JP2011255304A - カプセル型粒子の製造方法およびカプセル型粒子 - Google Patents
カプセル型粒子の製造方法およびカプセル型粒子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011255304A JP2011255304A JP2010131418A JP2010131418A JP2011255304A JP 2011255304 A JP2011255304 A JP 2011255304A JP 2010131418 A JP2010131418 A JP 2010131418A JP 2010131418 A JP2010131418 A JP 2010131418A JP 2011255304 A JP2011255304 A JP 2011255304A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- capsule
- type
- dispersion
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Abstract
【解決手段】コアとなる微粒子とシェルとなる樹脂成分とを含む分散液を静電噴霧することによって、1以上のコアを有する単分散なカプセル型粒子を得ることを特徴とするカプセル型粒子の製造方法により課題を解決する。
【選択図】なし
Description
分散液が、樹脂成分2〜20重量部と微粒子0.5〜40重量部とを分散媒100重量部中に分散させることによって形成され、
静電噴霧が、静電噴霧装置を用いて、分散液を0.5〜10μL/分の供給速度で供給し、20〜60℃で行われる場合、不純物の含有量が少ない単分散なカプセル型粒子をより容易に製造することができる。
分散液が、樹脂成分2〜12重量部と微粒子4〜6重量部とを分散媒100重量部中に分散させることによって形成され、
静電噴霧が、静電噴霧装置を用いて、分散液を0.5〜1.5μL/分の供給速度で供給し、20〜60℃で行われる場合、不純物の含有量が少ない単分散なコア−シェル粒子をより容易に製造することができる。
以下、本発明の製造方法を詳説する。
本発明で用い得る樹脂成分としては、分散媒に溶解、膨潤、分散等することができ、単分散性等の所望の物性に影響を与えない限り、いかなる樹脂成分も使用することができる。
本発明においては、前記平均粒子径を有する比較的大粒径の微粒子を被覆することができる。
アルコール系、エーテル系、カルボン酸系、エステル系、アルデヒド系、ケトン系、芳香族系等の有機溶剤;
ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、スルホラン等の非プロトン性溶剤
等が挙げられる。
本発明においては、樹脂成分、微粒子をより容易に分散させることができるため、分散媒として非プロトン性溶媒が好ましく、ジメチルホルムアミドがより好ましい。また、所望の物性に影響を与えない限り、分散媒を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
コア−シェル粒子とするためには、分散液は、それを構成する分散媒100重量部に対して、2〜12重量部の樹脂成分と4〜6重量部の微粒子を含むことが好ましい。他方、コンポジット粒子とするためには、分散液は、それを構成する分散媒100重量部に対して、2〜12重量部の樹脂成分と0.5〜32重量部の微粒子を含むことが好ましい。
以下に本発明で用い得る静電噴霧法の一例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
分散液が、樹脂成分2〜20重量部と微粒子0.5〜40重量部とを分散媒100重量部中に分散させることによって形成され、
静電噴霧が、静電噴霧装置を用いて、分散液を0.5〜10μL/分の供給速度で供給し、20〜60℃で行われる場合、不純物の含有量が少ない単分散なカプセル型粒子をより容易に製造することができる。
分散液が、樹脂成分2〜12重量部と微粒子4〜6重量部とを分散媒100重量部中に分散させることによって形成され、
静電噴霧が、静電噴霧装置を用いて、分散液を0.5〜1.5μL/分の供給速度で供給し、20〜60℃で行われる場合、不純物の含有量が少ない単分散なコア−シェル粒子をより容易に製造することができる。
分散液が、樹脂成分2〜12重量部と微粒子0.5〜32重量部とを分散媒100重量部中に分散させることによって形成され、
静電噴霧が、静電噴霧装置を用いて、分散液を0.5〜6μL/分の供給速度で供給し、20〜60℃で行われる場合、不純物の含有量が少ない単分散なコンポジット粒子をより容易に製造することができる。
なお、この場合、コア−シェル粒子が製造される前記の好ましい範囲は除かれることが好ましい。
本発明の製造方法を用いることによって、極めて容易に単分散なカプセル型粒子を得ることができる。
<CV値>
