JP2012020217A - 2色性微小液滴の製造方法 - Google Patents
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
【解決手段】微細流路基板と微細流路基板保持用ホルダーを備え;微細流路基板が、微小液滴の排出口と、この排出口に微細流路によって接続され、複数配置される微小液滴生成部と、微小液滴の排出口を中心として配置される第 1の液体の導入口と、その外側に配置される第2および3の液体の導入口と、複数の微小液滴の生成部に第1〜3の液体を供給する微細流路を有し;微細流路基板保持用ホルダーが、3個の環状流路を有する多重管構造を有し;第1の液体が連続相、第2の液体が第1分散相、第3の液体が第2分散相であり、第2および3の液体は相異なる色相を有し、かつ生成液滴が第 1分散相と第2分散相からなる。
【選択図】図3
Description
(1)微細流路を用いる微小液滴製造装置により微小液滴を製造する方法であり、
該装置は微細流路基板と微細流路基板保持用ホルダーを備え;
微細流路基板が、中央部に形成される微小液滴の排出口と、この微小液滴の排出口に微細流路によって接続され、この微小液滴の排出口を中心とした 1個の円形または多角形の周上に複数配置される微小液滴生成部と、前記微小液滴の排出口を中心とした円形または多角形の周上に配置される第 1の液体の導入口と、さらにその外側の円形または多角形の周上に順次配置される第 2および第3の液体の導入口と、前記複数の微小液滴の生成部に前記第 1〜第 3の液体を供給する微細流路を有し;
微細流路基板保持用ホルダーが、微小液滴の排出口を中心軸とし、前記第 1〜第 3の液体を微細流路基板の各液体の導入口に均等に流量配分するための 3個の円環状または多角環状流路を有する多重管構造を有し;ここで、
第1の液体が連続相であり、第2の液体が第1分散相、第3の液体が第2分散相であり、第2および第3の液体は相異なる色相を有し、かつ生成液滴が第 1分散相と第2分散相から構成されるようにすることを特徴とする2色性微小液滴の製造方法。
(2)微小液滴生成部またはそれより手前の流路において、第1分散相と第2分散相が合流し、ついで微小液滴生成部において、合流した第1分散相と第2分散相の両側から連続相が合流するようにして2色性微小液滴が形成される上記(1)に記載の2色性微小液滴の製造方法。
(3)合流した第1分散相と第2分散相が連続相と交差して合流し、2色性微小液滴が形成される上記(1)に記載の2色性微小液滴の製造方法。
(4)微細流路構造体保持用ホルダーが、前記微細流路基板の下部に配置される、第 2分散相のホルダーへの導入口を備えた第 4部品と、第 1分散相のホルダーへの導入口を備え、且つ前記第4部品と組み合わせることで第2分散相を微細流路基板に供給するための円環状または多角環状流路を形成する第3部品と、連続相のホルダーへの導入口を備え、且つ前記第 3部品と組み合わせることで第1分散相を微細流路基板に供給するための円環状または多角環状流路を形成する第2部品と、生成液滴のホルダーからの排出口を備え、且つ前記第2部品と組み合わせることで連続相を微細流路基板に供給するための円環状または多角環状流路を形成し、かつ中央に微小液滴の微細流路基板からの排出口を有する円筒または多角筒を備える第 1部品を具備する上記(1)または(2)に記載の2色性微小液滴の製造方法。
(5)第1分散相である第2の液体および第2分散相である第3の液体が、硬化性液体である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の2色性微小液滴の製造方法。
(6)硬化性液体が、熱または光硬化性である上記(5)に記載の2色性微小液滴の製造方法。
(7)第2および第3の液体が、相異なる帯電性または帯磁性である上記(1)〜(6)のいずれかに記載の2色性微小液滴の製造方法。
(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の2色性微小液滴を硬化させて微粒子を得ることを特徴とする2色性微粒子の製造方法。
分散相を形成する液体は、硬化性液体である。有機化合物としては、有機相としては、特に制限されないが、好適にはデカン、オクタン等のアルカン類、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、トルエン等の芳香族炭化水素類、オレイン酸等の脂肪酸類等が挙げられる。
本発明において、UV照射下に重合硬化させる場合には、アセトフェノン類等の光重合開始剤を使用することができ、加熱下に重合硬化させる場合、有機パーオキサイド類等の熱分解型の重合開始剤も使用することができる。
(具体例1)
