JP2013163149A - エマルション成形用マイクロリアクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】 均一な液滴形成が容易であり、かつ、多数の液滴形成用流路を密着状に設けることが出来るエマルション成形用マイクロリアクタを提供すること。
【解決手段】 第1流路2の入口4と第2流路3の出口5とが所定間隔を有して同心状に且つ対向状に配置されて第1合流部6が形成され、該合流部6に供給される第1液と前記出口5からの第2液とが、前記入口4から第1流路2内に流入して、該第1流路2内において前記第2液が液滴7に形成されるエマルション成形用マイクロリアクタにおいて、前記第2流路3の少なくとも出口5部分は管14により構成され、前記第1合流部6は、前記管14を同心状に内包して前記入口4に連接する大径部11を有し、前記大径部11に前記第1液が供給され、前記第1合流部6において前記第1液は前記管14の軸方向に沿って流れて前記入口4に流入するよう構成されている。
【選択図】図1
【解決手段】 第1流路2の入口4と第2流路3の出口5とが所定間隔を有して同心状に且つ対向状に配置されて第1合流部6が形成され、該合流部6に供給される第1液と前記出口5からの第2液とが、前記入口4から第1流路2内に流入して、該第1流路2内において前記第2液が液滴7に形成されるエマルション成形用マイクロリアクタにおいて、前記第2流路3の少なくとも出口5部分は管14により構成され、前記第1合流部6は、前記管14を同心状に内包して前記入口4に連接する大径部11を有し、前記大径部11に前記第1液が供給され、前記第1合流部6において前記第1液は前記管14の軸方向に沿って流れて前記入口4に流入するよう構成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、エマルション成形用マイクロリアクタに関する。
食品、医薬あるいは化粧品製造に利用される微粒子(マイクロスフィア)の製造装置としてのマイクロリアクタは公知である。
この種のマイクロリアクタとして、例えば、特許文献1(特開2008−238146号公報)や特許文献2(特開2011−41925号公報)に記載のものがある。
前記特許文献1に記載のものは、第1のプレートにそのプレートに沿って延在するよう形成された主流用流路と、第2のプレートにそのプレートに沿って延在するよう形成された複数本の副流用流路と、前記第1のプレートおよび前記第2のプレートに重なってそれら第1および第2のプレート間に位置する第3のプレートにその厚み方向へ延在するように形成され、少なくとも一端部に位置する所定配置の複数の開口部が前記複数本の副流用流路に連通するとともに他端部が前記主流用流路に連通し、前記複数本の副流用流路からの流体を互いに合体させて平行流として前記主流用流路内に流入させる副流合体用流路と、を具えてなる、マイクロリアクタであった。
前記特許文献1に記載のものは、第1のプレートにそのプレートに沿って延在するよう形成された主流用流路と、第2のプレートにそのプレートに沿って延在するよう形成された複数本の副流用流路と、前記第1のプレートおよび前記第2のプレートに重なってそれら第1および第2のプレート間に位置する第3のプレートにその厚み方向へ延在するように形成され、少なくとも一端部に位置する所定配置の複数の開口部が前記複数本の副流用流路に連通するとともに他端部が前記主流用流路に連通し、前記複数本の副流用流路からの流体を互いに合体させて平行流として前記主流用流路内に流入させる副流合体用流路と、を具えてなる、マイクロリアクタであった。
前記特許文献2記載の乳化装置(エマルション成形用マイクロリアクタ)は、下方にエマルジョンの溶質となる分散相が流れる部品を、その上にエマルジョンの溶媒となる連続相が流れる部品が積層され、さらにその上に生成したエマルジョンが流れる部品が積層され、乳化用マイクロ流体デバイスを構成している。積層によって複数の微細な十字形の液滴生成部が構成され、液滴生成部には下方から上方に分散相が流れ、そこに連続相が左右から合流して、分散相の周囲を連続相が覆うシースフローを形成する。シースフロー内では連続相と分散相の流速差により分散相が分断、液滴化されたエマルジョンが生成され、液滴生成流路の上方へと流れるというものであった。すなわち、第1流路の入口と第2流路の出口とが所定間隔を有して同心状に且つ対向状に配置されて合流部が形成され、該合流部に供給される第1液と前記出口からの第2液とが、前記入口から第1流路内に流入して、該第1流路内において前記第2液が液滴に形成されるというものであった。
