JP2018124214A - Single standard particle aerosol generator and generating method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method thereof capable of continuously generating a single standard particle aerosol over a long period of time.SOLUTION: A single standard particle aerosol generator 100 is provided, which includes: an ink jet head 42 for generating an aerosol by continuously ejecting fluid dropping which is the standard particle dispersion for causing non-melting standard particles to be dispersed in solvent higher in viscosity than water into an air flow inside a pipe-body 12 from a stored vial 32; a first heating part 50 for causing the solvent to be evaporated by heating the aerosol provided in the downstream side; a solvent evaporation collecting part 60 for collecting the evaporation of the solvent in the aerosol provided in the downstream side; and a second heating part 70 for generating the aerosol of the standard particles by heating the aerosol provided in the downstream side.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、微粒子をエアロゾル化する装置および方法に関し、特に、粒径が既知である微粒子である標準粒子をエアロゾル化する装置および方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for aerosolizing fine particles, and more particularly to an apparatus and method for aerosolizing standard particles, which are fine particles having a known particle diameter.

近年、大気汚染の分野では、環境基準に定められた粒径10μm以下のPM10浮遊粒子状物質や、粒径2.5μm以下のPM2.5エアロゾル粒子の測定が行なわれている。大気中のエアロゾル粒子が関連する光散乱、輸送および沈着等の様々な現象において、粒径は最も影響力の強いパラメータの一つであり、粒径分布の測定が必須となっている。この測定機器としては、光散乱式気中パーティクルカウンタ(OPC)、走査型電気移動度スペクトロメータ(SEMS)、空気力学径スペクトロメータ(APS)、カスケードインパクタ(以下、インパクタ)等の粒径分布測定装置が使用されている。   In recent years, in the field of air pollution, PM10 suspended particulate matter having a particle size of 10 μm or less and PM2.5 aerosol particles having a particle size of 2.5 μm or less, which are stipulated in environmental standards, have been measured. In various phenomena such as light scattering, transport and deposition related to aerosol particles in the atmosphere, the particle size is one of the most influential parameters, and measurement of the particle size distribution is essential. This measuring instrument includes particle size distribution measurement of light scattering airborne particle counter (OPC), scanning electric mobility spectrometer (SEMS), aerodynamic diameter spectrometer (APS), cascade impactor (hereinafter referred to as impactor), etc. The device is in use.

このような測定では、長期間に亘るトレンドを把握することが重要であり、上述の粒径分布測定装置を所定の性能で維持するための校正を行うことが必要となる。上述装置の応答の校正には、粒径標準粒子であるポリスチレンラテックス球等が使用されている。   In such measurement, it is important to grasp a trend over a long period of time, and it is necessary to perform calibration for maintaining the above-described particle size distribution measuring apparatus with a predetermined performance. For the calibration of the response of the apparatus described above, polystyrene latex spheres or the like which are standard particle diameters are used.

一方、測定した粒径分布の縦軸となる粒子数濃度に対する校正はほとんど行われていない。この校正は実験室環境で行うため、校正の対象となる計測器を実験室に輸送する必要が生じる。これは観測データの連続性が維持できず、校正のモチベーションを低下させてしまう。   On the other hand, there is almost no calibration with respect to the particle number concentration which is the vertical axis of the measured particle size distribution. Since this calibration is performed in a laboratory environment, it is necessary to transport the measuring instrument to be calibrated to the laboratory. This cannot maintain the continuity of the observation data and reduces the motivation for calibration.

そこで、本発明者のグループは非特許文献1および2に記載のエアロゾル発生器を開発した。このエアロゾル発生器では、水、イソプロピルアルコールなどの溶媒を使用して、これらの溶媒に可溶な溶質を加えて溶液を作製し、その溶液をインクジェットヘッドより液滴として一定の頻度で連続吐出し、液滴を乾燥させた残渣である溶質成分による標準粒子を清浄気流に随伴させエアロゾルを発生する。このエアロゾル発生器は、容易に移動が可能であり、計測器が設置された観測現場に輸送しての計測器の校正が可能である。また、このエアロゾル発生器から粒径が既知である市販の試験用の標準粒子を水などに分散させた液をインクジェットで吐出することで、これらの標準粒子を含んだエアロゾルを発生することもできる。   Therefore, the inventor's group has developed an aerosol generator described in Non-Patent Documents 1 and 2. This aerosol generator uses a solvent such as water or isopropyl alcohol to create a solution by adding soluble solutes to these solvents, and continuously discharges the solution as droplets from the inkjet head at a certain frequency. Then, aerosols are generated by causing standard particles of a solute component, which is a residue obtained by drying droplets, to accompany a clean air stream. This aerosol generator can be easily moved, and the instrument can be calibrated by transporting it to the observation site where the instrument is installed. In addition, an aerosol containing these standard particles can be generated by ejecting a liquid obtained by dispersing commercially available standard particles having a known particle size in water or the like from this aerosol generator with water. .

飯田、外3名「エアロゾル研究」、日本エアロゾル学会、2012年、第27巻、第4号、p.341−349Iida, 3 others "Aerosol Research", Japan Society for Aerosol Science, 2012, Vol. 27, No. 4, p.341-349 Iida,K.et al., “Inkjet Aerosol Generator as Monodisperse Particle Number Standard”, Aerosol Science and Technology 2014,Vol.48,No.8,p.789-802Iida, K. et al., “Inkjet Aerosol Generator as Monodisperse Particle Number Standard”, Aerosol Science and Technology 2014, Vol. 48, No. 8, p. 789-802

しかしながら、標準粒子の粒径が大きくなるほど粒子の質量が増し、分散液中での標準粒子の挙動に重力が影響し易くなり、溶液を供給する配管や吐出前の液溜り等の流路中で標準粒子が沈降あるいは浮上し易くなる。標準粒子が沈降あるいは浮上した場合、これらのエアロゾル化が難くなるため、評価の対象となるエアロゾル測定機器に長時間に亘り安定した濃度で標準粒子を輸送し続けることが困難になる。   However, as the standard particle size increases, the mass of the particle increases, and gravity tends to affect the behavior of the standard particle in the dispersion, and in a flow path such as a pipe for supplying the solution or a liquid reservoir before discharging. Standard particles are likely to settle or float. When the standard particles settle or float, it becomes difficult to make these aerosols, so that it is difficult to continue transporting the standard particles at a stable concentration over a long period of time to the aerosol measuring device to be evaluated.

そこで、本発明の目的の一つは、長時間に亘って連続して標準粒子をエアロゾル化する装置およびその方法を提供することである。   Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide an apparatus and method for aerosolizing standard particles continuously over a long period of time.

本発明の一態様によれば、単一の標準粒子のエアロゾルを発生可能な装置であって、水よりも粘度の高い溶媒にその溶媒に非溶解の上記標準粒子を分散させた溶液を管体内の気流中に連続的に液滴を吐出してエアロゾルを発生する液滴吐出部と、上記液滴吐出部の下流に設けられ、上記エアロゾルを加熱して上記溶媒を蒸発させる第1の加熱部と、上記第1の加熱部の下流に設けられ、上記エアロゾル中の上記溶媒の蒸気を捕集する溶媒蒸気捕集部と、上記溶媒蒸気捕集部の下流に設けられ、上記エアロゾルを加熱して上記標準粒子のエアロゾルを発生する第2の加熱部と、を備える、上記装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus capable of generating an aerosol of a single standard particle, wherein a solution in which the standard particle not dissolved in the solvent is dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water. A droplet discharge unit that continuously discharges droplets in the air stream and generates an aerosol, and a first heating unit that is provided downstream of the droplet discharge unit and heats the aerosol to evaporate the solvent And provided downstream of the first heating unit, for collecting the vapor of the solvent in the aerosol, and downstream of the solvent vapor collection unit, and heating the aerosol. And a second heating unit that generates an aerosol of the standard particles.

上記態様によれば、上記溶液は、水よりも粘度の高い溶媒に標準粒子が分散されているので、その溶液が液滴吐出部に供給されて吐出されるまでの流路内において標準粒子が沈降あるいは浮上することを妨げることができ、単一の標準粒子(単粒子の標準粒子)を含む液滴を吐出することが可能となる。これとともに、第1の加熱部で蒸発した溶媒の蒸気が下流に設けられた溶媒蒸気捕集部において捕集されるので気流中の溶媒の蒸気の濃度が低下し、エアロゾル中の標準粒子にその溶媒の蒸気が核凝縮等により付着することを抑制することが可能となる。さらに、第2の加熱部においてエアロゾルを加熱することで、その標準粒子に付着した溶媒を蒸発させて除去して、単一の標準粒子のエアロゾルを発生することが可能となる。   According to the above aspect, since the standard particles are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water, the standard particles are present in the flow path until the solution is supplied to the droplet discharge unit and discharged. Sedimentation or floating can be prevented, and droplets containing a single standard particle (single particle standard particle) can be ejected. At the same time, the solvent vapor evaporated in the first heating unit is collected in the solvent vapor collecting unit provided downstream, so that the concentration of the solvent vapor in the airflow is reduced, and the standard particles in the aerosol It is possible to suppress the vapor of the solvent from adhering due to nuclear condensation or the like. Furthermore, by heating the aerosol in the second heating section, it is possible to evaporate and remove the solvent adhering to the standard particles, thereby generating a single standard particle aerosol.

