JP3529685B2 - 液滴生成装置 - Google Patents
液滴生成装置Info
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Description
ったポリマービーズを得るために利用される液滴生成装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】連続相状態の液体を貯留する容器と、こ
の容器の内部に配置される噴出孔を有する多孔部材と、
この多孔部材に液滴化対象液を供給する手段と、その噴
出孔から噴出される液滴化対象液を振動させる手段とを
備え、その噴出される液滴化対象液を振動数に応じて分
散させて液滴とする液滴生成装置が従来より提案されて
いる（特公平１‐２８７６１号公報参照）。 【０００３】上記のような液滴生成装置は、例えばモノ
マーの液滴を重合させて粒径の揃ったポリマービーズを
得るのに利用されるが、工業的に利用するためには、多
孔部材に形成する噴出孔の数を多くする必要がある。そ
こで、図５に示すように多数の噴出孔１０１が均等に配
列された多孔部材１０２が用いられていた。 【０００４】しかし、多数の噴出孔１０１を均等に配列
すると粒径の揃った液滴を生成することが困難になる。
すなわち、図４に示すように、連続相状態の液体１０３
を貯留する容器１０４の内部に多数の噴出孔１０１が均
等配列された多孔部材１０２を配置し、その多孔部材１
０２に液滴化対象液を供給して噴出孔１０１から噴出さ
せると共に、その噴出液を振動させて液滴１０５を生成
した場合、その液滴１０５は連続相状態の液体１０３を
同伴して上昇する。そのため、連続相状態の液体１０３
が図中矢印で示すように液滴１０５の上昇流の中心に向
かって流れ、液滴１０５の上昇流に縮流部１０５′が生
じる。その縮流部１０５′において液滴１０５が互いに
衝突して合一あるいは分裂するため、液滴１０５のサイ
ズが不均一になってしまう。 【０００５】このような問題を解決するため、多孔部材
に形成される多数の噴出孔を環状領域に配列することで
液滴の上昇流の縮流を低減して液滴のサイズの均一化を
図ることが提案されている（特開平３‐２４９９３１号
公報参照）。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】多孔部材に形成する噴
出孔を環状領域に配列することで、液滴の上昇流の中心
部に連続相状態の液体が存在することになり、連続相状
態の液体が上昇流の中心部に向かう流れが弱くなり、あ
る程度の液滴のサイズの均一化を図ることができる。 【０００７】しかし、上記従来技術では噴出孔は環状領
域の全域に亘って配列されるものであるため、噴出孔の
配列ピッチを小さくしたような場合、液滴の上昇流の縮
流により周方向に隣接する液滴同士の衝突が生じて液滴
のサイズが不均一になってしまう。 【０００８】本発明は上記従来技術の課題を解決するこ
とのできる液滴生成装置を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、連続相状態の液体を貯留する容器と、この容器の
内部に配置される多数の噴出孔を有する多孔部材と、こ
の多孔部材に下方から液滴化対象液を供給する手段と、
その噴出孔から上方に噴出される液滴化対象液を液滴と
するように振動させる手段とを備え、その多孔部材の上
方に前記連続相状態の液体が位置され、その液滴は前記
連続相状態の液体中を上昇する上昇流とされる液滴生成
装置において、前記多数の噴出孔が、前記多孔部材に周
方向に間隔をおいて噴出孔の配列されない複数の空域が
設けられるように放射状領域に配列されている点にあ
る。 【００１０】 【作用】本発明の構成によれば、噴出孔は放射状領域に
配列されるので、多孔部材には周方向に間隔をおいて噴
出孔の配列されない複数の空域が設けられる。これによ
り、液滴の上昇流の周方向間に液滴の存在しない領域が
生じ、この液滴の存在しない領域は連続相状態の液体が
上昇流の中心に向かう通路になるので、液滴の上昇流の
縮流を小さくできる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。 【００１２】図３に示す液滴生成装置１は、連続相状態
の液体２を貯留する容器３と、この容器３の内部に配置
されるプレート状の多孔部材４を備えている。図１に示
すように、その多孔部材４の放射状領域に多数の噴出孔
５が配列されている。また、本実施形態では多孔部材４
の中心部に噴出孔５が配列されない空域６が設けられて
いる。その多孔部材４の下方にハウジング７が設けら
れ、そのハウジング７に、液滴化対象液を貯留するタン
ク８が配管９とポンプ１０を介し接続されている。これ
により、多孔部材４に供給された液滴化対象液は噴出孔
５から連続相状態の液体２中に噴出される。その噴出液
を振動させる圧電振動子１１がハウジング７の内部に設
けられている。 【００１３】上記噴出孔５から噴出される液滴化対象液
を振動子１１の振動数に応じて分散させて均一な液滴群
を生成するには、生成しようとする液滴径、連続相状態
の液体２の物性あるいは液滴化対象液の物性等に応じ、
噴出孔５の径や配列ピッチ、液滴化対象液の噴出速度や
振動数を試行錯誤的に定める必要がある。 【００１４】その噴出孔５の径は、連続相状態の液体２
や液滴化対象液の物性、振動の条件を含む種々の因子の
影響を受けるが、主として生成しようとする液滴のサイ
ズにより決定される。一般に生成しようとする液滴のサ
イズは２０〜１００００μｍであり、噴出孔５の径は１
０〜５０００μｍとされる。 【００１５】噴出孔５から噴出される液滴化対象液の流
れは、均一な液滴群を得るためには層流にする必要があ
る。そのため、液滴化対象液の密度をρ、噴出速度を
ｕ、オリフィス孔の径をＤ、液滴化対象液の粘度をμと
した場合に、Ｒｅ＝Ｄ・ｕ・ρ／μで表されるレイノル