特許文献1と2の液滴成形原理は異なり、特許文献1記載のものは、直交する主流のせん断力により液滴を形成するものであり、特許文献2記載のものは、シースフロー内でのせん断力により液滴を形成するものであった。
前記特許文献1に記載のものは、主流用流路が副流合体用流路にT字状に交差するものであったので、主流用流路内において液滴同士が衝突するという問題があった。
また、副流合体用流路を主流用流路の流れに沿って多数設けた場合、各副流合体用流路の出口に作用する主流のせん断力が、主流用流路の上流側と下流側で差異が生じ、均一な粒径の液滴を成形することが困難であるという問題があった。
特許文献2記載のものは、連続相が左右から合流するものであるから、左右の流れが不均一になると均一な液滴が形成できないという問題があった。
また、合流部を多数設ける場合、連続相が左右から合流するものでは、合流部を密着させて設けることが困難となり、装置が大型になるという問題があった。
特許文献2記載のものは、連続相が左右から合流するものであるから、左右の流れが不均一になると均一な液滴が形成できないという問題があった。
また、合流部を多数設ける場合、連続相が左右から合流するものでは、合流部を密着させて設けることが困難となり、装置が大型になるという問題があった。
そこで、本発明は、均一な液滴形成が容易であり、かつ、多数の液滴形成用流路を密着状に設けることが出来るエマルション成形用マイクロリアクタを提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は次の手段を講じた。すなわち、本発明の特徴とするところは、第1流路の入口と第2流路の出口とが所定間隔を有して同心状に且つ対向状に配置されて第1合流部が形成され、該合流部に供給される第1液と前記出口からの第2液とが、前記入口から第1流路内に流入して、該第1流路内において前記第2液が液滴に形成されるエマルション成形用マイクロリアクタにおいて、前記第2流路の少なくとも出口部分は管により構成され、前記第1合流部は、前記管を同心状に内包して前記入口に連接する大径部を有し、前記大径部に前記第1液が供給され、前記第1合流部において前記第1液は前記管の軸方向に沿って流れて前記入口に流入するよう構成されている点にある。
前記大径部は、前記入口側に向かって縮径して前記入口に連接されるテーパ部を有し、該テーパ部に前記第2流路の出口が位置しているのが好ましい。
前記テーパ部のテーパ角度は、60〜180度であるのが好ましい。
前記第1及び第2流路はほぼ同じ口径とされているのが好ましい。
前記第1及び第2流路はほぼ同じ口径とされているのが好ましい。
第1プレートと第2プレートが積層され、前記第1プレートに前記第1流路と第1合流部が設けられ、前記第2プレートに前記第2流路が突出状に設けられているのが好ましい。
前記第1プレートにカバーが積層され、該カバーは、前記第1流路から排出される液滴を外部から観察可能とする透明部材で構成されているのが好ましい。
前記第1合流部は多数設けられ、該多数の第1合流部に均等に前記第1液を供給する第1貯液室を有するのが好ましい。
前記多数の第1合流部は円環状に配置され、前記全ての第1合流部を覆うように前記第1貯液室が円形状に設けられ、該円形状第1貯液室の中心部に第1液を供給する第1供給路が接続されているのが好ましい。
前記合流部への各液の流量を制御して所定の液滴を形成する液供給装置が設けられているのが好ましい。
本発明によれば、均一な液滴が形成され、また、多数の合流部を設けても、多数の合流部を緊密配置することができる。
以下、実施の形態を図面を用いて詳述する。
図1は、エマルション成形用マイクロリアクタの一実施の形態を示す要部断面図であり、2液混合型のものである。
図1は、エマルション成形用マイクロリアクタの一実施の形態を示す要部断面図であり、2液混合型のものである。