本発明の他の態様によれば、単一の標準粒子のエアロゾルを発生可能な方法であって、水よりも粘度の高い溶媒にその溶媒に非溶解の上記標準粒子を分散させた溶液を液滴吐出部に供給して、該液滴吐出部が管体内の気流中に連続的に液滴を吐出してエアロゾルを発生するステップと、上記発生されたエアロゾルを加熱して上記溶媒を蒸発させるステップと、上記溶媒が蒸発されたエアロゾル中の上記溶媒の蒸気を捕集するステップと、上記溶媒の蒸気が捕集された上記エアロゾルを加熱して上記標準粒子のエアロゾルを発生するステップと、を含む、上記方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method capable of generating an aerosol of single standard particles, in which a solution in which the standard particles not dissolved in the solvent is dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water. Supplying to the droplet discharge unit, the droplet discharge unit continuously discharging droplets into the air flow in the tube to generate aerosol, and heating the generated aerosol to evaporate the solvent Collecting the solvent vapor in the aerosol from which the solvent has been evaporated; and heating the aerosol from which the solvent vapor has been collected to generate an aerosol of the standard particles. Including such a method.

上記態様によれば、上記溶液は、水よりも粘度の高い溶媒に標準粒子が分散されているので、その溶液が液滴吐出部に供給されて吐出されるまでの流路内において標準粒子が沈降あるいは浮上等することを妨げることができ、単一の標準粒子(単粒子の標準粒子)を含む液滴を吐出することが可能となる。これとともに、発生されたエアロゾルを加熱して蒸発した溶媒の蒸気が捕集されるので気流中の溶媒の蒸気の濃度が低下し、エアロゾル中の標準粒子にその溶媒の蒸気が核凝縮等により付着することを抑制することが可能となる。さらに、エアロゾルを加熱することで、その標準粒子に付着した溶媒を蒸発させて除去して、標準粒子のエアロゾルを発生することが可能となる。   According to the above aspect, since the standard particles are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water, the standard particles are present in the flow path until the solution is supplied to the droplet discharge unit and discharged. It is possible to prevent sedimentation or levitation and the like, and it is possible to discharge a droplet containing a single standard particle (single particle standard particle). At the same time, the vapor of the solvent evaporated by heating the generated aerosol is collected, so the concentration of the solvent vapor in the airflow decreases, and the vapor of the solvent adheres to the standard particles in the aerosol by nuclear condensation etc. It is possible to suppress this. Furthermore, by heating the aerosol, it is possible to evaporate and remove the solvent adhering to the standard particles, thereby generating an aerosol of standard particles.

本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the single standard particle aerosol generator which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の原理の説明図である。It is explanatory drawing of the principle of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the single standard particle aerosol generator which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器の溶媒蒸気捕集部の例を示す図である。It is a figure showing an example of a solvent vapor collection part of a single standard particle aerosol generator concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器の溶媒蒸気捕集部の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the solvent vapor collection part of the single standard particle aerosol generator which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器の溶媒蒸気捕集部のその他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the solvent vapor collection part of the single standard particle aerosol generator which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る標準粒子のエアロゾルの発生方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the generation method of the aerosol of the standard particle which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明に係る実施例および比較例のエアロゾル中のポリスチレンラテックス球の粒子生成頻度を示すグラフである。It is a graph which shows the particle production frequency of the polystyrene latex sphere in the aerosol of the Example which concerns on this invention, and a comparative example. 本発明に係る実施例のエアロゾル中のポリスチレンラテックス球の粒径分布を示すグラフである。It is a graph which shows the particle size distribution of the polystyrene latex sphere in the aerosol of the Example which concerns on this invention.

本明細書、特許請求の範囲および図面で開示される技術の一つは、ポリスチレンラテックス球(以下、「PSL球」とも称する。)」などの粒径が既知である、主に試験用に使用される標準粒子を、気中に分散する手法に関するものである。説明を簡便に行うため、特に断らない限りPSL球を使用して説明するがそれに限定されるものではない。また、本明細書、特許請求の範囲および図面で使用される用語「エアロゾル」は、液体、あるいは、固体、あるいは液体と固体を含む複数の微粒子が気体に浮遊した状態における、気体および気体中に浮遊する微粒子あるいはその群を含む。   One of the techniques disclosed in the present specification, claims and drawings is known mainly for use in testing, in which the particle size is known, such as polystyrene latex spheres (hereinafter also referred to as “PSL spheres”). It relates to a technique for dispersing standard particles to be dispersed in the air. For the sake of simplicity, the description will be made using PSL spheres unless otherwise specified, but the present invention is not limited thereto. In addition, the term “aerosol” used in the present specification, claims, and drawings refers to a liquid or a solid, or a plurality of fine particles containing a liquid and a solid in a gas and a gas in a state of being suspended in the gas. Includes floating particles or groups.

PSL球をエアロゾル化する方法は、主に湿式と乾式とに分けられる。湿式によるエアロゾル化の代表例はネブライザーであり、試験用粒子を水に分散させ加圧噴霧する。ネブライザーが安定した濃度で発生できる粒径範囲の上限は約2μmであり、マイクロメートル粒径域を対象としたエアロゾル計測器の測定粒径範囲の上限である約10μmから20μmであるのに対して不十分である。   Methods for aerosolizing PSL spheres are mainly classified into wet and dry methods. A typical example of wet aerosolization is a nebulizer, in which test particles are dispersed in water and sprayed under pressure. The upper limit of the particle size range that the nebulizer can generate at a stable concentration is about 2 μm, whereas it is about 10 μm to 20 μm, which is the upper limit of the measured particle size range of aerosol measuring instruments for the micrometer particle size range. It is insufficient.

また、分散液中のPSL球をネブライザーがエアロゾル化できる効率は通常数%と低く、この効率はPSL球の粒径が大きくなるほど悪化する。これは、エアロゾル化したPSL球が配管内で輸送される過程で、PSL球が重力や慣性力により管壁に沈着しやすいこと、そして、分散液中でのPSL球の重力沈降に起因するものと考えられる。   Also, the efficiency with which the nebulizer can aerosolize the PSL spheres in the dispersion is usually as low as several percent, and this efficiency worsens as the particle size of the PSL spheres increases. This is due to the fact that PSL spheres are easily deposited on the pipe wall due to gravity and inertia during the process of transporting aerosolized PSL spheres in the pipe, and that the PSL spheres are gravity settled in the dispersion. it is conceivable that.

一方、乾式によるエアロゾル化では、ブラシ、振動、気流などを利用してPSL球を気中に巻き上げる。この手法ではエアロゾル中のPSL球の発生濃度が時間に対して断続的になり易い。試験に用いるエアロゾル中の粒子数濃度が非定常であることはエアロゾル計測器の評価では望ましくない。   On the other hand, in dry aerosolization, PSL spheres are rolled up in the air using brushes, vibrations, airflow, and the like. In this method, the generated concentration of PSL spheres in the aerosol tends to be intermittent with respect to time. It is not desirable in the evaluation of the aerosol measuring instrument that the particle number concentration in the aerosol used for the test is unsteady.

また、乾式で巻き上げたPSL球は、多数のPSL球が凝集し構成されているものが多い。そのため、乱流や音波を加えることで凝集体を単粒子のPSL球へと気中でかい離することが行われるが、このプロセスは確率的なため、全ての凝集体を気中で完全に単粒子のPSL球に分離することは困難である。   Further, many PSL spheres rolled up by dry method are constituted by aggregation of a large number of PSL spheres. For this reason, turbulent flow or sound waves are applied to dislodge aggregates into single-particle PSL spheres, but this process is probabilistic and all aggregates are completely isolated in air. It is difficult to separate the particles into PSL spheres.

また、湿式および乾式に共通した実用面での観点として、費用対効果がある。PSL球の分散液や乾燥粉末は、PSL球成分の質量当たりの価格で販売されているため、PSL球一個あたりの単価は粒径が大きくなるほど高くなる。したがって、粒径が約数マイクロメートルあるいはそれよりも大きくなるにつれて、エアロゾル計測器の評価に使用するPSL球のコストをより強く意識する必要が生じる。   Moreover, it is cost-effective as a practical viewpoint common to both wet and dry processes. Since dispersions and dry powders of PSL spheres are sold at a price per mass of PSL sphere components, the unit price per PSL sphere increases as the particle size increases. Therefore, as the particle size becomes about a few micrometers or larger, it becomes necessary to be more aware of the cost of the PSL spheres used to evaluate the aerosol meter.

本明細書および図面では、本発明に係る実施形態の一態様として、粒径約2μm以上で、高価な試験用の標準粒子を過度に消費することを回避し、また、エアロゾル計測器の評価に必要な時間に亘って、十分に安定した濃度を維持できる標準粒子の発生装置および発生方法を提供する。   In the present specification and drawings, as one aspect of the embodiment according to the present invention, it is possible to avoid excessive consumption of expensive standard particles having a particle size of about 2 μm or more and to evaluate an aerosol measuring instrument. Provided are an apparatus and a method for generating standard particles capable of maintaining a sufficiently stable concentration over a necessary time.

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a single standard particle aerosol generator according to an embodiment of the present invention.