図1に示すような微細流路チップを,ガラス基板(合成石英)への加工により作製した。ドライエッチングにより基板上に矩形断面を有する微細溝(幅100 μm,深さは全域 100 μm)を加工し, 30 mm × 30 mmに切断した。液体供給口(直径 0.5 mm,144箇所)および排出口(直径 7 mm, 1箇所)用に貫通穴加工をほどこした同一面積の別基板と熱溶着による貼り合わせを行い,微細流路チップを形成した。これを機械加工によって作製したステンレス(SUS304)製のホルダーに図2,3 のようにセットして用いた。ホルダーは、合計3つの同心円状の円環状流路を有し、3つの円環の幅はいずれも0.5mmとした。第1 分散相として1, 6 ヘキサンジオールジアクリレート(新中村化学工業)を,第2 分散相として上記1,6 ヘキサンジオールジアクリレートに油溶性染料(Oil Red O, シグマ・アルドリッチ),連続相としてポリビニルアルコール(日本合成化学製GL-03)2%水溶液を用いた。送液にはシリンジポンプ(KD Scientific 社,KDS200)を第1 分散相,第2 分散相,連続相にそれぞれ1 台ずつ用いた。第1 分散相の流量を36 mL/hr,第2 分散相の流量を36 mL/hr,連続相の流量を576 mL/hr として送液を行ったところ,チップ内部の72 箇所の液滴生成部全てにおいて均一なサイズの二色Janus 液滴が規則正しい時間周期で連続生成される様子を図7のように観察することができた。得られた液滴の平均径は140.8 μm,変動係数は1.4%であった(図8)。
2 第2分散相
3 連続相
4 排出口
5 窓付カバー
6 微細流路基板
Claims (8)
- 微細流路を用いる微小液滴製造装置により微小液滴を製造する方法であり、
該装置は微細流路基板と微細流路基板保持用ホルダーを備え;
微細流路基板が、中央部に形成される微小液滴の排出口と、この微小液滴の排出口に微細流路によって接続され、この微小液滴の排出口を中心とした 1個の円形または多角形の周上に複数配置される微小液滴生成部と、前記微小液滴の排出口を中心とした円形または多角形の周上に配置される第 1の液体の導入口と、さらにその外側の円形または多角形の周上に順次配置される第 2および第3の液体の導入口と、前記複数の微小液滴の生成部に前記第 1〜第 3の液体を供給する微細流路を有し;
微細流路基板保持用ホルダーが、微小液滴の排出口を中心軸とし、前記第 1〜第 3の液体を微細流路基板の各液体の導入口に均等に流量配分するための 3個の円環状または多角環状流路を有する多重管構造を有し;ここで、
第1の液体が連続相であり、第2の液体が第1分散相、第3の液体が第2分散相であり、第2および第3の液体は相異なる色相を有し、かつ生成液滴が第 1分散相と第2分散相から構成されるようにすることを特徴とする2色性微小液滴の製造方法。 - 微小液滴生成部またはそれより手前の流路において、第1分散相と第2分散相が合流し、ついで微小液滴生成部において、合流した第1分散相と第2分散相の両側から連続相が合流するようにして2色性微小液滴が形成される請求項1に記載の2色性微小液滴の製造方法。
- 合流した第1分散相と第2分散相が連続相と交差して合流し、2色性微小液滴が形成される請求項1に記載の2色性微小液滴の製造方法。
- 微細流路構造体保持用ホルダーが、
前記微細流路基板の下部に配置される、第 2分散相のホルダーへの導入口を備えた第 4部品と、
第 1分散相のホルダーへの導入口を備え、且つ前記第4部品と組み合わせることで第 2分散相を微細流路基板に供給するための円環状または多角環状流路を形成する第3部品と、
連続相のホルダーへの導入口を備え、且つ前記第 3部品と組み合わせることで第1分散相を微細流路基板に供給するための円環状または多角環状流路を形成する第2部品と、
生成液滴のホルダーからの排出口を備え、且つ前記第2部品と組み合わせることで連続相を微細流路基板に供給するための円環状または多角環状流路を形成し、かつ中央に微小液滴の微細流路基板からの排出口を有する円筒または多角筒を備える第 1部品を具備する請求項1または2に記載の2色性微小液滴の製造方法。 - 第1分散相である第2の液体および第2分散相である第3の液体が、硬化性液体である請求項1〜4のいずれかに記載の2色性微小液滴の製造方法。
- 硬化性液体が、熱または光硬化性である請求項5に記載の2色性微小液滴の製造方法。
- 第2および第3の液体が、相異なる帯電性または帯磁性である請求項1〜6のいずれかに記載の2色性微小液滴の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の2色性微小液滴を硬化させて微粒子を得ることを特徴とする2色性微粒子の製造方法。
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