カプセル型粒子の単分散性を示すCV値(Coefficient of Variation)は、
CV[%]=(σ/D)×100(σ:標準偏差、D:平均粒径)
で得られ、この値が小さいほど単分散であることを示している。
微粒子およびカプセル型粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)によりそれらの粒子形態を観察し、SEM写真より粒子径を算出する。
カプセル型粒子のシェルの厚さは、走査型電子顕微鏡(SEM)により、カプセル型粒子の粒子形態を観察し、そのSEM写真より粒子径を算出する。同様にして、コアとなる微粒子の粒子径を算出し、カプセル型粒子の粒子径、コアに用いた微粒子の粒子径からシェルの厚みを算出する。
シェルとなる樹脂材料をPMMA、コアとなる微粒子をシリカ(SiO2)として、静電噴霧法にて、コア−シェル粒子およびコンポジット粒子を合成する例を以下に説明する。
コアとなる微粒子は、トクヤマ株式会社製の単分散なSiO2粒子を用いた。図3に(a)平均粒子径Dpav=0.3μm(標準偏差σ=1.03、トクヤマ株式会社製、製品名St−1330)、(b)平均粒子径Dpav=1.1μm(標準偏差σ=1.02、トクヤマ株式会社製、製品名KE−P100)のSiO2粒子のSEM写真を示す。また、ポリマーにはポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA、旭化成株式会社製)を、溶媒にはジメチルホルムアミド(DMF、SIGMA-ALDRICH社製、製品名N,N-Dimethylformamide, Biotech grade solvent)を用いた。分散液には超音波式分散機を用いてSiO2粒子をポリマー溶液中へ分散させた溶液を用いた。
カプセル型粒子を製造する静電噴霧装置の模式図を図2に示す。図2に示す装置はチャンバー内の温度を制御するためにCO2ガスを流し、加熱を行った。対向電極はアースにした。また捕集板はアース、もしくは−1kVの電圧を印加した。噴霧に用いた金属細管はゲージ径27G(内径約0.2mm)の針を用いた。CO2ガス流量は入口で3L/分、出口で1L/分とした。
入口CO2ガス温度は室温、チャンバーは50℃に加熱した。CO2ガスを用いたのは、噴霧状態を安定させやすいためである。また、加熱を行い溶媒の蒸発を促すことで、噴霧距離を近づけることが可能になり、捕集効率を上げることができる。
大気中への静電噴霧により、カプセル型粒子を製造する静電噴霧装置の模式図を図5に示す。前記装置と同様に捕集板はアース、もしくは−1kVの電圧を印加し、噴霧に用いた金属細管はゲージ径27G(内径約0.2mm)の針を用いた。
静電噴霧方法は製造装置1の場合と同様に行う。
図2に示す製造装置を用い、PMMA:SiO2(Dpav=0.3μm):DMF=1:5:100(SiO2 4.7wt%)のSiO2粒子分散液を静電噴霧したときに合成されたカプセル型粒子のSEM写真を図4に示す。なお、本発明においては、前記PMMA、SiO2、DMFに関する数値等は重量部を意味する。ここで、PMMA:SiO2(Dpav=0.3μm):DMF=1:5:100の粘度は1.4cPであった。また、分散液の供給速度は2μL/分であった。図4より、前記条件での静電噴霧では、複雑な形状を有する数個から10個程度のコア粒子が凝集したポリマー粒子が合成されていることが分かる。
前記CV値から多分散なカプセル型粒子が得られていることが分かる。
図5に示す製造装置を用い、PMMA:SiO2(Dpav=1.1μm):DMF=1:5:100の溶液(粘度1.33cP)を、供給流量を変えて合成したカプセル型粒子粒子のSEM写真を図7に、粒度分布を図8にそれぞれ示す。(a)〜(c)の供給流量は、それぞれ(a)1μL/分、(b)2μL/分、(c)5μL/分である。図7、図8より、供給流量が大きくなるにつれて、複数個のSiO2粒子を含んだコンポジット粒子が合成されていることがわかる。これは、液滴径が大きくなったため、Rayleigh分裂後の液滴中に複数のSiO2粒子が含まれた状態で溶媒の蒸発、ポリマーの固化が起きたため、SiO2粒子が複数個含まれたコンポジット粒子が合成されたと考えられる。
(b)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=1.10μm、標準偏差σ=0.71、CV(%)=65.1であった。
(c)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=2.34μm、標準偏差σ=0.61、CV(%)=62.8であった。
前記CV値から多分散なカプセル型粒子が得られていることが分かる。