図1を参照するに、本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器100は、装置本体10と、装置本体内にガスを供給し気流を発生するガス供給部20と、エアロゾル中の粒子成分となる、水よりも粘度の高い溶媒にその溶媒に非溶解の標準粒子を分散させた液(以下、「標準粒子分散液」とも称する。)を供給する溶液供給部30と、供給された標準粒子分散液をガスの気流中に吐出してエアロゾルを発生する液滴吐出部40と、そのエアロゾルを加熱して溶媒を気流中に蒸発させる第1加熱部50と、加熱された、ガスを含むエアロゾル中の上記溶媒の蒸気を捕集する溶媒蒸気捕集部60と、エアロゾルを加熱して標準粒子のエアロゾルを発生する第2加熱部70と、標準粒子のエアロゾルを冷却あるいは自然冷却する冷却部80と、制御部90と、を有している。   Referring to FIG. 1, a single standard particle aerosol generator 100 according to an embodiment of the present invention includes an apparatus main body 10, a gas supply unit 20 that supplies gas into the apparatus main body to generate an air flow, and an aerosol. A solution supply unit 30 for supplying a liquid (hereinafter also referred to as “standard particle dispersion”) in which standard particles insoluble in the solvent are dispersed in a solvent having a higher viscosity than water, which is a particle component of A droplet discharge unit 40 that generates an aerosol by discharging the standard particle dispersion into a gas stream, a first heating unit 50 that heats the aerosol and evaporates the solvent in the stream, and is heated. Solvent vapor collecting section 60 that collects the vapor of the solvent in the aerosol containing gas, second heating section 70 that generates aerosol of standard particles by heating the aerosol, and cooling or natural cooling of the aerosol of standard particles Cooling section It has 0, the control unit 90, a.

図2は、本発明の一実施形態の原理の説明図である。   FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of one embodiment of the present invention.

図2を図1とともに参照するに、(a)では、水よりも粘度の高い溶媒に、この溶媒に非溶解の標準粒子を分散させた標準粒子分散液を準備する。   Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, in (a), a standard particle dispersion is prepared in which standard particles insoluble in this solvent are dispersed in a solvent having a higher viscosity than water.

(b)では、標準粒子分散液を液滴吐出部40のインクジェットヘッドのノズルに供給する。ノズルの開動作により標準粒子分散液がノズル先端付近に供給される。   In (b), the standard particle dispersion is supplied to the nozzles of the inkjet head of the droplet discharge unit 40. The standard particle dispersion is supplied to the vicinity of the nozzle tip by the opening operation of the nozzle.

(c)では、ノズルの閉動作により、ノズルから標準粒子分散液の液滴を吐出し、粒子状物質がろ過された気流に随伴する。液滴は、図示するように標準粒子と溶媒とを含む場合と、図示されていないが溶媒のみの場合がある。   In (c), a droplet of the standard particle dispersion is discharged from the nozzle by the closing operation of the nozzle, and the particulate matter is accompanied by the filtered airflow. The droplets may include standard particles and a solvent as illustrated, or may be a solvent alone (not illustrated).

(d)では、第1加熱部50でエアロゾルを加熱して、液滴の溶媒を気流中に蒸発させる。これにより、液滴の溶媒が減少あるいは除去され、乾燥した状態の標準粒子を含んだエアロゾルが発生され、それとともに気流中の溶媒蒸気の濃度が増加する。   In (d), the aerosol is heated by the first heating unit 50 to evaporate the solvent of the droplets in the air stream. As a result, the solvent of the droplets is reduced or removed, and an aerosol containing standard particles in a dry state is generated, and at the same time, the concentration of the solvent vapor in the air stream is increased.

(e)では、溶媒蒸気捕集部60で、例えば管壁を冷却することで気流中の溶媒蒸気を管壁表面で凝縮させる。これにより気流中の溶媒蒸気の濃度が低下する。これとともに、溶媒蒸気が標準粒子を核として凝縮することが考えられる。   In (e), the solvent vapor collecting unit 60 condenses the solvent vapor in the airflow on the tube wall surface, for example, by cooling the tube wall. This reduces the concentration of solvent vapor in the air stream. At the same time, it is conceivable that the solvent vapor condenses using the standard particles as nuclei.

(f)では、第2加熱部70でエアロゾルを加熱することで、標準粒子に付着した溶媒が蒸発し、標準粒子が乾燥した状態にすることができる。   In (f), when the aerosol is heated by the second heating unit 70, the solvent attached to the standard particles is evaporated, and the standard particles can be dried.

(g)では、管壁の冷却あるいは自然冷却された標準粒子からなるエアロゾルが発生される。   In (g), an aerosol composed of standard particles cooled or naturally cooled on the tube wall is generated.

なお、上述した原理で挙げたメカニズムは理解を容易にするためその一例を挙げており、これに限定されるわけではない。   In addition, the mechanism mentioned in the principle mentioned above is given as an example for easy understanding, and is not limited to this.

図3は、本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器の構成を示す概略図である。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of a single standard particle aerosol generator according to an embodiment of the present invention.

図3を参照するに、本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器100は、装置本体10と、ガス供給部20と、溶液供給部30と、制御部90とを有する。装置本体10は、管体12と、管体内にガス(気体)を供給する供給口12aと、管体内に設けられたインクジェットヘッド42と、インクジェットヘッド42から吐出された液滴からなるエアロゾルを加熱して溶媒を気流中に蒸発させる第1加熱部50と、蒸発した溶媒の蒸気を捕集する溶媒蒸気捕集部60と、エアロゾルを加熱して標準粒子のエアロゾルを発生する第2加熱部70と、加熱された標準粒子のエアロゾルを冷却あるいは自然冷却する冷却部80を有し、発生した標準粒子のエアロゾルは管体出口12bから取り出される。   Referring to FIG. 3, a single standard particle aerosol generator 100 according to an embodiment of the present invention includes an apparatus main body 10, a gas supply unit 20, a solution supply unit 30, and a control unit 90. The apparatus main body 10 heats an aerosol composed of a tube 12, a supply port 12 a for supplying gas (gas) into the tube, an inkjet head 42 provided in the tube, and droplets ejected from the inkjet head 42. The first heating unit 50 that evaporates the solvent in the air stream, the solvent vapor collection unit 60 that collects the vapor of the evaporated solvent, and the second heating unit 70 that generates the aerosol of the standard particles by heating the aerosol. And a cooling unit 80 that cools or naturally cools the heated aerosol of standard particles, and the generated aerosol of standard particles is taken out from the tube outlet 12b.

ガス供給部20は、本体に清浄なガスを供給するためのもので、ガスを貯蔵するガスボンベ21と、ガス流量を制御する流量調整バルブ22と、フィルタ23と、流量計26と、ガスを管体12の供給口12aに流通させる配管を有している。ガス供給部20は、さらに、ガス流路のバイパスとして、フィルタ24およびON/OFFバルブを有する。ガスは、特に限定されないが、空気、窒素、Arガス等の不活性ガスが選択される。ガスは除湿された例えば乾燥空気が好ましい。   The gas supply unit 20 supplies clean gas to the main body. The gas supply unit 20 stores a gas cylinder 21, a flow rate adjusting valve 22 that controls the gas flow rate, a filter 23, a flow meter 26, and a gas pipe. A pipe is provided for circulation to the supply port 12a of the body 12. The gas supply unit 20 further includes a filter 24 and an ON / OFF valve as a bypass of the gas flow path. Although gas is not specifically limited, Inert gas, such as air, nitrogen, Ar gas, is selected. The gas is preferably dehumidified, for example, dry air.

ガスの流量は、管体12の内部での流れが層流になるように流速が調整されることが好ましい。ガスの管体12の内部での流速は例えば流量調整バルブ22によって流量で調整可能であり、これにより、エアロゾルが安定して発生される。   The flow rate of the gas is preferably adjusted so that the flow inside the tube body 12 becomes a laminar flow. The flow rate of the gas inside the tube body 12 can be adjusted by the flow rate, for example, by the flow rate adjusting valve 22, whereby the aerosol is stably generated.

溶液供給部30は、エアロゾルの元となる標準粒子分散液を貯蔵する貯蔵バイアル32と、標準粒子分散液を流通させる配管34とを有する。標準粒子分散液は、水よりも粘度の高い溶媒と、この溶媒に非溶解の標準粒子とを含み、この溶媒に標準粒子を分散させたものである。   The solution supply unit 30 includes a storage vial 32 that stores a standard particle dispersion that is an aerosol source, and a pipe 34 that distributes the standard particle dispersion. The standard particle dispersion includes a solvent having a viscosity higher than that of water and standard particles not dissolved in the solvent, and the standard particles are dispersed in the solvent.

標準粒子は、後に説明する溶媒に非溶解であれば特に限定されない。光散乱式気中パーティクルカウンタ(OPC)等のエアロゾル測定器の校正用としては、粒径が既知の標準粒子が用いられる。このような標準粒子としては、ポリスチレンラテックス球、シリカ球およびガラスビーズが挙げられる。   The standard particles are not particularly limited as long as they are not dissolved in a solvent described later. For calibration of an aerosol measuring instrument such as a light scattering airborne particle counter (OPC), standard particles having a known particle diameter are used. Such standard particles include polystyrene latex spheres, silica spheres and glass beads.

また、標準粒子は以下のものを用いることができる。
−生体を模擬するために異なる励起および発光の波長帯の組合せを有する蛍光標準粒子、
−異なる種類の抗生物質を表面に補足する能力を有する標準粒子、
−カルボシキ基やアミン基などの官能基で表面修飾された標準粒子。
Further, the following standard particles can be used.
A fluorescent standard particle having a combination of different excitation and emission wavelength bands to simulate a living body,
-Standard particles with the ability to supplement the surface with different types of antibiotics,
-Standard particles surface-modified with functional groups such as carboxyl groups and amine groups.

