulent but laminar. The width and the number of lay nozzles in the branch microchannel are the same as those of the microchannel.
Here, the Reynolds number (Re) is expressed by the following formula, and when it is 2,300 or less, the laminar flow is dominant.
・ Re = uL / ν (u: flow velocity, L: representative length, ν: kinematic viscosity coefficient)
In the laminar-dominated world as described above, the viscosity term contributes more to the inertia term, so basically the flow does not cause the medium to move in the direction intersecting the flow direction. . Therefore, diffusion of charged particles due to turbulent flow is prevented.
In the purification method of the present embodiment, charged particles are electrophoresed in a direction crossing the flow direction by the action of an electric field.

本実施形態の粒子分散原液の精製方法においては、荷電粒子と金属イオンとを含む粒子分散原液、洗浄液1及び洗浄液2を、微小流路装置に設けられた、それぞれ対応する導入口から導入してそれぞれを微小流路1〜3(I−1、I−2及びI−3)に送液する。送液には定量送液ポンプ等の公知の手段を用いることができる。これらの3つの微小流路が合流する微小流路合流部123において、3液体の形成する3つの層流G−1、G−2及びG−3が接触して送液されている。これらの3液体合流の流れ方向と交差する方向に電界を付与する。電界の向きは、荷電粒子を含む粒子分散原液中の荷電粒子が微小流路合流部において、微小流路I−1から送液された層流G−1側から微小流路I−3から送液された層流G−3側に移動するように付与する。負に荷電する粒子に対しては、層流G−1側をマイナス(−)電極として、層流G−3側をプラス(+)電極とすることにより、その電界内を流れる粒子分散原液中の荷電粒子を層流G−1側から層流G−3側に電気泳動により移動させることができる。
電界をかけた微小流路合流部において、荷電粒子は、層流G−1から洗浄液1の層流に移動し、さらに洗浄液2の層流に移動する。従って、微小流路合流部の下流では、荷電粒子は分岐微小流路O−3から回収することができる。
In the method for purifying the particle dispersion stock solution of the present embodiment, the particle dispersion stock solution containing charged particles and metal ions, the cleaning solution 1 and the cleaning solution 2 are introduced from the corresponding inlets provided in the microchannel device. Each is sent to the microchannels 1 to 3 (I-1, I-2 and I-3). A known means such as a quantitative liquid feeding pump can be used for liquid feeding. Three laminar flows G-1, G-2, and G-3 formed by three liquids are brought into contact with each other and fed in the microchannel merging portion 123 where these three microchannels merge. An electric field is applied in a direction intersecting with the flow direction of these three liquids. The direction of the electric field is such that the charged particles in the particle dispersion stock solution containing charged particles are sent from the micro flow channel I-3 from the laminar flow G-1 side where the charged particles are sent from the micro flow channel I-1. It applies so that it may move to the liquid laminar flow G-3 side. For negatively charged particles, the laminar flow G-1 side is the negative (-) electrode and the laminar flow G-3 side is the positive (+) electrode, so that Charged particles can be moved from the laminar flow G-1 side to the laminar flow G-3 side by electrophoresis.
The charged particles move from the laminar flow G-1 to the laminar flow of the cleaning liquid 1 and further to the laminar flow of the cleaning liquid 2 in the microchannel merging portion to which an electric field is applied. Accordingly, the charged particles can be recovered from the branched microchannel O-3 downstream of the microchannel junction.