本発明に係わるマイクロリアクタは、リアクタ本体1を有する。リアクタ本体1に、第1流路2と第2流路3が直線状に配置されている。第1流路2と第2流路3の口径は略同じとされている。第1流路2の入口4と第2流路3の出口5とが所定間隔を有して同心状に且つ対向状に配置されて第1合流部6が形成されている。この合流部6に供給される第1液と前記出口5からの第2液とが、前記入口4から第1流路2内に流入して、該第1流路2内において前記第2液が液滴7に形成されるものである。
前記本体1は、カバー8、第1プレート9及び第2プレート10を有し、この順序で積層されている。カバー8及び各プレート9,10は所定の厚みと平行な表面を有し、互いに面接触して固定されている。
前記第1プレート9に、前記第1流路2が厚み方向に真っ直ぐに貫通する孔として形成されている。この第1流路2はドリルによる切削孔である。第1流路入口4は、第1プレート9の厚み方向中途部に位置しており、第1流路2の出口は、カバー8側の表面に開口している。第1流路入口4は前記第1合流部6に接続されている。この合流部6は、大径部11を有し、該大径部11は第1流路2よりも大径で同心の孔とされている。この大径部11の下端は、第2プレート10側の表面に開口している。
前記大径部11に第1液を供給する第1供給路12が接続されている。この第1供給路12は、第2プレート10側の表面に凹設された所定深さと幅を有する溝により形成されている。第1供給路12は、第1プレート9と第2プレート10の間に介在されたシール部材(図示省略)によって液漏れが防止されている。第1供給路12は液供給装置13に接続されている。
第2プレート10に、前記第2流路3が設けられている。第2流路3は、入口と出口を有する所定長さの管14から構成されている。管14は所定の内外径を有する真っ直ぐなものである。管14の入口は、第2プレート10の厚み方向途中部に位置し、管14の出口は、第2プレート10の表面(第1プレート9との境界面)から所定量突出している。管14の出口は、第2流路3の出口5を構成している。この管14は第2プレート10に圧入されている。
管14の入口、すなわち、第2流路3の入口は、前記第1合流部6と同じ直径の大径部11に接続されている。この大径部11に第2供給路15が接続されている。
前記液供給装置13は、配管を介して第1供給路12に接続される第1ポンプ16及び第1タンク17と、配管を介して第2供給路15に接続される第2ポンプ18及び第2タンク19と、第1ポンプ16及び第2ポンプ18に電気的に接続されて流量制御を行う制御装置20とを有する。
前記カバー8と第1プレート9の境界部に前記第1流路2から排出される流体を回収する回収路21が設けられている。この回収路21は、カバー8の第1プレート9側の表面に凹設された、所定幅、所定深さの溝により形成されている。回収路21は、カバー8と第1プレート9の間に介在されたシール部材(図示省略)によって液漏れが防止されている。この回収路21は、回収装置22に接続されている。
前記カバー8は、前記回収路21内の液滴7を外部から観察可能とする透明部材で構成されている。
図2は、前記合流部6の拡大図である。前記第1合流部6の大径部11は、管14を同心状に内包している。大径部11の内周面と管14の外周面には所定の隙間sが形成されている。前記大径部11は、前記入口4に向かって縮径して前記入口4に連接されるテーパ部23を有する。このテーパ部23に前記第2流路3の出口5が位置している。前記テーパ部23のテーパ角度θは、60〜180度であるのが好ましい。
この実施の形態における具体的数値は次のとおりである。
大径部11の直径d0は0.5mm。
第2流路3の直径d1は0.13mm。
第1流路2の直径d2は0.13mm。
第1流路入口4と第2流路出口5の距離hは0.5mm。
テーパ部23の内周面と管14の外周面との距離sは0.2mm。
テーパ角度θは60度である。
大径部11の直径d0は0.5mm。
第2流路3の直径d1は0.13mm。
第1流路2の直径d2は0.13mm。
第1流路入口4と第2流路出口5の距離hは0.5mm。
テーパ部23の内周面と管14の外周面との距離sは0.2mm。