標準粒子は、平均粒径が20μm以下のものを用いることができ、特に、マイクロメートル粒径域を対象としたエアロゾル計測器の評価には、2μm〜20μmのものを用いることが好ましい。本実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器100により、従来、実現困難であった平均粒径2μm〜20μmの標準粒子を単粒子としてエアロゾル化できる。   Standard particles having an average particle size of 20 μm or less can be used. In particular, it is preferable to use particles having a particle diameter of 2 μm to 20 μm for the evaluation of an aerosol measuring instrument for a micrometer particle size region. With the single standard particle aerosol generator 100 according to the present embodiment, standard particles having an average particle diameter of 2 μm to 20 μm, which has been difficult to realize in the past, can be aerosolized as single particles.

標準粒子分散液に用いられる溶媒は、水(0.89)よりも粘度の高いものが選択される。これにより、標準粒子の標準粒子分散液での重力沈降を抑制でき、インクジェットヘッド42から吐出されるまでの流路内において標準粒子が沈降あるいは浮上することを妨ぐことが可能である。このような溶媒として、例えば、水溶性の溶媒としては、エチレングリコール(17.6)、ジエチレングリコール(30.0)およびトリエチレングリコール(37.8)が挙げられ、非水溶性の溶媒としては、フタル酸ジブチル(20.9)、オレイン酸(28.8)、リノール酸(38.5)およびフタル酸ジオクチル(71.8)が挙げられ、水に混和する溶媒としては、ジプロピレングリコール(65.9)およびメチルジエタノールアミン(76.5)が挙げられる。なお、本段落の括弧内は25℃における粘度を表しており、単位は×10-3Pa・sである。なお、ここに挙げた溶媒に加えて、水よりも粘度の高く、選択した標準粒子を溶解しないものであれば選択可能である。 The solvent used for the standard particle dispersion is selected to have a higher viscosity than water (0.89). Thereby, gravity sedimentation of the standard particles in the standard particle dispersion can be suppressed, and the standard particles can be prevented from settling or floating in the flow path until the ink is ejected from the inkjet head 42. Examples of such a solvent include water-soluble solvents such as ethylene glycol (17.6), diethylene glycol (30.0), and triethylene glycol (37.8). Examples include dibutyl phthalate (20.9), oleic acid (28.8), linoleic acid (38.5) and dioctyl phthalate (71.8). Dipropylene glycol (65 .9) and methyldiethanolamine (76.5). The parentheses in this paragraph represent the viscosity at 25 ° C., and the unit is × 10 −3 Pa · s. In addition to the solvents listed here, any solvent can be selected as long as it has a higher viscosity than water and does not dissolve the selected standard particles.

標準粒子分散液中の標準粒子の数密度が、5×104〜1.5×105個・mL-1であることが好ましい。これにより、インクジェットヘッド42から吐出された一つの液滴に2個以上の標準粒子が含まれる確率を大幅に低下することができ、単一の粒子(単粒子)の標準粒子をエアロゾル化でき、かつ効率的に単粒子のエアロゾルが得られる。 The number density of standard particles in the standard particle dispersion is preferably 5 × 10 4 to 1.5 × 10 5 particles · mL −1 . As a result, the probability that two or more standard particles are included in one droplet discharged from the inkjet head 42 can be greatly reduced, and standard particles of single particles (single particles) can be aerosolized. In addition, a single particle aerosol can be obtained efficiently.

次に、装置本体10の説明を以下に行う。管体12は、内部の断面形状が円形、三角形、四角形およびその他の多角形でもよい。管体12は、例えば、金属、ガラスおよびその他の材料から形成することができ、第1加熱部50および第2加熱部70の熱による影響を受けない材料であれば、特に限定されない。   Next, the apparatus main body 10 will be described below. The tubular body 12 may have a circular, triangular, quadrangular or other polygonal cross-sectional shape. The tube body 12 can be formed from, for example, metal, glass, and other materials, and is not particularly limited as long as it is a material that is not affected by the heat of the first heating unit 50 and the second heating unit 70.

管体12は、重力方向に沿って設けられること、つまり、直立して設けられることが好ましい。インクジェットヘッド42から吐出された液滴およびそのエアロゾルが管体内面12cに接触することを妨げることができる。   The tube body 12 is preferably provided along the direction of gravity, that is, provided upright. It is possible to prevent the droplets discharged from the inkjet head 42 and the aerosol thereof from coming into contact with the inner surface 12c of the tube body.

管体12にはガスを供給する供給口12aが設けられる。供給口12aはインクジェットヘッド42よりも高い位置に設けられ、供給口12aから導入されたガスの気流の下流にインクジェットヘッド42が設けられる。このようにすることで、乱れのないガスの気流をインクジェットヘッド42のノズル42a付近に形成できる。   The tube body 12 is provided with a supply port 12a for supplying gas. The supply port 12a is provided at a position higher than the inkjet head 42, and the inkjet head 42 is provided downstream of the gas flow introduced from the supply port 12a. By doing so, an undisturbed gas stream can be formed in the vicinity of the nozzle 42 a of the inkjet head 42.

液滴吐出部40は、インクジェットヘッド42を用いることができ、連続型(振動オリフィスによる液滴が発生される。)やdrop-on-demand(DOD)型(例えば、ピエゾ素子の1回の振動に対して1個の液滴が発生される。)でもよい。DOD型インクジェットヘッドは、一個の液滴を単量体として吐出することができ、サテライト液滴が発生され難い点で好ましい。   An ink jet head 42 can be used for the droplet discharge unit 40, and a continuous type (droplet generated by a vibrating orifice is generated) or a drop-on-demand (DOD) type (for example, a single vibration of a piezo element). One droplet is generated for each of them.) The DOD type ink jet head is preferable in that it can discharge a single droplet as a monomer and hardly generate satellite droplets.

インクジェットヘッド42では、貯蔵バイアル32から配管34を通して供給された標準粒子分散液が、ノズルの開閉動作によりノズル42aに充填され吐出されて液滴が発生される。ノズル42aの先端の開口径(直径)は、使用する標準粒子の粒径に応じて適宜選択されるが、標準粒子の粒径が2μm〜20μmの場合、例えば70μmが選択される。発生される液滴には、標準粒子分散液中の標準粒子の数密度が1.5×10個・mL-1の場合は、100個の液滴当たり、1個の標準粒子を含む液滴が平均的に3個から4個発生されることが分っている。インクジェットヘッド42から連続的に吐出された液滴はエアロゾルとなって自重およびガスの気流により、管体12の下方に流れる。なお、インクジェットヘッド42は、液滴の発生頻度、つまり、吐出の時間当たりの回数は、制御部90のパーソナルコンピュータ(PC)92およびコントローラ94により制御される。 In the ink jet head 42, the standard particle dispersion supplied from the storage vial 32 through the pipe 34 is filled and discharged into the nozzle 42a by the opening and closing operation of the nozzle to generate droplets. The opening diameter (diameter) at the tip of the nozzle 42a is appropriately selected according to the particle size of the standard particles to be used. When the particle size of the standard particles is 2 μm to 20 μm, for example, 70 μm is selected. When the number density of standard particles in the standard particle dispersion is 1.5 × 10 5 particles · mL −1 , the generated droplets include a liquid containing one standard particle per 100 droplets. It has been found that on average 3 to 4 drops are generated. The droplets continuously ejected from the inkjet head 42 become aerosol and flow below the tube body 12 due to their own weight and gas flow. The inkjet head 42 is controlled by a personal computer (PC) 92 and a controller 94 of the control unit 90 with respect to the frequency of droplet generation, that is, the number of ejections per unit time.

第1加熱部50および第2加熱部70は、例えば管体外面12dに管体12を取り囲むようにヒータ52、72が設けられる。ヒータ52、72の発熱が管体12を伝導し、管体内部のガスおよびエアロゾルを加熱する。これにより、液滴の溶媒あるいは標準粒子に付着した溶媒を蒸発させる。第2加熱部70で再度加熱することで、乾燥した標準粒子を発生することができる。ヒータ52、72の温度設定は、ガスの流量および溶媒の種類によって適宜設定されるが、例えば、130℃〜150℃である。加熱温度の制御はヒータ52、72に設けられた温度制御装置で制御してもよく、PC92と接続して制御してもよい。   The first heating unit 50 and the second heating unit 70 are provided with heaters 52 and 72 so as to surround the tube body 12 on the tube body outer surface 12d, for example. The heat generated by the heaters 52 and 72 is conducted through the tube body 12 and heats the gas and aerosol inside the tube body. As a result, the solvent of the droplets or the solvent attached to the standard particles is evaporated. By heating again with the second heating unit 70, dried standard particles can be generated. The temperature setting of the heaters 52 and 72 is appropriately set depending on the gas flow rate and the type of solvent, and is, for example, 130 ° C. to 150 ° C. The control of the heating temperature may be controlled by a temperature control device provided in the heaters 52 and 72, or may be controlled by being connected to the PC 92.

溶媒蒸気捕集部60は、ガスを含むエアロゾル中の溶媒蒸気を捕集するためのものである。溶媒蒸気捕集部60の例を以下に説明する。   The solvent vapor collection part 60 is for collecting the solvent vapor in the aerosol containing gas. An example of the solvent vapor collection unit 60 will be described below.

図4〜図6は、本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾル発生器の溶媒蒸気捕集部の例を示す図である。図4〜図6の各図は、その上側が第1加熱部50であり、下側が第2加熱部70であるように示されている。なお、管体内部の液滴、標準粒子、溶媒蒸気、および凝縮した溶媒は、図2と同様に示されている。   4-6 is a figure which shows the example of the solvent vapor collection part of the single standard particle aerosol generator which concerns on one Embodiment of this invention. 4 to 6 are illustrated such that the upper side is the first heating unit 50 and the lower side is the second heating unit 70. The droplets inside the tube, the standard particles, the solvent vapor, and the condensed solvent are shown as in FIG.