一方、粒子分散原液中において荷電粒子の外部に存在する金属イオンは、微小流路合流部において、層流G−1側に設けられたマイナス電極の作用により、層流G−1内に留まる。また、荷電粒子の内部(表面を含む。)に存在する金属イオンは、荷電粒子と共に層流G−2に移動すると、この洗浄液1中の洗浄剤の作用により洗浄されて、層流G−2内に滞留させることができる。
このようにして、該合流部の下流側において、荷電粒子は洗浄液2と共に分岐微小流路O−3から回収することができ、不純物としての金属イオンは分岐微小流路O−1若しくはO−2又はO−12から排出させることができる。この結果、荷電粒子分散原液中の荷電粒子の精製が可能となる。
On the other hand, the metal ions existing outside the charged particles in the particle dispersion stock solution remain in the laminar flow G-1 by the action of the negative electrode provided on the laminar flow G-1 side at the microchannel merging portion. Further, when the metal ions present inside the charged particles (including the surface) move to the laminar flow G-2 together with the charged particles, the metal ions are washed by the action of the cleaning agent in the cleaning liquid 1 and laminar flow G-2. Can be retained within.
In this way, on the downstream side of the junction, the charged particles can be recovered from the branched microchannel O-3 together with the cleaning liquid 2, and the metal ions as impurities are branched microchannel O-1 or O-2. Or it can be discharged from O-12. As a result, the charged particles in the charged particle dispersion stock solution can be purified.

荷電粒子が負電荷を帯びた荷電粒子である場合、好ましい一実施態様として、洗浄液1が粒子分散原液中の金属イオンと塩を形成可能な酸の水溶液を含む水溶液であり、また、洗浄液2が純水である場合を挙げることができる。
洗浄液1として使用する、金属イオンと塩を形成可能な酸は、鉱酸でも有機酸でもよく、金属イオンと可溶性又は難溶性の中性塩を形成する酸であることが好ましい。
この場合、負荷電粒子の内部(表面を含む。)に金属イオンを含む粒子分散原液を微小流路I−1に送液した場合、微小流路合流部において、層流G−1側から電気泳動により洗浄液1の層流G−2中に負荷電粒子に同伴して移動してきた金属イオンは、洗浄液1に含まれる酸と塩を形成する。この塩が中性である場合には、金属塩はもはや電界の影響を受けず、層流G−2内に滞留するので、分岐微小流路O−2から排出させることができる。
負荷電粒子は層流G−2から更に層流G−3の純水で洗浄されて分岐微小流路O−3から回収される。
When the charged particles are negatively charged particles, as a preferred embodiment, the cleaning liquid 1 is an aqueous solution containing an aqueous solution of an acid capable of forming a salt with metal ions in the particle dispersion stock solution. The case where it is pure water can be mentioned.
The acid that can form a salt with a metal ion used as the cleaning liquid 1 may be a mineral acid or an organic acid, and is preferably an acid that forms a soluble or hardly soluble neutral salt with the metal ion.
In this case, when a particle-dispersed stock solution containing metal ions is fed into the microchannel I-1 inside the negatively charged particles (including the surface), electricity is applied from the laminar flow G-1 side at the microchannel junction. The metal ions that have moved along with the negatively charged particles in the laminar flow G-2 of the cleaning liquid 1 by electrophoresis form an acid and a salt contained in the cleaning liquid 1. When this salt is neutral, the metal salt is no longer affected by the electric field and stays in the laminar flow G-2, and can be discharged from the branch microchannel O-2.
The negatively charged particles are further washed from the laminar flow G-2 with pure water of the laminar flow G-3 and recovered from the branched microchannel O-3.

微小流路I−1における、粒子分散原液に含まれる金属イオン及びその酸との反応について説明する。
粒子分散原液に含まれる金属イオンとしては、荷電粒子の製造工程において処理剤として使用された金属イオンの他にいわゆる汚染物質として意図せずに混入する金属イオンが含まれる。乳化重合凝集法により製造されるトナーの場合には、凝集剤として添加される多価金属塩が金属イオンに含まれる。
第1の洗浄液としては、上記分散原液中の金属イオンと難溶性の塩を形成することのできる酸の水溶液を使用することができる。このような酸としては、希硫酸のような鉱酸が例示できる。分散原液中に水溶性カルシウムイオン(Ca2+)がある場合には、Ca2+は希硫酸と66℃以下で硫酸カルシウムの二水塩(CaSO4・2H2O)を形成する。
The reaction between the metal ions contained in the particle dispersion stock solution and its acid in the microchannel I-1 will be described.
The metal ions contained in the particle dispersion undiluted solution include metal ions that are unintentionally mixed as so-called contaminants in addition to the metal ions used as the treating agent in the charged particle production process. In the case of a toner manufactured by an emulsion polymerization aggregation method, a metal ion includes a polyvalent metal salt added as an aggregating agent.
As the first cleaning liquid, an aqueous solution of an acid capable of forming a hardly soluble salt with the metal ions in the dispersion stock solution can be used. Examples of such acids include mineral acids such as dilute sulfuric acid. When water-soluble calcium ions (Ca 2+ ) are present in the dispersion stock solution, Ca 2+ forms dihydrate of calcium sulfate (CaSO 4 .2H 2 O) at 66 ° C. or less with dilute sulfuric acid.