テーパ角度θは60度である。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では、第1流路2と第2流路3の内径(口径)は同じとされているが、本発明ではこれに限定されるものではなく、ほぼ同じであればよい。第1流路2が、第2流路3より小径であっても良い。回収路21は、第1プレート9の表面に凹設したものであっても良く、第1供給路12も第2プレート10に凹設したものであっても良い。さらに、第2流路3を構成する管14は、少なくとも、第1合流部6内に突出する部分が管であれば良く、第2流路3の全長にわたって管である必要はない。
前記構成のマイクロリアクタにおいて、第1液は、第1タンク17→第1ポンプ16→第1供給路12を介して第1合流部6に供給される。この合流部6において前記第1液は、大径部11の内周面と管14の外周面の間の隙間を、前記管14の軸方向に沿って流れて前記第1流路入口4に流入する。
第2液は、第2タンク19→第2ポンプ18→第2供給路15を介して第2流路3に供給され、第2流路3の出口5から前記第1合流部6に排出され、前記第1流路入口4に流入する。
第1合流部6においては、第2液が中心部を流れ、その周囲を取り囲んで第1液が第1流路入口4に流れ込む。
第1流路2内において、中心部の第2液はその周囲の第1液により、流れ方向のせん断力を受け、第2液は液滴7に形成される。第1液は連続相とし、第2液は分散相として、共に回収路21に排出され、回収装置22により分散相の液滴7は、所定粒径の微粒子(マイクロスフィア)に形成される。
液滴7の粒径の制御は、制御装置20により、合流部6へ供給される各液の流量を制御することにより行われる。
なお、第1流路2の内面は、供給する液の性質に応じて親水性処理又は疎水性処理が施されている。第2流路3の内面も親水性処理又は疎水性処理を施すことが出来る。
上記構成の実施の形態によれば、前記特許文献2記載のものに比べ、均一な液滴の形成が容易になる。
図3〜図5に示すものは、本発明の他の実施の形態であり、3液混合型のマイクロリアクタの一例である。前記2液混合型と異なる主な点は、第2流路3の下方に第3流路24が同心状に配置されている点にある。
図3に示すように、この実施の形態ではリアクタ本体1は、上方から下方に向かって配置された、押さえ25、カバー8、第1プレート9、第2プレート10、第3プレート26、及び、ベース27を有する。押さえ25とベース27とにより、その中間の部材8,9,10,26は、図示省略のボルトを介して挟持されて一体化される。
前記押さえ25はリング状である。
カバー8は透明板から構成され、前記リング状押さえ25の中心穴から、カバー8に形成された回収路21内の液状態を目視可能とされている。
前記押さえ25はリング状である。
カバー8は透明板から構成され、前記リング状押さえ25の中心穴から、カバー8に形成された回収路21内の液状態を目視可能とされている。
前記カバー8の下面に形成された回収路21は、円盤状カバー8の中心部から外方に伸びる外方端部において、その下方の第1プレート9に至り、第1プレート9の側面に開口している。
第1プレート9に第1流路2と第1合流部6及び第1供給路12が形成されている点は、前記図1に示すものと略同じである。第1流路2は、円盤状の第1プレート9の中心に設けられている。第1プレート9の下面に形成された第1供給路12は、第1プレート9の中心部から外方に伸びる外方端部において、第2プレート10に至り、第2プレート10の中を通って側面に開口している。
なお、第1プレート9には、温度センサ挿入穴28が設けられ、該穴28に図示省略の温度センサが装着される。
第2プレート10に第2流路3が形成されている点は、前記図1に示すものと略同じであるが、この第2流路3の下部に第2合流部29が設けられている点が前記図1に示すものと異なる。
この第2合流部29は、前記第1合流部6と同じ構造をしている。この第2合流部29の大径部11に第2供給路15が接続されている。第2供給路15は、第2プレート10の下面に溝状に凹設されている。第2供給路15は、円盤状の第2プレート10の中心部から外方に伸びる外方端部において、第3プレート26に至り、第3プレート26の中を通って側面に開口している。なお、図3においては、第2供給路15と第1供給路12の側面開口部は180度反対側に配置されているが、図4では同じ側に配置したものとされている。