図4を参照するに、溶媒蒸気捕集部160は、管体12を水冷の冷却器162により冷却するもので、管体外面12dに管体12を取り囲むように冷却管164が設けられる。冷却管164に冷却水を連通することで管体12を冷却し、管体内部のガスの気流に含まれる溶媒蒸気を管体内面に凝縮させる。これにより、気流中の溶媒蒸気の濃度を低減できる。   Referring to FIG. 4, the solvent vapor collection unit 160 cools the pipe body 12 with a water-cooled cooler 162, and a cooling pipe 164 is provided on the pipe outer surface 12 d so as to surround the pipe body 12. The cooling water is communicated with the cooling pipe 164 to cool the pipe body 12, and the solvent vapor contained in the gas stream inside the pipe body is condensed on the inner surface of the pipe body. Thereby, the density | concentration of the solvent vapor | steam in airflow can be reduced.

図5を参照するに、溶媒蒸気捕集部260は、管体内面12cの周方向沿って吸着剤262が設けられる。吸着剤は、管体内部のガスに含まれる溶媒蒸気を吸着して、気流中の溶媒蒸気の濃度を低減できる。吸着剤は、例えば、活性炭を用いることができる。   Referring to FIG. 5, the solvent vapor collector 260 is provided with an adsorbent 262 along the circumferential direction of the tube inner surface 12 c. The adsorbent can adsorb solvent vapor contained in the gas inside the tube and reduce the concentration of solvent vapor in the airflow. For example, activated carbon can be used as the adsorbent.

図6を参照するに、溶媒蒸気捕集部360は、管体12と、管体12と同軸の管体312との間に、管体内部にガスを導入する供給口312aとその下流に排出口312bとが設けられ、ガスが管体312の内面に沿って第1加熱部50からのエアロゾルと同じ方向に流れるように構成されている。エアロゾル中の溶媒蒸気は、導入されたガス中に拡散し、排出口312bからガスと共に排気される。これにより、エアロゾルに含まれる溶媒蒸気が排出され、溶媒蒸気の濃度を低減できる。なお、供給口312aに供給されるガスは、ガス供給部20から供給してもよく、別途、ガス供給部を設けてもよい。   Referring to FIG. 6, the solvent vapor collecting unit 360 includes a supply port 312a for introducing gas into the tube body 12 and a tube 312 coaxial with the tube body 12 and a downstream thereof. An outlet 312b is provided, and the gas flows along the inner surface of the tube body 312 in the same direction as the aerosol from the first heating unit 50. The solvent vapor in the aerosol diffuses into the introduced gas and is exhausted together with the gas from the outlet 312b. Thereby, the solvent vapor | steam contained in aerosol is discharged | emitted and the density | concentration of a solvent vapor | steam can be reduced. In addition, the gas supplied to the supply port 312a may be supplied from the gas supply part 20, and a gas supply part may be provided separately.

図3に戻り、冷却部80は、自然冷却により第2加熱部70からの標準粒子のエアロゾルを冷却してもよく、図4に示した水冷の冷却システムを用いてもよい。第2加熱部70で加熱された標準粒子のエアロゾルを冷却できる。   Returning to FIG. 3, the cooling unit 80 may cool the aerosol of standard particles from the second heating unit 70 by natural cooling, or may use the water-cooled cooling system shown in FIG. 4. The aerosol of standard particles heated by the second heating unit 70 can be cooled.

なお、インクジェットヘッド42のノズル42aの位置に、管体12の外部に、CCDカメラ95とストロボ96を設け、窓材18から液滴の吐出状態をモニターできるようにしてもよい。また、ノズル42aと第1加熱部50との間に、両極イオン発生源46を設けて、吐出された液滴を除電してもよい。   It should be noted that a CCD camera 95 and a strobe 96 may be provided outside the tube 12 at the position of the nozzle 42 a of the inkjet head 42 so that the droplet discharge state can be monitored from the window member 18. Further, a bipolar ion generation source 46 may be provided between the nozzle 42a and the first heating unit 50 to discharge the discharged droplets.

本実施形態によれば、標準粒子分散液は水よりも粘度の高い溶媒に標準粒子が分散されているので、インクジェットヘッド42のノズル42aに供給されて吐出されるまでの流路内において標準粒子が沈降あるいは浮上等することを妨げることができ、単一の標準粒子(単粒子の標準粒子)を含む液滴を吐出することが可能となる。これとともに、第1加熱部50で蒸発した気流中の溶媒の蒸気が溶媒蒸気捕集部60において冷却による凝縮、吸着剤による吸着、あるいは導入したガスへ溶媒蒸気の拡散により捕集されるので溶媒の蒸気の濃度が低下し、エアロゾルの標準粒子にその溶媒の蒸気が核凝縮等で付着することを抑制することが可能となる。さらに、第2加熱部70においてエアロゾルを加熱することで、標準粒子に付着した溶媒を蒸発させて除去して、標準粒子のエアロゾルを発生することが可能となる。   According to this embodiment, since the standard particles are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water, the standard particle dispersion liquid is supplied to the nozzle 42a of the inkjet head 42 and is discharged in the flow path until it is discharged. Can be prevented from settling or floating, and droplets containing single standard particles (single standard particles) can be ejected. At the same time, the solvent vapor in the air stream evaporated in the first heating unit 50 is collected in the solvent vapor collection unit 60 by condensation by cooling, adsorption by an adsorbent, or diffusion of the solvent vapor into the introduced gas. It is possible to suppress the vapor concentration of the solvent from adhering to the aerosol standard particles due to nuclear condensation or the like. Furthermore, by heating the aerosol in the second heating unit 70, it is possible to evaporate and remove the solvent adhering to the standard particles to generate an aerosol of standard particles.

図7は、本発明の一実施形態に係る標準粒子のエアロゾルの発生方法を示すフローチャートである。以下、図7を参照しつつ本発明の一実施形態に係る単一標準粒子エアロゾルの発生方法を説明する。   FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for generating an aerosol of standard particles according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for generating a single standard particle aerosol according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

最初に、標準粒子を水よりも粘度の高い溶媒に分散させて標準粒子分散液を作製し、液滴吐出部40に供給する(S102)。標準粒子および溶媒は上述したものを用いる。標準粒子を溶媒中で分散させる手法としては、例えば、びん振とう機や超音波槽が挙げられる。上述したように、2個の標準粒子を含む液滴が発生されることを抑制して、1個の標準粒子を溶媒に含む液滴と、標準粒子を含まない溶媒のみの液滴とが発生されるように、標準粒子分散液の標準粒子の数密度を設定する。   First, a standard particle dispersion is prepared by dispersing standard particles in a solvent having a viscosity higher than that of water, and is supplied to the droplet discharge unit 40 (S102). The standard particles and solvent described above are used. Examples of the method for dispersing the standard particles in a solvent include a bottle shaker and an ultrasonic bath. As described above, the generation of a droplet containing two standard particles is suppressed, and a droplet containing one standard particle in a solvent and a droplet containing only a solvent not containing a standard particle are generated. As described above, the number density of the standard particles of the standard particle dispersion is set.

次いで、インクジェットヘッド42に供給した標準粒子分散液を、PC92およびコントローラ94の制御等により、インクジェットヘッド42により気流中に吐出して液滴を発生し、液滴からなるエアロゾルを発生する(S104)。   Next, the standard particle dispersion supplied to the ink jet head 42 is ejected into the air stream by the ink jet head 42 under the control of the PC 92 and the controller 94, etc., to generate liquid droplets, and the aerosol composed of the liquid droplets is generated (S104). .

次いで、発生されたエアロゾルを加熱する(S106)。この加熱により、エアロゾルの液滴の溶媒が蒸発し、溶媒蒸気が発生する。   Next, the generated aerosol is heated (S106). This heating evaporates the solvent of the aerosol droplets and generates solvent vapor.

次いで、エアロゾル中の溶媒の蒸気を捕集する(S108)。捕集する手法は、図4〜図6に示した冷却による凝縮、吸着剤による吸着、あるいは導入したガスへ溶媒蒸気の拡散および排気を用いる。これによりガス中の溶媒蒸気の濃度を低下させる。   Next, the vapor of the solvent in the aerosol is collected (S108). The collection method uses condensation by cooling, adsorption by an adsorbent, or diffusion of solvent vapor to the introduced gas and exhaust as shown in FIGS. This reduces the concentration of solvent vapor in the gas.

次いで、ガス中の溶媒蒸気の濃度が低下されたエアロゾルを加熱する(S110)。これにより、標準粒子に付着した溶媒が蒸発し、微粒子を乾燥することができる。このステップにより、標準粒子のエアロゾルが発生可能である。   Next, the aerosol with the reduced concentration of solvent vapor in the gas is heated (S110). Thereby, the solvent adhering to the standard particles is evaporated, and the fine particles can be dried. This step can generate an aerosol of standard particles.

次いで、加熱された標準粒子のエアロゾルを冷却する(S112)。この冷却は自然冷却(放冷)でもよく、図4に示した水冷の冷却システムを用いてもよい。   Next, the aerosol of heated standard particles is cooled (S112). This cooling may be natural cooling (cooling) or the water cooling system shown in FIG.