また、金属イオンと塩を形成可能な酸として、酢酸、シュウ酸、コハク酸又はこれらのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩(Li+、Na+、K+、NH4 +)のような有機酸又はその塩も好ましく使用できる。シュウ酸アンモニウム水溶液中で、水溶性カルシウムイオン(Ca2+)はシュウ酸カルシウムの1水塩の難溶性塩を形成する。
また、洗浄液1として、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)のような遷移金属イオンや通常金属イオンと水可溶性の金属錯体を形成するような配位子の水溶液を使用することもできる。
Further, as an acid capable of forming a salt with a metal ion, acetic acid, oxalic acid, succinic acid or an organic acid such as an alkali metal salt or ammonium salt thereof (Li + , Na + , K + , NH 4 + ) or an acid thereof A salt can also be preferably used. In an aqueous solution of ammonium oxalate, water-soluble calcium ions (Ca 2+ ) form a hardly soluble salt of calcium oxalate monohydrate .
As the cleaning liquid 1, an aqueous solution of a ligand that forms a water-soluble metal complex with a transition metal ion such as EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) or a normal metal ion can also be used.

液体1〜3の送液量は、0.001〜100ml/hrであることが好ましく、0.01〜50ml/hrであることがより好ましい。従って、排出量もこの範囲内となる。
精製量を増大するためには、微小流路装置の数を増やすナンバリングアップを行うことができる。
The liquid feed amount of liquids 1 to 3 is preferably 0.001 to 100 ml / hr, and more preferably 0.01 to 50 ml / hr. Accordingly, the discharge amount is also within this range.
In order to increase the amount of purification, numbering up can be performed to increase the number of microchannel devices.

本実施形態の精製対象である荷電粒子の体積平均粒径は、0.1μm〜500μmであることが好ましく、0.1〜10μmであることがより好ましい。前記の平均粒径範囲内であると、高い精製効率が得られる。   The volume average particle diameter of the charged particles to be purified in this embodiment is preferably 0.1 μm to 500 μm, and more preferably 0.1 to 10 μm. When the average particle size is within the above range, high purification efficiency can be obtained.

本実施形態において、前記粒子の体積平均粒径は、下記粒径(5μm以下)の場合を除き、コールターカウンターTA−II型(コールター社製)を用いて測定した値である。この場合、粒子の粒径レベルにより、最適なアパーチャーを用いて測定する。また、粒子の粒径が5μm以下の場合は、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置(LA−920、堀場製作所製)を用いて測定する。
前記粒子の比重は、気相置換法(ピクノメータ法)により、湯浅アイオニクス社製ウルトラピクノメータ1000を用いて測定する。
前記媒体液体の比重は、エーアンドディー社の比重測定キットAD−1653を用い測定する。
In the present embodiment, the volume average particle diameter of the particles is a value measured using a Coulter Counter TA-II type (manufactured by Coulter Inc.) except for the following particle diameter (5 μm or less). In this case, measurement is performed using an optimum aperture according to the particle size level of the particles. When the particle diameter is 5 μm or less, measurement is performed using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.).
The specific gravity of the particles is measured by a gas phase substitution method (pycnometer method) using an ultra pycnometer 1000 manufactured by Yuasa Ionics.
The specific gravity of the medium liquid is measured using a specific gravity measurement kit AD-1653 manufactured by A & D.