第3プレート26の中心部に、前記第3流路24が形成されている。この第3流路24は、第2流路3と同様、所定長さの管14により構成されている。管14が第3プレート26に圧入されている。この第3流路24は、下端の大径部11を介してベース27に設けられた第3供給路30に連通している。この第3供給路30は孔からなり、その端部はベース27の側面に開口している。
図5は図3の中心部の拡大図であり、この実施の形態における具体的構成は次のとおりである。
第1流路2、第2流路3、及び、第3流路24の内径は、各々0.13mm。
各入口と出口の対向距離は各々0.5mm。
各出口外周面とテーパ部25内周面の隙間は各々0.2mm。
第1プレート9に第1流路2と第1合流部6及び第1供給路12が形成されている点は、前記図1に示すものと略同じである。第1流路2は、円盤状の第1プレート9の中心に設けられている。第1プレート9の下面に形成された第1供給路12は、第1プレート9の中心部から外方に伸びる外方端部において、第2プレート10に至り、第2プレート10の中を通って側面に開口している。
なお、第1プレート9には、温度センサ挿入穴28が設けられ、該穴28に図示省略の温度センサが装着される。
第2プレート10に第2流路3が形成されている点は、前記図1に示すものと略同じであるが、この第2流路3の下部に第2合流部29が設けられている点が前記図1に示すものと異なる。
この第2合流部29は、前記第1合流部6と同じ構造をしている。この第2合流部29の大径部11に第2供給路15が接続されている。第2供給路15は、第2プレート10の下面に溝状に凹設されている。第2供給路15は、円盤状の第2プレート10の中心部から外方に伸びる外方端部において、第3プレート26に至り、第3プレート26の中を通って側面に開口している。なお、図3においては、第2供給路15と第1供給路12の側面開口部は180度反対側に配置されているが、図4では同じ側に配置したものとされている。
第3プレート26の中心部に、前記第3流路24が形成されている。この第3流路24は、第2流路3と同様、所定長さの管14により構成されている。管14が第3プレート26に圧入されている。この第3流路24は、下端の大径部11を介してベース27に設けられた第3供給路30に連通している。この第3供給路30は孔からなり、その端部はベース27の側面に開口している。
図5は図3の中心部の拡大図であり、この実施の形態における具体的構成は次のとおりである。
第1流路2、第2流路3、及び、第3流路24の内径は、各々0.13mm。
各入口と出口の対向距離は各々0.5mm。
各出口外周面とテーパ部25内周面の隙間は各々0.2mm。
図6は、前記3液混合型のマイクロリアクタの制御図である。リアクタ本体1に、液供給装置13と回収装置22が接続されている。液供給装置13は、第1供給路12に配管を介して接続される第1ポンプ16と第1タンク17、第2供給路15に配管を介して接続される第2ポンプ18と第2タンク19、第3供給路30に配管を介して接続される第3ポンプ31と第3タンク32を有する。第1〜第3タンク17,19,32に第1〜第3液が貯留されている。各ポンプ16,18,31は制御装置20に接続され、各液の流量が制御されている。
制御装置20には、温度センサ等からの信号33が入力される。この信号33は、回収路21内の液滴7の状態を撮像装置で撮影し、その液滴7を解析したデータ等であっても良い。このデータ等に基づき、各液の流量を制御して所定仕様の液滴7を形成することが出来る。
なお、流量制御は、ポンプ16,18,32を制御するものに限らず、流量制御弁等により行うものであっても良い。
図7〜図9は、各液の流量制御により形成される液滴7の種類を示す模式図である。カバー8より見た回収路21内の液滴7を示している。回収路21に開口する第1流路2の出口も示されている。
図7に示す液滴7は、第1液の連続相内に分散状に存在する。この液滴7は、二重構造であり、第2液の液滴中に第3液が内包されている。実験条件は次のとおりである。
第3液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量1.3μL/min。
第2液:精製水、 流量4μL/min。
第1液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量20μL/min。