本実施形態によれば、標準粒子を水よりも粘度の高い溶媒に分散させて標準粒子分散液が作製されており、標準粒子は溶媒に非溶解であるので、標準粒子分散液がインクジェットヘッド42のノズル42aまでの流路内において標準粒子が沈降あるいは浮上等することを妨げることができ、ノズル42aは単一の標準粒子(単粒子の標準粒子)を含む液滴を吐出することが可能となる。このようにして発生されたエアロゾルを加熱して溶媒が蒸発し、この溶媒蒸気が捕集されるのでガス中の溶媒蒸気の濃度が低下し、エアロゾルの標準粒子にその溶媒の蒸気が核凝縮等で付着することを抑制することが可能となる。さらに、エアロゾルを加熱することで、その標準粒子に付着した溶媒を蒸発させて除去して、標準粒子のエアロゾルを発生することが可能となる。   According to the present embodiment, the standard particle dispersion is prepared by dispersing the standard particles in a solvent having a viscosity higher than that of water, and the standard particles are not dissolved in the solvent. The standard particles can be prevented from settling or floating in the flow path to the nozzle 42a, and the nozzle 42a can discharge a droplet containing a single standard particle (single standard particle). Become. The aerosol generated in this way is heated to evaporate the solvent, and this solvent vapor is collected, so the concentration of the solvent vapor in the gas is reduced, and the solvent vapor is condensed into the aerosol standard particles. It becomes possible to suppress adhering with. Furthermore, by heating the aerosol, it is possible to evaporate and remove the solvent adhering to the standard particles, thereby generating an aerosol of standard particles.

[実施例]
実施例として、単一標準粒子エアロゾルの発生装置は図3に示す単一標準粒子エアロゾル発生器100を用い、独国microdrop社製MD-K-130のインクジェットヘッドで、孔径70μmのノズルから吐出した。第1および第2加熱部は、それぞれ130℃、150℃に設定し、溶媒蒸気捕集部は図4に示す水冷による冷却器により2℃に設定した。標準粒子は粒径7、10、15および20μmのJSR社製のポリスチレンラテックス(PSL)球、溶媒としてエチレングリコールを用い、PSL球をエチレングリコールに分散させた。25℃におけるエチレングリコールの粘度は17.6×10-3Pa・sである。PSL球の溶液中の溶液体積当たりの数密度は、5×104〜1.5×105個・mL-1に調製した。この発生装置により発生したエアロゾル中のPSL球の粒子発生頻度および粒径分布を空気力学スペクトロメータ(APS)(TSI社製モデル3321)により測定した。なお、粒子発生頻度は各粒径のPSL球が単位時間に検出された個数を1秒当たりの個数で表したものである。
[Example]
As an example, the single standard particle aerosol generator 100 uses a single standard particle aerosol generator 100 shown in FIG. 3 and is ejected from a nozzle having a pore diameter of 70 μm with an MD-K-130 inkjet head manufactured by microdrop. . The first and second heating sections were set to 130 ° C. and 150 ° C., respectively, and the solvent vapor collection section was set to 2 ° C. with a water-cooled cooler shown in FIG. Standard particles were polystyrene latex (PSL) spheres manufactured by JSR having particle sizes of 7, 10, 15 and 20 μm, ethylene glycol was used as a solvent, and PSL spheres were dispersed in ethylene glycol. The viscosity of ethylene glycol at 25 ° C. is 17.6 × 10 −3 Pa · s. The number density of PSL spheres per solution volume in the solution was adjusted to 5 × 10 4 to 1.5 × 10 5 pieces · mL −1 . The particle generation frequency and particle size distribution of PSL spheres in the aerosol generated by this generator were measured with an aerodynamic spectrometer (APS) (TSI model 3321). The particle generation frequency is the number of detected PSL spheres of each particle size per unit time expressed as the number per second.

[比較例]
比較例として、エアロゾル発生器は、図3に示す溶媒蒸気捕集部および第2加熱部を設けない単一標準粒子エアロゾル発生器を使用した。インクジェットヘッドおよびノズル径は実施例と同一である。第1加熱部は130℃に設定し、標準粒子は実施例と同一のものを使用し、溶媒として水(純水)を使用した。25℃における水の粘度は0.89×10-3Pa・sである。PSL球の溶液中の溶液体積当たりの数密度は、実施例と同様の数密度に設定した。この単一標準粒子エアロゾル発生器により発生したエアロゾル中のPSL球の粒子発生頻度および粒径分布を実施例と同一のAPSで測定した。
[Comparative example]
As a comparative example, the aerosol generator used was a single standard particle aerosol generator in which the solvent vapor collection section and the second heating section shown in FIG. 3 were not provided. The ink jet head and the nozzle diameter are the same as in the example. The first heating unit was set to 130 ° C., the standard particles used were the same as those in the example, and water (pure water) was used as the solvent. The viscosity of water at 25 ° C. is 0.89 × 10 −3 Pa · s. The number density per solution volume in the solution of PSL spheres was set to the same number density as in the examples. The particle generation frequency and particle size distribution of PSL spheres in the aerosol generated by this single standard particle aerosol generator were measured by the same APS as in the examples.

図8は、本発明に係る実施例および比較例のエアロゾル中のポリスチレンラテックス球の粒子発生頻度を示すグラフである。なお、グラフ中、黒三角形(▲)が実施例、白抜き四角形(□)が比較例を示す。   FIG. 8 is a graph showing the frequency of occurrence of polystyrene latex sphere particles in the aerosols of Examples and Comparative Examples according to the present invention. In the graph, black triangles (▲) indicate examples, and white squares (□) indicate comparative examples.

図8を参照するに、粒径7、10、15および20μmのいずれの場合も、実施例の方が比較例よりも長い時間に亘って連続してエアロゾルを発生することができることが分る。さらに、この現象はPSL球の粒径が大きいほど顕著であることが分る。なお、比較例の粒径20μmの場合はエアロゾル化されず適正に測定ができなかった。   Referring to FIG. 8, it can be seen that the aerosol can be continuously generated in the example over a longer time than the comparative example in any of the particle sizes of 7, 10, 15 and 20 μm. Furthermore, it can be seen that this phenomenon becomes more prominent as the particle size of the PSL sphere increases. In the case of the comparative example having a particle size of 20 μm, it was not aerosolized and could not be measured properly.

図9は、本発明に係る実施例のエアロゾルのポリスチレンラテックス球の粒径分布を示すグラフである。図9は、グラフ中に数値で示した各粒径のPSL球の分散液を用いた場合に対して、実施例の発生装置によって発生されたエアロゾル中のPSL球の粒径分布を示すものである。   FIG. 9 is a graph showing the particle size distribution of aerosol polystyrene latex spheres according to examples of the present invention. FIG. 9 shows the particle size distribution of the PSL spheres in the aerosol generated by the generator according to the example with respect to the case where the dispersions of the PSL spheres having the respective particle sizes indicated in the graph are used. is there.

図9を参照するに、各粒径のPSL球は、実施例の単一標準粒子エアロゾル発生器により、一つの標準粒子、つまり、単粒子化されたPSL球がエアロゾル化されていることが分る。   Referring to FIG. 9, PSL spheres of each particle size are analyzed by the single standard particle aerosol generator of the example, and one standard particle, that is, a monoparticulated PSL sphere is aerosolized. The

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. Is possible.

また、上述した標準粒子エアロゾル発生器は、粒径が既知のPSL球等の試験用粒子を用いることで光散乱式気中パーティクルカウンタ(OPC)や凝縮粒子カウンタ(CPC)等のエアロゾル測定機器の校正が可能であり、上述した標準粒子エアロゾル発生器とエアロゾル測定機器と組み合わせたシステムを構成することも可能であることはいうまでもない。また、本明細書では、標準粒子をエアロゾル化する装置および方法について述べたが、この装置および方法は、標準粒子以外の、粒径が既知でない微粒子をエアロゾル化することも可能であることは言うまでもない。   In addition, the standard particle aerosol generator described above uses a test particle such as a PSL sphere with a known particle size, so that an aerosol measuring instrument such as a light scattering air particle counter (OPC) or a condensed particle counter (CPC) can be used. It is needless to say that calibration is possible and a system combining the above-described standard particle aerosol generator and aerosol measuring device can be configured. In this specification, an apparatus and method for aerosolizing standard particles have been described. Needless to say, this apparatus and method can also aerosolize fine particles other than the standard particles whose particle sizes are not known. Yes.

なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
(付記1) 単一の標準粒子のエアロゾルを発生可能な装置であって、
水よりも粘度の高い溶媒に該溶媒に非溶解の前記標準粒子を分散させた溶液を管体内の気流中に連続的に液滴を吐出してエアロゾルを発生する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部の下流に設けられ、前記エアロゾルを加熱して前記溶媒を蒸発させる第1の加熱部と、
前記第1の加熱部の下流に設けられ、前記エアロゾル中の前記溶媒の蒸気を捕集する溶媒蒸気捕集部と、
前記溶媒蒸気捕集部の下流に設けられ、前記エアロゾルを加熱して前記標準粒子のエアロゾルを発生する第2の加熱部と、
を備える、前記装置。
(付記2) 前記液滴吐出部は、前記溶液を吐出するノズルを有し、
前記ノズルに前記溶液を貯溜するとともに、該ノズルが該貯溜された溶液の一部を分離して液滴を繰り返し吐出する、付記1記載の装置。
(付記3) 前記溶媒蒸気捕集部は、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を冷却して管壁に凝縮させる、付記1または2記載の装置。
(付記4) 前記溶媒蒸気捕集部は、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を吸着剤により捕集してなる、付記1または2記載の装置。
(付記5) 前記溶媒蒸気捕集部は、前記管体にガスを導入する供給口とその下流に排出口とを該ガスが管壁内面に沿って前記エアロゾルと同じ方向に流れるように設け、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を該ガス中に拡散させ該排出口より排気する、付記1または2記載の装置。
(付記6) 前記溶液を収容可能な溶液貯蔵部をさらに備え、
前記溶液は、溶媒体積当たりの標準粒子の個数濃度が、5×104〜1.5×105個・mL-1に調製されてなる、付記1〜5のうちいずれか一項記載の装置。
(付記7) 前記標準粒子の平均粒径が2μm〜20μmである、付記1〜6のうちいずれか一項記載の装置。
(付記8) 前記標準粒子は、ポリスチレンラテックス球、シリカ球およびガラスビーズの群のうち少なくとも一つの標準粒径標準粒子から選択される、付記1〜7のうちいずれか一項記載の装置。
(付記9) 前記溶媒は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、フタル酸ジブチル、オレイン酸、リノール酸、フタル酸ジオクチル、ジプロピレングリコールおよびメチルジエタノールアミンからなる群から選択された少なくとも一つである、付記1〜8のうちいずれか一項記載の装置。
(付記10) 前記溶媒の25℃における粘度が、17〜81×10-3Pa・sである、付記1〜8のうちいずれか一項記載の装置。
(付記11) 前記管体は重力方向に沿って設けられ、該管体に、高い方から、前記液滴吐出部、前記第1の加熱部、前記溶媒蒸気捕集部および前記第2の加熱部がこの順で配置される、付記1〜10のうちいずれか一項記載の装置。
(付記12) 単一の標準粒子のエアロゾルを発生可能な方法であって、
水よりも粘度の高い溶媒に該溶媒に非溶解の前記標準粒子を分散させた溶液を液滴吐出部に供給して、該液滴吐出部が管体内の気流中に連続的に液滴を吐出してエアロゾルを発生するステップと、
前記発生されたエアロゾルを加熱して前記溶媒を蒸発させるステップと、
前記溶媒が蒸発されたエアロゾル中の前記溶媒の蒸気を捕集するステップと、
前記溶媒の蒸気が捕集された前記エアロゾルを加熱して前記単一の標準粒子のエアロゾルを発生するステップと、
を含む、前記方法。
(付記13) 前記液滴を吐出するステップは、前記溶液をノズルに貯溜するとともに、該ノズルが該貯溜された溶液の一部を分離して液滴を繰り返し吐出する、付記12記載の方法。
(付記14) 前記溶媒の蒸気を捕集するステップは、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を冷却して管壁に凝縮させる、付記12または13記載の方法。
(付記15) 前記溶媒の蒸気を捕集するステップは、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を吸着剤により捕集してなる、付記12または13記載の方法。
(付記16) 前記溶媒の蒸気を捕集するステップは、前記管体にガスを導入する供給口とその下流に排出口とを該ガスが管壁内面に沿って前記エアロゾルと同じ方向に流れるように設け、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を該ガス中に拡散させ該排出口より排気する、付記12または13記載の方法。
(付記17) 前記溶液を収容可能な溶液貯蔵部をさらに備え、
前記溶液は、溶媒体積当たりの標準粒子の個数濃度が、5×104〜1.5×105個・mL-1に調製されてなる、付記12〜16のうちいずれか一項記載の方法。
(付記18) 前記標準粒子の平均粒径が2μm〜20μmである、付記12〜17のうちいずれか一項記載の方法。
(付記19) 前記標準粒子は、ポリスチレンラテックス球、シリカ球およびガラスビーズの群のうち少なくとも一つの標準粒径標準粒子から選択される、付記12〜18のうちいずれか一項記載の方法。
(付記20) 前記溶媒は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、フタル酸ジブチル、オレイン酸、リノール酸、フタル酸ジオクチル、ジプロピレングリコールおよびメチルジエタノールアミンからなる群から選択された少なくとも一つである、付記12〜19のうちいずれか一項記載の方法。
(付記21) 前記溶媒の25℃における粘度が、17〜81×10-3Pa・sである、付記12〜20のうちいずれか一項記載の方法。
(付記22) 微粒子のエアロゾルを発生する装置であって、
水よりも粘度の高い溶媒に該溶媒に非溶解の前記微粒子を分散させた溶液を管体内の気流中に連続的に液滴を吐出してエアロゾルを発生する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部の下流に設けられ、前記エアロゾルを加熱して前記溶媒を蒸発させる第1の加熱部と、
前記第1の加熱部の下流に設けられ、前記エアロゾル中の前記溶媒の蒸気を捕集する溶媒蒸気捕集部と、
前記溶媒蒸気捕集部の下流に設けられ、前記エアロゾルを加熱して前記微粒子のエアロゾルを発生する第2の加熱部と、
を備える、前記装置。
(付記23) 微粒子のエアロゾルを発生する方法であって、
水よりも粘度の高い溶媒に該溶媒に非溶解の前記微粒子を分散させた溶液を液滴吐出部に供給して、該液滴吐出部が管体内の気流中に連続的に液滴を吐出してエアロゾルを発生するステップと、
前記発生されたエアロゾルを加熱して前記溶媒を蒸発させるステップと、
前記溶媒が蒸発されたエアロゾル中の前記溶媒の蒸気を捕集するステップと、
前記溶媒の蒸気が捕集された前記エアロゾルを加熱して前記微粒子のエアロゾルを発生するステップと、
を含む、前記方法。
In addition, the following additional notes are disclosed regarding the above description.
(Appendix 1) A device capable of generating an aerosol of a single standard particle,
A droplet discharge unit that generates aerosol by continuously discharging droplets of a solution in which the standard particles insoluble in the solvent are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water into an air flow in a tube;
A first heating unit provided downstream of the droplet discharge unit to heat the aerosol and evaporate the solvent;
A solvent vapor collection unit that is provided downstream of the first heating unit and collects the vapor of the solvent in the aerosol;
A second heating unit that is provided downstream of the solvent vapor collection unit and generates the aerosol of the standard particles by heating the aerosol;
Comprising the apparatus.
(Additional remark 2) The said droplet discharge part has a nozzle which discharges the said solution,
The apparatus according to claim 1, wherein the solution is stored in the nozzle, and the nozzle separates a part of the stored solution and repeatedly discharges droplets.
(Additional remark 3) The said solvent vapor | steam collection part is an apparatus of Additional remark 1 or 2 which cools the vapor | steam of the solvent in the said aerosol, and condenses it on a tube wall.
(Additional remark 4) The said solvent vapor | steam collection part is an apparatus of Additional remark 1 or 2 formed by collecting the vapor | steam of the solvent in the said aerosol with adsorption agent.
(Supplementary Note 5) The solvent vapor collection unit is provided with a supply port for introducing gas into the tube body and a discharge port downstream thereof so that the gas flows along the inner surface of the tube wall in the same direction as the aerosol, The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the vapor of the solvent in the aerosol is diffused into the gas and exhausted from the outlet.
(Additional remark 6) It further has a solution storage part which can store the above-mentioned solution,
The apparatus according to any one of appendices 1 to 5 , wherein the solution is prepared such that the number concentration of standard particles per solvent volume is 5 × 10 4 to 1.5 × 10 5 particles · mL −1. .
(Appendix 7) The apparatus according to any one of appendices 1 to 6, wherein the average particle diameter of the standard particles is 2 μm to 20 μm.
(Supplementary note 8) The apparatus according to any one of supplementary notes 1 to 7, wherein the standard particles are selected from standard particles having at least one standard particle size selected from the group consisting of polystyrene latex spheres, silica spheres, and glass beads.
(Supplementary Note 9) The solvent is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dibutyl phthalate, oleic acid, linoleic acid, dioctyl phthalate, dipropylene glycol, and methyldiethanolamine. The apparatus according to any one of appendices 1 to 8.
(Supplementary note 10) The apparatus according to any one of supplementary notes 1 to 8, wherein the viscosity of the solvent at 25 ° C is 17 to 81 x 10 -3 Pa · s.
(Additional remark 11) The said pipe body is provided along the gravity direction, and the said droplet discharge part, the said 1st heating part, the said solvent vapor collection part, and the said 2nd heating are provided in this pipe body from the high side. The device according to any one of supplementary notes 1 to 10, wherein the parts are arranged in this order.
(Appendix 12) A method capable of generating an aerosol of a single standard particle,
A solution in which the standard particles insoluble in the solvent are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water is supplied to the droplet discharge unit, and the droplet discharge unit continuously drops droplets into the airflow in the tube. Discharging to generate aerosol;
Heating the generated aerosol to evaporate the solvent;
Collecting vapor of the solvent in an aerosol from which the solvent has been evaporated;
Heating the aerosol from which the solvent vapor has been collected to generate an aerosol of the single standard particle;
Said method.
(Supplementary note 13) The method according to supplementary note 12, wherein the step of discharging the liquid droplets stores the solution in a nozzle, and the nozzle separates a part of the stored solution and repeatedly discharges the liquid droplets.
(Supplementary note 14) The method according to Supplementary note 12 or 13, wherein the step of collecting the vapor of the solvent cools the vapor of the solvent in the aerosol and condenses it on a tube wall.
(Supplementary note 15) The method according to Supplementary note 12 or 13, wherein the step of collecting the vapor of the solvent comprises collecting the vapor of the solvent in the aerosol with an adsorbent.
(Supplementary Note 16) In the step of collecting the vapor of the solvent, the gas flows in the same direction as the aerosol along the inner surface of the tube wall through the supply port for introducing the gas into the tube body and the discharge port downstream thereof. 14. The method according to appendix 12 or 13, wherein the vapor of the solvent in the aerosol is diffused into the gas and exhausted from the outlet.
(Additional remark 17) It further has a solution storage part which can store the solution,
The method according to any one of appendices 12 to 16, wherein the solution is prepared such that the number concentration of standard particles per solvent volume is 5 × 10 4 to 1.5 × 10 5 particles · mL −1. .
(Additional remark 18) The method as described in any one of additional marks 12-17 whose average particle diameter of the said standard particle is 2 micrometers-20 micrometers.
(Supplementary note 19) The method according to any one of Supplementary notes 12 to 18, wherein the standard particles are selected from standard particles having at least one standard particle size selected from the group of polystyrene latex spheres, silica spheres, and glass beads.
(Supplementary note 20) The solvent is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dibutyl phthalate, oleic acid, linoleic acid, dioctyl phthalate, dipropylene glycol, and methyldiethanolamine. The method according to any one of appendices 12 to 19.
(Supplementary note 21) The method according to any one of Supplementary notes 12 to 20, wherein the viscosity of the solvent at 25 ° C is 17 to 81 × 10 -3 Pa · s.
(Appendix 22) A device for generating aerosol of fine particles,
A liquid droplet ejection part that continuously ejects liquid droplets in a gas stream in a tube having a solution in which the fine particles insoluble in the solvent are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water to generate aerosol;
A first heating unit provided downstream of the droplet discharge unit to heat the aerosol and evaporate the solvent;
A solvent vapor collection unit that is provided downstream of the first heating unit and collects the vapor of the solvent in the aerosol;
A second heating unit that is provided downstream of the solvent vapor collection unit and generates aerosol of the fine particles by heating the aerosol;
Comprising the apparatus.
(Supplementary note 23) A method of generating aerosol of fine particles,
A solution in which the fine particles insoluble in the solvent are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water is supplied to the droplet discharge unit, and the droplet discharge unit continuously discharges droplets into the airflow in the tube. And generating aerosol,
Heating the generated aerosol to evaporate the solvent;
Collecting vapor of the solvent in an aerosol from which the solvent has been evaporated;
Heating the aerosol in which the vapor of the solvent is collected to generate the particulate aerosol;
Said method.