本実施形態の精製方法は、種々の荷電粒子に適用でき、静電荷像現像用トナーが含まれる。静電荷像現像用トナーとしては、混練粉砕法や懸濁重合法よりも、乳化重合凝集法により製造されるトナーに対し本実施形態の精製方法をより好ましく適用できる。
乳化重合凝集法は、乳化重合で得られた粒径が1μm以下の結着樹脂粒子を分散した樹脂粒子分散液、着色剤を分散した着色剤分散液、及び必要に応じて、離型剤を分散した離型剤分散液をトナー粒径に凝集させる。この凝集工程の後に、結着樹脂のガラス転移温度以上の温度に凝集粒子を加熱して凝集体を融合してトナー粒子を形成する。前記凝集工程において、トナー粒径の凝集粒子を形成するヘテロ凝集を行わせるために、イオン性界面活性剤や多価金属塩(硫酸アルミニウムなど)が使用される。
乳化重合凝集法により製造される電潜像現像用トナーの粒子分散原液は、トナー粒子の外部又は内部にAl3+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Fe3+、Na+等の金属イオンを含有する。
The purification method of the present embodiment can be applied to various charged particles, and includes an electrostatic charge image developing toner. As the toner for developing an electrostatic image, the purification method of the present embodiment can be more preferably applied to the toner produced by the emulsion polymerization aggregation method than the kneading pulverization method or the suspension polymerization method.
In the emulsion polymerization aggregation method, a resin particle dispersion in which binder resin particles having a particle diameter of 1 μm or less obtained by emulsion polymerization are dispersed, a colorant dispersion in which a colorant is dispersed, and a release agent as necessary. The dispersed release agent dispersion is aggregated into a toner particle size. After this aggregation step, the aggregated particles are heated to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the binder resin to fuse the aggregates to form toner particles. In the aggregating step, an ionic surfactant or a polyvalent metal salt (such as aluminum sulfate) is used in order to perform heteroaggregation to form aggregated particles having a toner particle diameter.
An electrostatic latent image developing toner particle dispersion prepared by an emulsion polymerization aggregation method has Al 3+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Cu 2+ , Fe 3+ , Na + and the like outside or inside the toner particles. Containing metal ions.

本実施形態に用いられる粒子の形状は、特に限定されないが、真球状又は略球状の粒子が好ましい。これらの粒子の長軸長と短軸長との比(長軸長/短軸長)は、1〜20の範囲が好ましく、1〜2の範囲がより好ましい。   Although the shape of the particle | grains used for this embodiment is not specifically limited, A spherical shape or a substantially spherical particle | grain is preferable. The ratio of the major axis length to the minor axis length (major axis length / minor axis length) of these particles is preferably in the range of 1 to 20, and more preferably in the range of 1 to 2.

本実施形態において使用される粒子分散原液中の荷電粒子は、媒体液体中で正あるいは負の荷電を有する。例えば、水媒体中では、粒子表面に−COOHや−SO3Hなどの酸性基が存在する場合は負の荷電を示し、−NH2や−NH3 +などの塩基性基が存在する場合は正の荷電を有する。 The charged particles in the particle dispersion undiluted solution used in the present embodiment have a positive or negative charge in the medium liquid. For example, in an aqueous medium, when an acidic group such as —COOH or —SO 3 H is present on the particle surface, it shows a negative charge, and when a basic group such as —NH 2 or —NH 3 + is present. Has a positive charge.

