JP5045874B2 - マイクロスフィアの製造装置 - Google Patents
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更に分散相粒子の形状を円盤状などの非球形とするには、分散相および連続相の粘度、表面張力或いは添加する界面活性剤等を適切に選定する。因みに分散相および連続相の粘度が近似すると分散相は形状を維持しやすい。
(実施例1:エマルションの製造)
図1及び図2に示した基板を使用し、分散相として大豆油を使用し、連続相として1.0 wt%ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(Tween20)水溶液を使用し、連続相の流速を0mm/sとしてエマルションの製造を試みた。
マイクロチャネルのサイズを高さ5.0μm、幅32.2μm、長さ199μmで突状の高さを4.8μmとした場合、分散相の駆動圧力が3.6kPaになった時に図12(a)に示すように均一なサイズの円盤状の微小液滴が生成され、平均円盤径は24.5μmで前記微小液滴の高さは9.8μmであった。
また、マイクロチャネルのサイズを高さ1.9μm、幅10.2μm、長さ39.8μmで突状の高さを2.7μmとした場合、分散相の駆動圧力が7.2kPaになった時に図12(b)に示すように均一な数ミクロンのサイズの円盤状の微小液滴が生成され、平均円盤径は9.0μmで前記微小液滴の高さは4.6μmであった。
図1及び図2に示した基板を使用し、シリコーンオイル(粘度4.6、48、485mPas)を使用し、連続相として1.0 wt%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)水溶液を使用し、分散相の駆動圧力を3.2、4.2、6.7kPa、連続相の流速を0mm/sとしてエマルションの製造を試みた。本実施例におけるマイクロチャネルのサイズは高さ5.0μm、幅32.2μm、長さ199μmで突状の高さは4.8μmであった。
図13に示すように、分散相粘度により円盤状の微小液滴(高さ9.8μm)のサイズを調整可能であった。分散相粘度4.6mPasのシリコーンオイルを用いて生成された前記微小液滴のサイズが一番大きく、分散相粘度が大きくなるに従って前記微小液滴のサイズは小さくなった。
図1及び図2に示した基板を使用し、分散相として大豆油を使用し、連続相として1.0 wt%SDS水溶液を使用し、分散相の駆動圧力を5.2kPa、連続相の流速を7.1mm/sとしてエマルションの製造を試みた。本実施例におけるマイクロチャネルのサイズは高さ3.8μm、幅4.9μm、長さ200μm、テラスのサイズは高さ3.8μm、長さ23.5μm、突状の高さは4.0μmであった。
図14に示すように、マイクロチャネルを通過した分散相がテラス状で円盤状に広がりながらテラス出口に到達した後、連続相中へ均一なサイズの円盤状の微小液滴として生成され、平均円盤径は14.5μm、前記微小液滴の高さは7.8μmであった。
図6及び図7に示した基板を使用し、分散相として大豆油を使用し、連続相として1.0 wt%SDS水溶液を使用し、分散相の駆動圧力を5.1kPa、連続相の流速を7.1mm/sとしてエマルションの製造ならびにエマルション中の微小液滴の変形を試みた。本実施例における微小液滴の生成に関するマイクロチャネルのサイズは高さ3.8μm、幅4.9μm、長さ200μm、テラスのサイズは高さ3.8μm、長さ23.5μm、突状の高さは4.0μmであり、連続相の流路に形成したマイクロチャネルのサイズは高さ7.8μm、幅8.0μm、長さ20mmであった。
図15(a)に示すように、液滴生成用の前記マイクロチャネルを介して製造された円盤状の微小液滴が、図15(b)に示すように液滴変形用の前記マイクロチャネルに進入すると均一なサイズの棒状または糸状の微小液滴へと変形し、平均長さは24.1μm、幅は8.0μm、前記微小液滴の高さは7.8μmであった。