図5に示す製造装置を用い、PMMA:SiO2(Dpav=1.1μm):DMF=10:5:100の溶液(粘度7.63cP)を、供給流量を変えて合成したカプセル型粒子のSEM写真を図1に示す。(a)〜(c)の供給流量は、それぞれ(a)1μL/分、(b)2μL/分、(c)5μL/分である。供給流量が大きくなるに従い、粒子径が大きくなり内部に含まれるSiO2粒子の数が増えていることがわかる。また、供給流量が1μL/分のとき、図1(a)よりひとつのSiO2粒子の周りをPMMAが覆っているコア−シェル粒子が発生していることが確認できる。このことから、供給流量を減らし粒子径を小さくすることで、コア−シェル粒子を合成できることがわかる。また、図1(a)より極少量の複数のSiO2粒子が含まれるものとコア−シェル粒子が混在して発生している。これはSiO2粒子の個数濃度が発生液滴個数濃度よりも高いため、液滴中に複数のSiO2粒子が含まれた液滴が発生したためである。よって、溶液中のSiO2粒子濃度を調整することで、コア−シェル粒子のみを発生させることが可能である。
(b)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=2.74μm、標準偏差σ=0.31、CV(%)=11.2であった。
(c)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=3.52μm、標準偏差σ=0.36、CV(%)=10.1であった。
原料溶液の供給流量とカプセル型粒子の粒子径について、以下に説明する。
図5に示す製造装置を用い、PMMA:SiO2 (Dpav=0.3μm):DMF=10:5:100の溶液を、供給流量を変えて合成したカプセル型粒子のSEM写真を図6に示す。(a)〜(c)の供給流量は、それぞれ(a)1μL/分、(b)2μL/分、(c)5μL/分である。図6より、ポリマー中に複数個のSiO2粒子が含まれていることがわかる。供給流量が多いほど、SiO2粒子が複数個含まれた粒径の大きいコンポジット粒子が合成されることが分かる。
(b)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=1.99μm、標準偏差σ=0.20、CV(%)=10.3であった。
(c)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=2.99μm、標準偏差σ=0.27、CV(%)=9.24であった。
図5に示す製造装置を用い、(a)SiO2(Dpav=1.1μm)、(b)PMMA:SiO2(Dpav=1.1μm):DMF=1:5:100の溶液(粘度1.33cP)、(c)PMMA:SiO2(Dpav=1.1μm):DMF=10:5:100の溶液(粘度7.63cP)を、供給流量1μL/分で静電噴霧することで合成されたカプセル型粒子のSEM写真を図9に示す。図9(a)より、SiO2粒子のみの場合、表面は滑らかだが、図9(b)では表面に凹凸が確認できる。これは、PMMAがSiO2粒子を覆っているためと考えられる。また、図9(c)ではSiO2粒子の周りを覆っているPMMAの膜厚が図9(b)と比較して厚くなっていることがわかる。
以上の結果から、供給流量が低い条件で静電噴霧によりPMMA−SiO2コア−シェル粒子を合成できることが分かる。また、PMMAの濃度を高くすることにより、膜厚を厚くできることが分かる。
(c)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=2.29μm、標準偏差σ=0.36、CV(%)=15.8であった。
図5に示す製造装置を用い、SiO2粒子(Dpav=1.1μm)濃度を変化させたときの、供給流量2μL/分で静電噴霧することで合成されたカプセル型粒子の形態変化についてSEM写真を図10に示す。4種類の溶液の構成比は次のとおりである。
(a)PMMA:SiO2:DMF=10:1:100、
(b)PMMA:SiO2:DMF=10:5:100(粘度7.63cP)、
(c)PMMA:SiO2:DMF=10:10:100、
(d)PMMA:SiO2:DMF=10:30:100。
図10より、SiO2粒子濃度が大きくなるに伴い、内部に含まれるSiO2粒子の個数が増えていることがわかる。また、図10(d)ではSiO2粒子がカプセル型粒子表面に凹凸をつくっていることが確認される。以上より、SiO2粒子濃度を変化させることで、カプセル型粒子の内部、また表面形態を変化させることができた。
(b)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=2.74μm、標準偏差σ=0.31、CV(%)=11.2であった。
(c)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=2.66μm、標準偏差σ=0.31、CV(%)=12.0であった。
(d)の場合、得られた粒子の平均粒子径Dpav=2.87μm、標準偏差σ=0.30、CV(%)=10.5であった。
2 加熱炉
3 温調機
4 回収機
5 ポンプ
6 出口
7 +H.V.
8 シリンジポンプ
9 シリンジ
10 顕微鏡
11 アルミニウム板
12 −H.V.
13 微小粒子