前記媒体液体中で負の荷電を示す粒子の例としては、上記の酸性基を側鎖に有する付加重合性の結着剤を含有する粒子が例示できる。これらの結着剤は、酸性基を有するエチレン性不飽和化合物と酸性基を有しないエチレン性不飽和化合物とを共重合して製造することができる。
酸性基を有するエチレン性不飽和化合物としては、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、カルボン酸無水物基を有するエチレン性不飽和化合物が好ましく、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、メタクリル酸、アクリル酸、無水マレイン酸が例示できる。
更に共重合体を構成するための酸性基を有しないエチレン性不飽和化合物としては、スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−クロルスチレン、p−フェニルスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類;塩化ビニル;酢酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸フェニル、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸グリシジル、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、などの(メタ)アクリル酸エステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのエチレン性不飽和ニトリル;アクリルアミドなどアクリルアミド類;;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンな どのビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンなどのN−ビニル化合物などが例示できる。また、これらを一種あるいは二種以上用いてもよい。
As an example of the particle | grains which show a negative charge in the said medium liquid, the particle | grains containing the addition polymerizable binder which has said acidic group in a side chain can be illustrated. These binders can be produced by copolymerizing an ethylenically unsaturated compound having an acidic group and an ethylenically unsaturated compound having no acidic group.
The ethylenically unsaturated compound having an acidic group is preferably an ethylenically unsaturated compound having a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group or a carboxylic acid anhydride group, such as 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, methacrylic acid. Examples include acid, acrylic acid and maleic anhydride.
Further, as the ethylenically unsaturated compound having no acidic group for constituting the copolymer, styrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p- Styrenes such as tert-butylstyrene, pn-dodecylstyrene, p-chlorostyrene, p-phenylstyrene; olefins such as ethylene, propylene, isobutylene; vinyl chloride; vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl benzoate, etc. Vinyl esters; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, acrylic acid Phenyl, methyl α-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate , (Meth) acrylic acid esters, such as stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, glycidyl methacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate; acrylonitrile Ethylenically unsaturated nitriles such as methacrylonitrile; acrylamides such as acrylamide; vinyl vinyl ketone, vinyl hexyl ketone, methyl Examples thereof include vinyl ketones such as ruisopropenyl ketone; N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole and N-vinyl pyrrolidone. Moreover, you may use these 1 type, or 2 or more types.

一方、前記媒体液体中で正の荷電を示す粒子の例としては、塩基性基を側鎖に有する付加重合性の結着剤を含有する粒子が例示できる。これらの結着剤は、塩基性基を有するエチレン性不飽和化合物と塩基性基を有しないエチレン性不飽和化合物とを共重合して製造することが好ましい。
塩基性基を有するエチレン性不飽和化合物としては、2級、3級又は4級アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物が好ましく、3級又は4級アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物がより好ましい。重合体とした後に3級アミノ基を4級化することもできる。
3級又は4級アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物としては、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、N−n−ブトキシアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、N−ビニルカルバゾール、ビニルピリジン、2−ビニルイミダゾール、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、2−ヒドロキシ−3−アクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、あるいはこれらの窒素を4級化したものが例示できる。
塩基性基を有しないエチレン性不飽和化合物を共重合する場合、共重合単量体として、上記の酸性基を有しないエチレン性不飽和化合物の1種又は2種以上を使用できる。
On the other hand, examples of the particles exhibiting positive charge in the medium liquid include particles containing an addition polymerizable binder having a basic group in the side chain. These binders are preferably produced by copolymerizing an ethylenically unsaturated compound having a basic group and an ethylenically unsaturated compound having no basic group.
The ethylenically unsaturated compound having a basic group is preferably an ethylenically unsaturated compound having a secondary, tertiary or quaternary amino group, and more preferably an ethylenically unsaturated compound having a tertiary or quaternary amino group. . The tertiary amino group can also be quaternized after making the polymer.
Examples of the ethylenically unsaturated compound having a tertiary or quaternary amino group include dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, Nn-butoxyacrylamide, diacetone acrylamide, acrylamide, N- Examples include vinyl carbazole, vinyl pyridine, 2-vinyl imidazole, 2-hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium chloride, 2-hydroxy-3-acryloxypropyltrimethylammonium chloride, or quaternized nitrogen thereof. .
When an ethylenically unsaturated compound having no basic group is copolymerized, one or more of the above-described ethylenically unsaturated compounds having no acidic group can be used as a copolymerization monomer.

また、本実施形態において用いられる荷電粒子としては、無機粒子であってもよい。このような無機粒子としては、SiO2やTiO2などの金属酸化物が負極性を示す。正極性を示すものとしては、酸化アルミなどがある。さらに、これらをシラン処理剤で処理されたものは、その処理剤の有する末端基の種類、割合により、正負それぞれの極性を示すことが知られている。例えば、アミノ基などを含むシラン処理剤でSiO2を処理することにより、正極性を示すようになる。 Further, the charged particles used in the present embodiment may be inorganic particles. As such inorganic particles, metal oxides such as SiO 2 and TiO 2 exhibit negative polarity. Examples of positive polarity include aluminum oxide. Further, it is known that those treated with a silane treating agent exhibit positive and negative polarities depending on the type and ratio of the terminal groups of the treating agent. For example, by treating SiO 2 with a silane treatment agent containing an amino group or the like, positive polarity is exhibited.