図9及び図10に示した装置を使用し、分散相としてトリパルミチン(融点58℃)を使用し、連続相として1.0 wt%Tween20水溶液を使用し、分散相の駆動圧力を3.3kPa、連続相の流速を7.1mm/sとし、固化装置が作用する領域の温度を50℃に設定し、その他の部分は65℃に設定して脂質マイクロスフィアの製造を試みた。本実施例において、マイクロチャネルのサイズは高さ3.8μm、幅4.9μm、長さ200μm、テラスのサイズは高さ3.8μm、長さ23.5μm、突状の高さは4.0μmであった。
まず分散相が前記マイクロチャネルから連続相中へ円盤状の微小液滴として生成された後、図16に示されるように、前記固化装置の作用により連続相の流路内で均一なサイズの円盤状の脂質マイクロスフィアが製造され、平均円盤径は16.8μm、前記マイクロスフィアの高さは7.8μmであった。
図11に示した装置を使用し、分散相としてトリパルミチン(融点58℃)を使用し、連続相として1.0 wt%Tween20水溶液を使用し、分散相の駆動圧力を2.2kP、連続相の流速を2.8mm/sとし、固化装置が作用する領域の温度を50℃に設定し、その他の部分は65℃に設定して脂質マイクロスフィアの製造を試みた。本実施例における微小液滴の生成に関するマイクロチャネルのサイズは高さ7.9μm、幅5.0μm、長さ200μm、テラスのサイズは高さ7.9μm、長さ22.3μm、突状の高さは12.0μmであり、連続相の流路に形成したマイクロチャネルのサイズは高さ19.9μm、幅8.0μm、長さ20mmであった。
液滴生成用の前記マイクロチャネルを介して製造された円盤状の微小液滴が液滴変形用の前記マイクロチャネルに進入すると棒状乃至糸状の微小液滴へと変形した。そして、前記棒状乃至糸状の微小液滴を前記固化装置の作用により固化することで、図15に示されている均一なサイズの栓状の脂質マイクロスフィアが製造され、平均長さは36.8μm、幅は8.0μm、前記マイクロスフィアの高さは19.9μmであった。
界面活性剤を含むトルエンに高純度ケイ酸ソーダを本発明方法により均一分散せしめた。この分散液(エマルション)に炭酸ガスを吹き込んでゲル化し、次いで固液分離し、塩酸に固体部分(微粒子)を浸漬し、蒸留水で洗浄後脱水し、180℃で乾燥せしめ、550℃で焼成し界面活性剤を除去し、次いで塩酸に浸漬し、水洗浄して高純度シリカ微粒子を得た。
この後、ODS(ジメチルオクタデシルモノクロロシラン)微粒子を調整するために、前記高純度シリカ微粒子にトルエン中でODSを加え、反応させることでODSシリカ微粒子を得た。
マイクロカプセル熱媒体は新しい熱媒体であり、普通の液体に比べて伝熱特性に優れている。この特性は原子力発電プラントの排熱など、比較的低温の未利用熱を利用するのに有効である。
マイクロカプセルとしては上記の他に、薬品のカプセル化、電気泳動ディスプレイ等への応用も考えられる。
Claims (3)
- 分散相が供給される分散相領域と、連続相が供給される連続相領域と、前記分散相領域と連続相領域とを連通せしめるマイクロチャネルと、前記マイクロチャネルを介して分散相粒子が連続相内に押し出されることで形成されるエマルションを回収するエマルション回収路と、エマルションを構成する分散相粒子を円盤状、偏平板状、棒状若しくは糸状などの非球形に成形する成形部と、エマルションを構成する分散相粒子の少なくとも表面を固化せしめるべくエマルション回収路またはエマルション回収路の下流側に配置される固化手段を備えたマイクロスフィアの製造装置において、
前記成形部はテラス状突条の上に対向面が長尺壁である複数の突部を設けて構成され、前記突部の長尺壁間に前記マイクロチャネルが形成され、前記突部の高さ(h1)と前記突条の高さ(h2)の比(h1/h2)を分散相粒子の形状が非球形となるように設定していることを特徴とするマイクロスフィアの製造装置。 - 請求項1に記載のマイクロスフィアの製造装置において、前記成形部は、前記エマルション回収路に設けられていることを特徴とするマイクロスフィアの製造装置。
- 請求項1に記載のマイクロスフィアの製造装置において、前記固化手段は、冷却装置、加熱装置または光照射装置であることを特徴とするマイクロスフィアの製造装置。
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