第3液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量1.3μL/min。
第2液:精製水、 流量4μL/min。
第1液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量20μL/min。
図8に示す液滴7は、第2液の液滴内に第3液の液滴が2〜3個内包するものであり、実験条件は次のとおりである。
第3液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量1μL/min。
第2液:精製水、 流量2μL/min。
第1液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量5μL/min。
第3液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量1μL/min。
第2液:精製水、 流量2μL/min。
第1液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量5μL/min。
図9に示す液滴7は、第2液の液滴内に第3液の液滴が多数内包するものであり、実験条件は次のとおりである。
第3液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量10μL/min。
第2液:精製水、 流量20μL/min。
第1液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量50μL/min。
第3液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量10μL/min。
第2液:精製水、 流量20μL/min。
第1液:ドデカン+3wt%スパン80、 流量50μL/min。
なお、「スパン80」は界面活性剤である。
図10〜図15に示すものは、第1合流部6を多数設けた各種の実施の形態である。
図10〜図15に示すものは、第1合流部6を多数設けた各種の実施の形態である。
図10及び図11に示すものは、2液混合型である。その基本構成は、図1に示すものと同じである。
図10に示すように、リアクタ本体1は、その上方から下方に向かって、カバー8、第1プレート9、第2プレート10、及び、ベース27がこの順序で配置されてなる。
第1プレート9に第1流路2と第1合流部6が形成され、第2プレート10に第2流路3がそれぞれ同芯状に形成されている点は前記図1のものと同じである。
図11に示すように、第1プレート9の下面には、第1貯液室34が円形状に形成されている(なお、図11において、第2流路3を示す丸の外側の点線は、第2流路下端の大径部11を示している。)。
この第1貯液室34は、前記多数の第1合流部6に均等に第1液を供給するものである。前記多数の第1合流部6は円環状に配置されている。多数の第1合流部6の全てを覆うように前記第1貯液室34が円形状に設けられている。
前記円形状第1貯液室34の中心部に第1液を供給する第1供給路12が接続されている。この第1供給路12の他端は、第2プレート10の側面に開口している。従って、同心状に配置された第1流路2、第1合流部6及び第2流路3は、第1供給路12を設けるためのスペース35を空けて、円環状に配置されている。このスペース35に第1供給路12が設けられている。
なお、第1貯液室34は、第2プレート10の上面に凹設しても良い。第1供給路12は、第1プレート9に設けてもよい。
第2流路3の下端は、大径部11を介して第2貯液室36に接続されている。第2貯液室36は、多数の大径部11に均等に第2液を供給するためのものである。第2貯液室36は、前記第1貯液室34と同形状のものとして第2プレート10の底面に凹設されている。この第2貯液室36の中心に第2供給路15が接続され、該第2供給路15の他端はベース27の側面に開口している。
なお、第2貯液室36は、ベース27の上面に凹設したものであっても良い。第2供給路15は、第2プレート10に設けてもよい(この場合、第1供給路12は第1プレート9に設けられる)。
前記第1供給路12及び第2供給路15は、図示省略の液供給装置に接続される。