一方、本実施形態において、液体としてどのような媒体液体も使用できるが、該媒体液体の電導度は0〜50μs/cmであることが好ましく、より好ましくは0〜20μs/cmであり、さらに好ましくは0〜10μs/cmである。
本実施形態において好ましく用いられる媒体液体としては、例えば、水、アルコール等が使用可能であり、特に水を主成分とする水性媒体が好ましく、水が特に好ましい。
On the other hand, in the present embodiment, any medium liquid can be used as the liquid, but the electric conductivity of the medium liquid is preferably 0 to 50 μs / cm, more preferably 0 to 20 μs / cm, and still more preferably. Is 0-10 μs / cm.
As the medium liquid preferably used in the present embodiment, for example, water, alcohol or the like can be used, and an aqueous medium mainly containing water is preferable, and water is particularly preferable.

本実施形態において、好ましい粒子と媒体液体との組み合わせとしては、カルボキシル基を表面に有するポリスチレンアクリレート共重合体又はポリエステル系樹脂粒子と水系媒体、アミノ基あるいは4級アンモニウム基を有するポリスチレンアクリレート共重合体又はポリエステル系樹脂粒子の水分散物が挙げられ、この中でもカルボキシル基を表面に有するポリスチレンアクリル系樹脂を結着樹脂として含有する荷電粒子の水分散原液がより好ましい。   In the present embodiment, a preferable combination of particles and a medium liquid includes a polystyrene acrylate copolymer having a carboxyl group on its surface or a polyester resin particle and a polyester resin particle and an aqueous medium, a polystyrene acrylate copolymer having an amino group or a quaternary ammonium group. Or the aqueous dispersion of the polyester-type resin particle is mentioned, Among these, the aqueous dispersion stock solution of the charged particle which contains the polystyrene acrylic resin which has a carboxyl group on the surface as binder resin is more preferable.

本実施形態に用いられる粒子分散原液における粒子の濃度は、0.1〜40体積%であることが好ましく、1〜25体積%であることがより好ましい。   The concentration of the particles in the particle-dispersed stock solution used in the present embodiment is preferably 0.1 to 40% by volume, and more preferably 1 to 25% by volume.

以下に実施例によりさらに具体的に本実施形態の精製方法を説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定される訳ではない。   Hereinafter, the purification method of the present embodiment will be described more specifically by way of examples. However, the present embodiment is not limited to these examples.

実施例1においては、図1に模式的に示したような微小流路装置を使用した。この微小流路装置は、ガラスで製作した装置であり、3つの微小流路が合流して微小流路合流部を形成し、さらに3つの分岐微小流路に分かれる微小流路装置を使用した。W1=W2=W3=100μm、D(奥行き)=100μmであり、合流部長L2=100mm、電極長L1=90mmであった。   In Example 1, a microchannel device as schematically shown in FIG. 1 was used. This microchannel device is a device made of glass, and a microchannel device in which three microchannels merge to form a microchannel merging portion and further divided into three branch microchannels was used. W1 = W2 = W3 = 100 μm, D (depth) = 100 μm, merge portion length L2 = 100 mm, and electrode length L1 = 90 mm.