ズ数の大きさは、１０〜２０００好ましくは１５〜１０
００、特に好ましくは２０〜３００の範囲とするのが好
ましい。レイノルズ数が１０より小さいと流量が小さく
生産効率が低く、２０００を超えると乱流領域になるた
め均一な液滴群が生成されないからである。 【００１６】噴出孔５から噴出する液滴化対象液を振動
させる手段は、その噴出流を均一な液滴群に分散させる
ことができる振動特性を有するものであればよく、その
振動数は一般に１０〜５００００Ｈｚが好ましい。具体
的な振動手段としては、機械的振動子、電音響的振動
子、水音響的振動子、電磁的振動子、磁気抵抗的トラン
スジューサー等を用いることができ、これら振動子を多
孔部材に接続して多孔部材を振動させるようにしてもよ
いし、図３に示したように液滴化対象液を振動させるよ
うにしてもよい。 【００１７】各噴出孔５の配列ピッチＰは孔径の１５倍
以上が好ましい。また、放射状に配列される噴出孔５の
列数は任意に設定できるが、３〜５０列とすることがで
きる。なお、多孔部材４の中心部に設ける空域６は必須
ではないが、配列ピッチＰが小さい場合は設ける方が好
ましい。 【００１８】上記液滴生成装置１において、容器３に連
続相状態の液体２として１ｗｔ％のＰＶＡ溶液を貯留
し、液滴化対象液としてモノマー溶液を多孔部材４に供
給して噴出孔５から１孔あたり１．２ｇ／ｍｉｎの流量
で噴出させ、その噴出流に振動子１１により１１００Ｈ
ｚの正弦波振動を与えた。そのモノマー溶液として、ラ
ウロイルアクリレート／酢酸ビニル／ジビニルベンゼン
／ラウロイルパーオキサイド＝８０／１０／９／１のも
のを用いた。また、噴出孔５の径は８０μｍ、配列ピッ
チＰは１．５ｍｍとし、図１に示すように多孔部材４の
放射状領域に９６孔設け、前述のように多孔部材４の中
心部に設ける空域６を設けた。 【００１９】これにより、図２に示すように非常に均一
な単分散液滴１２が生成された。すなわち、その液滴１
２の上昇流は周囲のＰＶＡ溶液２を伴って上昇するが、
その液滴の上昇流の周方向間に液滴１２の存在しない領
域が生じる。この液滴の存在しない領域はＰＶＡ溶液２
が上昇流の中心に向かう通路になるので、液滴１２の上
昇流に生じる縮流が小さくなり、液滴１２相互の衝突が
防止される。これにより得られた液滴を常法により重合
させた結果、直径約３００μｍの均一な径のポリマービ
ーズが得られた。 【００２０】 【発明の効果】本発明による液滴生成装置によれば、多
孔部材の放射状領域に噴出孔を配列するという簡単な構
成で液滴の均一化を図ることができる。
材の平面図 【図２】本発明の実施形態に係る液滴生成装置の作用説
明図 【図３】本発明の実施形態に係る液滴生成装置の構成説
明図 【図４】従来例に係る液滴生成装置の作用説明図 【図５】従来例に係る液滴生成装置の多孔部材の平面図 【符号の説明】 １ 液滴生成装置 ２ 連続相状態の液体 ３ 容器 ４ 多孔部材 ５ 噴出孔 １０ ポンプ １１ 圧電振動子
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】連続相状態の液体を貯留する容器と、この
容器の内部に配置される多数の噴出孔を有する多孔部材
と、この多孔部材に下方から液滴化対象液を供給する手
段と、その噴出孔から上方に噴出される液滴化対象液を
液滴とするように振動させる手段とを備え、その多孔部
材の上方に前記連続相状態の液体が位置され、その液滴
は前記連続相状態の液体中を上昇する上昇流とされる液
滴生成装置において、前記多数の噴出孔が、前記多孔部
材に周方向に間隔をおいて噴出孔の配列されない複数の
空域が設けられるように放射状領域に配列されているこ
とを特徴とする液滴生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34207399A JP3529685B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 液滴生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34207399A JP3529685B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 液滴生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001149765A JP2001149765A (ja) | 2001-06-05 |
| JP3529685B2 true JP3529685B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=18350960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34207399A Expired - Fee Related JP3529685B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 液滴生成装置 |
Country Status (1)
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| JP5270033B1 (ja) * | 2012-10-18 | 2013-08-21 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 散気用弾性材及び該散気用弾性材を備えた散気体 |
-
1999
- 1999-12-01 JP JP34207399A patent/JP3529685B2/ja not_active Expired - Fee Related
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