14 1つのコアを有するカプセル型粒子(コア−シェル粒子)
15 2以上のコアを有するカプセル型粒子(コンポジット粒子)
Claims (16)
- コアとなる微粒子とシェルとなる樹脂成分とを含む分散液を静電噴霧することによって、1以上のコアを有する単分散なカプセル型粒子を得ることを特徴とするカプセル型粒子の製造方法。
- 前記カプセル型粒子が、1つのコアを有するコア−シェル粒子である請求項1に記載の製造方法。
- 前記カプセル型粒子が、2以上のコアを有するコンポジット粒子である請求項1に記載の製造方法。
- 前記分散液が、前記樹脂成分2〜20重量部と前記微粒子0.5〜40重量部とを分散媒100重量部中に分散させることによって形成され、
前記静電噴霧が、静電噴霧装置を用いて、前記分散液を0.5〜10μL/分の供給速度で供給し、20〜60℃で行われる請求項1〜3のいずれか1つに記載の製造方法。 - 前記カプセル型粒子がコア−シェル粒子であり、
前記分散液が、前記樹脂成分2〜12重量部と前記微粒子4〜6重量部とを分散媒100重量部中に分散させることによって形成され、
前記静電噴霧が、静電噴霧装置を用いて、前記分散液を0.5〜1.5μL/分の供給速度で供給し、20〜60℃で行われる請求項4に記載の製造方法。 - 前記分散液が、前記微粒子としてシリカを含み、前記樹脂成分としてポリメチルメタクリレート樹脂を含み、分散媒としてジメチルホルムアミドを含む請求項1〜5のいずれか1つに記載の製造方法。
- 前記カプセル型粒子が、20%以下のCV値を有する請求項1〜6のいずれか1つに記載の製造方法。
- 前記微粒子が、0.3〜2μmの平均粒子径を有する請求項1〜7のいずれか1つに記載の製造方法。
- 前記静電噴霧が、二酸化炭素気流下に行われる請求項1〜8のいずれか1つに記載の製造方法。
- 前記微粒子が、単分散粒子である請求項1〜9のいずれか1つに記載の製造方法。
- 前記カプセル型粒子が、前記樹脂成分と前記微粒子とからなる請求項1〜10のいずれか1つに記載の製造方法。
- 前記カプセル型粒子が、前記微粒子の平均粒子径の1.1〜4倍の平均粒子径を有する請求項1〜11のいずれか1つに記載の製造方法。
- 前記カプセル型粒子が、前記カプセル型粒子の表面に凹部および凸部を有する請求項1〜12のいずれか1つに記載の製造方法。
- 請求項1〜13のいずれか1つに記載の製造方法によって得られるカプセル型粒子。
- 前記カプセル型粒子が、コア−シェル粒子である請求項14に記載のカプセル型粒子。
- 前記カプセル型粒子が、コンポジット粒子である請求項14に記載のカプセル型粒子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010131418A JP2011255304A (ja) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | カプセル型粒子の製造方法およびカプセル型粒子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010131418A JP2011255304A (ja) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | カプセル型粒子の製造方法およびカプセル型粒子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011255304A true JP2011255304A (ja) | 2011-12-22 |
Family
ID=45472093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010131418A Pending JP2011255304A (ja) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | カプセル型粒子の製造方法およびカプセル型粒子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011255304A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008169275A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Hiroshima Univ | ポリマー微粒子及びその製造方法 |
JP2008239897A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Hiroshima Univ | ポリマー微粒子 |
-
2010
- 2010-06-08 JP JP2010131418A patent/JP2011255304A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008169275A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Hiroshima Univ | ポリマー微粒子及びその製造方法 |