この微小流路装置を使用して、微小流路I−1に乳化重合凝集法により製造され、共重合されたアクリル酸単位により負帯電を帯びた平均粒子径が約2μmの静電荷像現像用トナー粒子が水中に分散され、不純物電解質(金属イオンとしてCa2+、Mg2+、Al3+、Cu2+、Na+を含む。)を含む粒子分散原液を導入した。微小流路I−2には希シュウ酸水溶液を導入し、流路I−3には純水を導入した。流量は、微小流路I−1、I−2及びI−3共に6ml/hrとした。
電極間電圧は3Vとして、電界は100V/cmとした。
分岐微小流路O−3から金属イオンの低減された精製された静電写真トナー粒子を回収することができた。
こうして回収された静電写真トナーは、電子写真プロセスにおける帯電特性が向上し、電子写真装置の設置された様々な環境下での安定した画質が得られる。また、トナー像(潜像)が形成される感光体の寿命が向上する。
Using this microchannel device, for developing an electrostatic image having an average particle diameter of about 2 μm, which is produced by the emulsion polymerization aggregation method on the microchannel I-1 and is negatively charged by the copolymerized acrylic acid unit. Toner particles were dispersed in water, and a particle dispersion stock solution containing an impurity electrolyte (containing Ca 2+ , Mg 2+ , Al 3+ , Cu 2+ , and Na + as metal ions) was introduced. A dilute oxalic acid aqueous solution was introduced into the microchannel I-2, and pure water was introduced into the channel I-3. The flow rate was 6 ml / hr for all of the microchannels I-1, I-2 and I-3.
The interelectrode voltage was 3 V and the electric field was 100 V / cm.
The purified electrophotographic toner particles with reduced metal ions could be recovered from the branched microchannel O-3.
The electrostatic toner thus collected has improved charging characteristics in the electrophotographic process, and stable image quality can be obtained in various environments where the electrophotographic apparatus is installed. In addition, the life of the photoreceptor on which the toner image (latent image) is formed is improved.

本実施形態の微小流路装置の一実施態様を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows one embodiment of the microchannel apparatus of this embodiment. 本実施形態の精製方法の一実施態様を模式的に示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows typically one implementation of the purification method of this embodiment. 本実施形態の微小流路装置の別の実施態様を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows another embodiment of the microchannel apparatus of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

I−1:微小流路1
I−2:微小流路2
I−3:微小流路3
123:微小流路合流部
G−1:層流1
G−2:層流2
G−3:層流3
O−1:分岐微小流路1
O−2:分岐微小流路2
O−12:分岐微小流路12
O−3:分岐微小流路3
+:プラス電極
−:マイナス電極
L1:電極の長さ
L2:微小流路合流部の長さ
I-1: Microchannel 1
I-2: Microchannel 2
I-3: Microchannel 3
123: Micro flow path confluence G-1: Laminar flow 1
G-2: Laminar flow 2
G-3: Laminar flow 3
O-1: Branched microchannel 1
O-2: Branched microchannel 2
O-12: Branched microchannel 12
O-3: Branched microchannel 3
+: Positive electrode-: Negative electrode L1: Length of electrode L2: Length of micro-channel confluence

Claims (3)