前記カバー8には、回収室37が設けられている。回収室37は、カバー8の底面に截頭錐体状に凹設された凹部によって形成されている。該回収室37は、第1流路2の全ての出口を覆っている。この回収室37の截頭部に回収路21が設けられ、該回収路21は図示省略の回収装置に接続されている。
前記カバー8には、回収室37が設けられている。回収室37は、カバー8の底面に截頭錐体状に凹設された凹部によって形成されている。該回収室37は、第1流路2の全ての出口を覆っている。この回収室37の截頭部に回収路21が設けられ、該回収路21は図示省略の回収装置に接続されている。
上記構成の実施の形態によれば、第1合流部6は第1流路2よりも少し大きな孔なので、多数設けても、密着状に設けることが出来るので、装置の小型化が図られる。
図12に示すものは、第1合流部6を多数設けた3液混合型のリアクタ本体1である。この3液混合型の基本的構成は、図5や図10に示すものと同じである。
すなわち、リアクタ本体1は、その上方から下方に向かって、カバー8、第1プレート9、第2プレート10、第3プレート26、及び、ベース27がこの順序で配置されてなる。
第1プレート9に第1流路2と第1合流部6が形成され、第2プレート10に第2流路3と第2合流部29が形成され、第3プレート26に第3流路24と大径部11が形成されている。多数の第1合流部6は円環状に配置されている。
円環状に配置された多数の第1合流部6の全ては、一つの円形状の第1貯液室34に接続され、第1貯液室34の中心部は、第2プレート10の側面に開口する第1供給路12に接続されている。
円環状に配置された多数の第2合流部29の全ては、一つの円形状の第2貯液室36に接続され、第2貯液室36の中心部は、第3プレート26の側面に開口する第2供給路15に接続されている。
円環状に配置された多数の大径部11の全ては、一つの円形状の第3貯液室38に接続され、第3貯液室38の中心部は、ベース27の側面に開口する第3供給路30に接続されている。
上記構成は図10等に示すものと基本的に同じであるので、その詳細説明は省略する。
図13、図14に示すものは、第1合流部6を340個、円環状に設けた4液混合型のリアクタ本体1である。リアクタ本体1は、その上方から下方に向かって、カバー8、第1プレート9、第2プレート10、第3プレート26、第4プレート39、及び、ベース27がこの順序で配置されてなる。
図13、図14に示すものは、第1合流部6を340個、円環状に設けた4液混合型のリアクタ本体1である。リアクタ本体1は、その上方から下方に向かって、カバー8、第1プレート9、第2プレート10、第3プレート26、第4プレート39、及び、ベース27がこの順序で配置されてなる。
第1プレート9に第1流路2と第1合流部6と第1貯液室34が形成されている。第2プレート10に第2流路3と第2合流部29と第2貯液室36及び第1供給路12が形成されている。第3プレート26に第3流路24と第3合流部40と第3貯液室38及び第2供給路15が形成されている。第3合流部40の構造は、第1〜第2合流部6,29のものと同じである。
第4プレート39に第4流路41が形成され、第4流路41の下端は大径部11に接続されている。第4流路41は、第2、第3流路3,24と同様に管14により構成されている。第1流路2はドリルによる切削孔である。
第4プレート39の下面に、円形状の第4貯液室42が設けられている。この第4貯液室42は、第4流路41の大径部11に均等に第4液を供給するためのものである。第4貯液室42の中心部は、ベース27の側面に開口する第4供給路43に接続されている。
上記構成は図10等に示すものと基本的に同じであるので、その詳細説明は省略する。
図14に示すように、前記第1〜第4供給路12,15,30,43は、円周方向90度配置に設けられた四箇所のスペース35に設けられている。しかし、このスペース35は図11に示すように円周方向1箇所であっても良い。スペース35の配置を少なくすれば、その分、流路の数を増やすことが出来る。
図14に示すように、前記第1〜第4供給路12,15,30,43は、円周方向90度配置に設けられた四箇所のスペース35に設けられている。しかし、このスペース35は図11に示すように円周方向1箇所であっても良い。スペース35の配置を少なくすれば、その分、流路の数を増やすことが出来る。