10 装置本体
30 溶液供給部
40 液滴吐出部
42 インクジェットヘッド
50 第1加熱部
52、72 ヒータ
60、160、260、360 溶媒蒸気捕集部
70 第2加熱部
100 単一標準粒子エアロゾル発生器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Apparatus main body 30 Solution supply part 40 Droplet discharge part 42 Inkjet head 50 1st heating part 52, 72 Heater 60, 160, 260, 360 Solvent vapor collection part 70 2nd heating part 100 Single standard particle aerosol generator

Claims (14)

単一の標準粒子のエアロゾルを発生可能な装置であって、
水よりも粘度の高い溶媒に該溶媒に非溶解の前記標準粒子を分散させた溶液を管体内の気流中に連続的に液滴を吐出してエアロゾルを発生する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部の下流に設けられ、前記エアロゾルを加熱して前記溶媒を蒸発させる第1の加熱部と、
前記第1の加熱部の下流に設けられ、前記エアロゾル中の前記溶媒の蒸気を捕集する溶媒蒸気捕集部と、
前記溶媒蒸気捕集部の下流に設けられ、前記エアロゾルを加熱して前記標準粒子のエアロゾルを発生する第2の加熱部と、
を備える、前記装置。
A device capable of generating a single standard particle aerosol,
A droplet discharge unit that generates aerosol by continuously discharging droplets of a solution in which the standard particles insoluble in the solvent are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water into an air flow in a tube;
A first heating unit provided downstream of the droplet discharge unit to heat the aerosol and evaporate the solvent;
A solvent vapor collection unit that is provided downstream of the first heating unit and collects the vapor of the solvent in the aerosol;
A second heating unit that is provided downstream of the solvent vapor collection unit and generates the aerosol of the standard particles by heating the aerosol;
Comprising the apparatus.
前記溶媒蒸気捕集部は、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を冷却して管壁に凝縮させる、請求項1記載の装置。   The apparatus according to claim 1, wherein the solvent vapor collecting unit cools and condenses the vapor of the solvent in the aerosol on the tube wall. 前記溶媒蒸気捕集部は、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を吸着剤により捕集してなる、請求項1記載の装置。   The apparatus according to claim 1, wherein the solvent vapor collecting unit collects the vapor of the solvent in the aerosol with an adsorbent. 前記溶媒蒸気捕集部は、前記管体にガスを導入する供給口とその下流に排出口とを該ガスが管壁内面に沿って前記エアロゾルと同じ方向に流れるように設け、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を該ガス中に拡散させ該排出口より排気する、請求項1記載の装置。   The solvent vapor collection unit is provided with a supply port for introducing gas into the tube body and a discharge port downstream thereof so that the gas flows along the inner surface of the tube wall in the same direction as the aerosol. The apparatus according to claim 1, wherein solvent vapor is diffused into the gas and exhausted from the outlet. 前記標準粒子の平均粒径が2μm〜20μmである、請求項1〜4のうちいずれか一項記載の装置。   The apparatus as described in any one of Claims 1-4 whose average particle diameters of the said standard particle are 2 micrometers-20 micrometers. 前記標準粒子は、ポリスチレンラテックス球、シリカ球およびガラスビーズの群のうち少なくとも一つの標準粒径標準粒子から選択される、請求項1〜5のうちいずれか一項記載の装置。   6. The apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the standard particles are selected from at least one standard particle size standard particle from the group of polystyrene latex spheres, silica spheres and glass beads. 前記溶媒は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、フタル酸ジブチル、オレイン酸、リノール酸、フタル酸ジオクチル、ジプロピレングリコールおよびメチルジエタノールアミンからなる群から選択された少なくとも一つである、請求項1〜6のうちいずれか一項記載の装置。   The solvent is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dibutyl phthalate, oleic acid, linoleic acid, dioctyl phthalate, dipropylene glycol, and methyldiethanolamine. The apparatus according to any one of 6. 単一の標準粒子のエアロゾルを発生可能な方法であって、
水よりも粘度の高い溶媒に該溶媒に非溶解の前記標準粒子を分散させた溶液を液滴吐出部に供給して、該液滴吐出部が管体内の気流中に連続的に液滴を吐出してエアロゾルを発生するステップと、
前記発生されたエアロゾルを加熱して前記溶媒を蒸発させるステップと、
前記溶媒が蒸発されたエアロゾル中の前記溶媒の蒸気を捕集するステップと、
前記溶媒の蒸気が捕集された前記エアロゾルを加熱して前記単一の標準粒子のエアロゾルを発生するステップと、
を含む、前記方法。
A method capable of generating a single standard particle aerosol,
A solution in which the standard particles insoluble in the solvent are dispersed in a solvent having a viscosity higher than that of water is supplied to the droplet discharge unit, and the droplet discharge unit continuously drops droplets into the airflow in the tube. Discharging to generate aerosol;
Heating the generated aerosol to evaporate the solvent;
Collecting vapor of the solvent in an aerosol from which the solvent has been evaporated;
Heating the aerosol from which the solvent vapor has been collected to generate an aerosol of the single standard particle;
Said method.
前記溶媒の蒸気を捕集するステップは、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を冷却して管壁に凝縮させる、請求項8記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein the step of collecting the solvent vapor cools the solvent vapor in the aerosol and condenses it on the tube wall. 前記溶媒の蒸気を捕集するステップは、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を吸着剤により捕集してなる、請求項8記載の方法。   9. The method according to claim 8, wherein the step of collecting the solvent vapor comprises collecting the solvent vapor in the aerosol by an adsorbent. 前記溶媒の蒸気を捕集するステップは、前記管体にガスを導入する供給口とその下流に排出口とを該ガスが管壁内面に沿って前記エアロゾルと同じ方向に流れるように設け、前記エアロゾル中の溶媒の蒸気を該ガス中に拡散させ該排出口より排気する、請求項8記載の方法。   The step of collecting the vapor of the solvent includes a supply port for introducing gas into the tube body and a discharge port downstream thereof so that the gas flows along the inner surface of the tube wall in the same direction as the aerosol, The method according to claim 8, wherein the vapor of the solvent in the aerosol is diffused into the gas and exhausted from the outlet. 前記標準粒子の平均粒径が2μm〜20μmである、請求項8〜11のうちいずれか一項記載の方法。   The method according to claim 8, wherein the standard particles have an average particle diameter of 2 μm to 20 μm. 前記標準粒子は、ポリスチレンラテックス球、シリカ球およびガラスビーズの群のうち少なくとも一つの標準粒径標準粒子から選択される、請求項8〜12のうちいずれか一項記載の方法。   13. A method according to any one of claims 8 to 12, wherein the standard particles are selected from at least one standard particle size standard particle from the group of polystyrene latex spheres, silica spheres and glass beads. 前記溶媒は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、フタル酸ジブチル、オレイン酸、リノール酸、フタル酸ジオクチル、ジプロピレングリコールおよびメチルジエタノールアミンからなる群から選択された少なくとも一つである、請求項8〜13のうちいずれか一項記載の方法。   The solvent is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dibutyl phthalate, oleic acid, linoleic acid, dioctyl phthalate, dipropylene glycol, and methyldiethanolamine. 14. The method according to any one of 13.
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