3種類の液体1〜3を層流として送液するための3つの微小流路1〜3、これらの微小流路1〜3が1箇所で合流する微小流路合流部、及び、該微小流路合流部の下流側に微小流路1〜3にそれぞれ対応して設けられた2つの分岐微小流路12及び3又は3つの分岐微小流路1〜3、並びに、該微小流路合流部において3種類の液体の流れと交差する方向に電界を付与する1対の電極を該微小流路合流部の内壁に有する微小流路装置を準備する工程、
荷電粒子と金属イオンとを含む粒子分散原液が層流を形成するように微小流路1に送液し、第1の洗浄液1が層流を形成するように微小流路2に送液し、第2の洗浄液2が層流を形成するように微小流路3に送液し、
これら3層流が合流した微小流路合流部において流れと交差する方向に電界を付与することにより荷電粒子を微小流路1側から微小流路3側に移動させるとともに金属イオンを微小流路1側又は微小流路2側に滞留させ、
該微小流路合流部の下流側において、荷電粒子を分岐微小流路3から回収し、金属イオンを分岐微小流路12又は分岐微小流路1若しくは2に排出する工程、を有することを特徴とする
荷電粒子分散原液の精製方法。
Three micro-channels 1 to 3 for feeding three types of liquids 1 to 3 as a laminar flow, a micro-channel merging section where these micro-channels 1 to 3 merge at one place, and the micro-stream In the two branch microchannels 12 and 3 or three branch microchannels 1 to 3 provided corresponding to the microchannels 1 to 3 on the downstream side of the channel junction, and in the microchannel junction Preparing a microchannel device having a pair of electrodes for applying an electric field in a direction intersecting with three types of liquid flows on the inner wall of the microchannel merging portion;
The liquid particle dispersion containing charged particles and metal ions is sent to the microchannel 1 so as to form a laminar flow, and the first cleaning solution 1 is sent to the microchannel 2 so as to form a laminar flow. The second cleaning liquid 2 is sent to the microchannel 3 so as to form a laminar flow,
By applying an electric field in the direction crossing the flow at the microchannel merging portion where these three laminar flows merge, the charged particles are moved from the microchannel 1 side to the microchannel 3 side and metal ions are moved to the microchannel 1. Side or microchannel 2 side,
A step of collecting charged particles from the branch microchannel 3 and discharging metal ions to the branch microchannel 12 or the branch microchannel 1 or 2 on the downstream side of the microchannel junction. A method for purifying a charged particle dispersion stock solution.
該荷電粒子が負電荷を帯び、該粒子分散原液が該荷電粒子の内部及び/又は外部に金属イオンを含み、洗浄液1が該金属イオンと塩を形成可能な酸を含む水溶液であり、洗浄液2が純水である、請求項1に記載の荷電粒子分散原液の精製方法。   The charged particles are negatively charged, the particle dispersion undiluted solution contains metal ions inside and / or outside of the charged particles, the cleaning solution 1 is an aqueous solution containing an acid capable of forming a salt with the metal ions, and the cleaning solution 2 The method for purifying a charged particle-dispersed stock solution according to claim 1, wherein is pure water. 荷電粒子と金属イオンとを含む粒子分散原液から金属イオンを除去するための微小流路装置であって、
3種類の液体1〜3を層流として送液するための3つの微小流路1〜3、これらの合流微小流路が1箇所で合流する微小流路合流部、及び、該微小流路合流部の下流側に微小流路1〜3にそれぞれ対応して設けられた2つの分岐微小流路12及び3、又は、3つの分岐微小流路1〜3を有し、該合流部において3種の液体の流れと交差する方向に電界を付与する1対の電極を該微小流路合流部の内壁に有することを特徴とする
微小流路装置。
A microchannel device for removing metal ions from a particle dispersion stock solution containing charged particles and metal ions,
Three micro-channels 1 to 3 for sending three types of liquids 1 to 3 as a laminar flow, a micro-channel merging section where these merging micro-channels merge at one place, and the micro-channel merging 2 branch microchannels 12 and 3 provided corresponding to the microchannels 1 to 3 on the downstream side of the section, or three branch microchannels 1 to 3, respectively. A microchannel device comprising a pair of electrodes for applying an electric field in a direction crossing the liquid flow of the liquid crystal on the inner wall of the microchannel merging portion.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104321126A (en) * 2012-03-27 2015-01-28 加利福尼亚大学董事会 Continuous whole-chip 3-dimensional DEP cell sorter and related fabrication method
JP2015532978A (en) * 2012-10-25 2015-11-16 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Method and apparatus for liquid detection
JP2017526939A (en) * 2014-07-07 2017-09-14 ロゴス バイオシステムズ, インコーポレイテッド Tissue clearing device using electrophoresis
JP2020531282A (en) * 2017-08-22 2020-11-05 エレジェン コーポレーション Position tracking and coding of microfluidic devices

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104321126A (en) * 2012-03-27 2015-01-28 加利福尼亚大学董事会 Continuous whole-chip 3-dimensional DEP cell sorter and related fabrication method
CN104321126B (en) * 2012-03-27 2017-02-22 加利福尼亚大学董事会 Continuous whole-chip 3-dimensional DEP cell sorter and related fabrication method
JP2015532978A (en) * 2012-10-25 2015-11-16 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Method and apparatus for liquid detection
JP2017526939A (en) * 2014-07-07 2017-09-14 ロゴス バイオシステムズ, インコーポレイテッド Tissue clearing device using electrophoresis
JP2020531282A (en) * 2017-08-22 2020-11-05 エレジェン コーポレーション Position tracking and coding of microfluidic devices
JP7254806B2 (en) 2017-08-22 2023-04-10 エレジェン コーポレーション Positional tracking and encoding of microfluidic devices

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