JP2008239897A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Hiroshima Univ | ポリマー微粒子 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6014032831; 岩松正ら: '静電噴霧法による無機・有機コンポジット粒子の合成' 粉体工学会誌 vol.47,no.12, 2010, p.820-825 * |
JPN6014032833; 奥山喜久夫ら: '静電噴霧法による単分散ポリマー粒子の発生と試験粒子への応用' 空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会予稿集 vol.25th, 2007, p.138-139 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5850544B2 (ja) | スプレー乾燥装置 | |
Smeets et al. | Electrospraying of polymer solutions: Study of formulation and process parameters | |
Liu et al. | On the spray drying of uniform functional microparticles | |
CN103785860B (zh) | 3d打印机用的金属粉末及其制备方法 | |
JP6903230B2 (ja) | 流動層設備に用いられる電気噴霧装置、流動層装置及び方法 | |
CN104942300B (zh) | 空心或实心球形金属粉体的制备方法 | |
EP0678109A1 (de) | Mikropulver | |
WO2018042684A1 (ja) | 銀粉末製造方法及び銀粉末製造装置 | |
Wang et al. | Experimental study on electrohydrodynamic atomization (EHDA) in stable cone-jet with middle viscous and low conductive liquid | |
JP2023051904A (ja) | 低融点金属または合金粉末アトマイズ製造プロセス | |
CN108837778A (zh) | 一种制备核壳结构载药纳米粒的方法 | |
CN105618773A (zh) | 一种用于制备3d打印金属粉末的气雾化装置 | |
CN111727095A (zh) | 高熔点金属或合金粉末雾化制造方法 | |
CN106112000A (zh) | 一种3d打印金属粉末的制备方法 | |
JP6533155B2 (ja) | 中空酸化チタン粒子の製造方法 | |
JP4777306B2 (ja) | 流動層装置 | |
JP2011255304A (ja) | カプセル型粒子の製造方法およびカプセル型粒子 | |
JP2002343135A (ja) | 導電ペースト用の銅粉及び導電性ペースト並びに導電ペースト用銅粉の製造方法 | |
CN108148209B (zh) | 基于壳层纯溶剂同轴电喷制备尺寸小于100nm的聚合物颗粒的方法 | |
JP4735403B2 (ja) | 造粒粉末の製造方法 | |
CN206897343U (zh) | 一种低塔喷雾冷却造粒装置 | |
JP2003001091A (ja) | 流動層造粒・コーティング方法 | |
JP2006068660A (ja) | 液体を微粒子にする方法及びこれに用いるノズル | |
Song et al. | Polycarbonate nanoparticles spray coated on silicon substrate using micro-electromechanical-systems-based high-frequency ultrasonic nozzle | |
TWI567116B (zh) | Method for manufacturing fine particles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130531 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130531 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140805 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140929 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141021 |