図15に示すものは、4液混合型の他の実施の形態である。
第1プレート9に設けられる第1流路2を管14により構成したものである。その結果、第1〜第4プレート9,10,26,39は同じ構造とされている。管14により構成された第1流路2の出口は、カバー8に設けられた回収室37内に突出している。なお、回収室37に接続される回収路21は、第1プレート9の側面に開口するように設けられている。
第1プレート9に設けられる第1流路2を管14により構成したものである。その結果、第1〜第4プレート9,10,26,39は同じ構造とされている。管14により構成された第1流路2の出口は、カバー8に設けられた回収室37内に突出している。なお、回収室37に接続される回収路21は、第1プレート9の側面に開口するように設けられている。
このような構造であれば、任意の中間のプレートを取り去ることで、2〜3液混合型に変更することが出来る。また、プレートを追加することで4液以上の混合型リアクタとすることが出来る。なお、各流路の内面を親水性処理又は疎水性処理したプレートを予め準備しておけば、供給液の種類の変更に際し、プレートを取り替えるだけで、最適の組み合わせを達成できる。
本発明は、前記実施の形態に示したものに限定されるものではなく、例えば、リアクタ本体は円形に限らず、矩形状のものであっても良く、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものである。
薬品や化粧品、さらには食品の分野等において利用可能である。
2 第1流路、3 第2流路、4 第1流路入口、5 第2流路出口、6 第1合流部、7 液滴、8 カバー、9 第1プレート、10 第2プレート、11 大径部、12 第1供給路、13 液供給装置、14 管、23 テーパ部、34 第1貯液室。
Claims (9)
- 第1流路の入口と第2流路の出口とが所定間隔を有して同心状に且つ対向状に配置されて第1合流部が形成され、該合流部に供給される第1液と前記出口からの第2液とが、前記入口から第1流路内に流入して、該第1流路内において前記第2液が液滴に形成されるエマルション成形用マイクロリアクタにおいて、
前記第2流路の少なくとも出口部分は管により構成され、
前記第1合流部は、前記管を同心状に内包して前記入口に連接する大径部を有し、
前記大径部に前記第1液が供給され、前記第1合流部において前記第1液は前記管の軸方向に沿って流れて前記入口に流入するよう構成されているエマルション成形用マイクロリアクタ。 - 前記大径部は、前記入口側に向かって縮径して前記入口に連接されるテーパ部を有し、該テーパ部に前記第2流路の出口が位置している請求項1記載のエマルション成形用マイクロリアクタ。
- 前記テーパ部のテーパ角度は、60〜180度である請求項1または2記載のエマルション成形用マイクロリアクタ。
- 前記第1及び第2流路はほぼ同じ口径とされている請求項1〜3の何れか一つに記載のエマルション成形用マイクロリアクタ。
- 第1プレートと第2プレートが積層され、
前記第1プレートに前記第1流路と第1合流部が設けられ、
前記第2プレートに前記第2流路が突出状に設けられている請求項1〜4の何れか一つに記載のエマルション成形用マイクロリアクタ。 - 前記第1プレートにカバーが積層され、該カバーは、前記第1流路から排出される液滴を外部から観察可能とする透明部材で構成されている請求項5記載のエマルション成形用マイクロリアクタ。
- 前記第1合流部は多数設けられ、該多数の第1合流部に均等に前記第1液を供給する第1貯液室を有する請求項1〜6の何れか一つに記載のエマルション成形用マイクロリアクタ。
- 前記多数の第1合流部は円環状に配置され、前記全ての第1合流部を覆うように前記第1貯液室が円形状に設けられ、該円形状第1貯液室の中心部に第1液を供給する第1供給路が接続されている請求項7記載のエマルション成形用マイクロリアクタ。
- 前記合流部への各液の流量を制御して所定の液滴を形成する液供給装置が設けられている請求項1〜8の何れか一つに記載のエマルション成形用マイクロリアクタ。
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