JP5081487B2 - Ultrasonic disperser - Google Patents
Ultrasonic disperser Download PDFInfo
- Publication number
- JP5081487B2 JP5081487B2 JP2007101074A JP2007101074A JP5081487B2 JP 5081487 B2 JP5081487 B2 JP 5081487B2 JP 2007101074 A JP2007101074 A JP 2007101074A JP 2007101074 A JP2007101074 A JP 2007101074A JP 5081487 B2 JP5081487 B2 JP 5081487B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- piezoelectric body
- contact
- ultrasonic dispersion
- emulsified
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、軽量、小型化が可能な超音波分散装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic dispersion apparatus that can be reduced in weight and size.
超音波を使用して、乳化、分散する技術は一般的によく知られている。
例えば、特許文献1では、狭い流路中に乳化すべき2液相を通過せしめて連続乳化を行う超音波連続乳化装置が提案されている。また、特許文献2では、ボルト締めランジュバン製の超音波振動子を使用した超音波乳化装置が開示されている。さらに、特許文献3では、金属管の外周にカラーを設け、そのカラーの外周に超音波変換器を固定する管状超音波処理装置が開示され、特許文献4では、超音波振動子の超音波振動を、超音波伝送体を介して処理槽内の超音波放射体に伝え、この超音波放射体から照射される超音波により処理槽内の被処理流体を超音波処理する装置が開示されている。
しかしながら、これらの超音波処理装置は、いずれも予め複数の液を混合した後、混合液を管内又は槽内通過させるものであり、異なる複数の液体を接触させると同時に超音波処理し、混合、乳化又は分散するものではなかった。
更に、特許文献2〜4等の公知の超音波乳化装置は、エネルギーを多く必要とする(数100Wから1kW程度)ので有線式であり、線の取り回しや使用場面が限られるといった問題があった。
The technique of emulsifying and dispersing using ultrasonic waves is generally well known.
For example,
However, all of these ultrasonic treatment devices mix a plurality of liquids in advance and then allow the mixed liquid to pass through the pipe or the tank. It was not emulsified or dispersed.
Furthermore, known ultrasonic emulsification apparatuses such as
本発明は、異なる複数の液体を接触すると同時に超音波処理することにより、低振動で混合、乳化又は分散が可能であり、軽量・小型化が可能な超音波分散装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide an ultrasonic dispersion apparatus that can be mixed, emulsified or dispersed with low vibration by contacting and sonicating a plurality of different liquids at the same time, and capable of being reduced in weight and size. To do.
本発明は、超音波を発生する圧電体と、該圧電体と面接触し2液以上の液体を混合、乳化又は分散させる構造体とからなり、該構造体が2以上の流入管と、1つの流出管と、該流入管と該流出管とが連結してなる混合部とを具備し、2液以上の液体がそれぞれ該流入管を通って該混合部へ流入し、更に該混合部で超音波を受けつつ衝突して混合、乳化又は分散処理された後、混合、乳化又は分散された液剤が流出管を通って流出するように構成された超音波分散装置を提供するものである。 The present invention includes a piezoelectric body that generates ultrasonic waves, and a structure that is in surface contact with the piezoelectric body and mixes, emulsifies, or disperses two or more liquids. The structure includes two or more inflow pipes, 1 Two outflow pipes, and a mixing section formed by connecting the inflow pipe and the outflow pipe, and two or more liquids respectively flow into the mixing section through the inflow pipe. The present invention provides an ultrasonic dispersion device configured such that a liquid agent mixed, emulsified or dispersed after being collided while being subjected to ultrasonic waves and mixed, emulsified or dispersed, flows out through an outflow pipe.
本発明により、異なる複数の液体を接触すると同時に超音波処理することにより、低振動で混合、乳化又は分散が可能な超音波分散装置を提供することができる。更に、低振動に加えて、構造体の外側から振動させ、超音波のエネルギーを構造体全体でその内部に集中させることにより、乾電池や充電池での使用が容易となり、使用場所を選ぶ必要がなくなり、かつ軽量・小型化し得る超音波分散装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic dispersion apparatus capable of mixing, emulsifying, or dispersing with low vibration by simultaneously contacting a plurality of different liquids and performing ultrasonic treatment. Furthermore, in addition to low vibration, it is vibrated from the outside of the structure and the ultrasonic energy is concentrated inside the entire structure, making it easy to use with dry batteries and rechargeable batteries. It is possible to provide an ultrasonic dispersion device that is eliminated and can be reduced in weight and size.
本発明の超音波分散装置の実施の態様について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の超音波分散装置の一実施態様を示す断面模式図である。
図1に示すように、超音波分散装置1は、超音波を発生する圧電体10と、圧電体10と面接触し2液以上の液体を混合、乳化又は分散させる構造体20とからなる。構造体20は、2つ以上の流入管21、21' と、1つの流出管22と、流入管21、21' と流出管22とが連結してなる混合部30とを具備する。
流入管21、21' は、圧電体10と構造体20とが接触する面と略平行な方向に配設されている。また、流出管22は、圧電体10と構造体20とが接触する面近傍から面外方向に延びるように配設されることが好ましく、図1に示すように、圧電体10と構造体20とが接触する面に略直交する方向に延びるように配設されることが特に好ましい。
なお、圧電体10と構造体20とが接触する面は、通常、接着剤で超音波振動に耐えられる強度に接着・固定される。
流入管21、21' 及び流出管22の管内断面形状は、円形、楕円形、正方形、長方形等のいずれでも良い。
混合部30は、図1において円の点線で囲われた部分を示し、流入管21、21' と流出管22との連結部23のみならず、流入管21、21' の一部及び流出管22の一部をも含む。
本発明においては、混合、乳化又は分散前の液体を「液体」といい、混合、乳化又は分散後の液体を「液剤」という。
Embodiments of the ultrasonic dispersion apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the ultrasonic dispersion apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
The
In addition, the surface where the
The in-tube cross-sectional shapes of the
The mixing
In the present invention, the liquid before mixing, emulsification or dispersion is referred to as “liquid”, and the liquid after mixing, emulsification or dispersion is referred to as “liquid agent”.
本発明の超音波分散装置1は、上記の構成の装置により、2液以上の液体がそれぞれ流入管21、21' を通って混合部30へ流入し、更に混合部30で超音波を受けつつ衝突して混合、乳化又は分散し、混合、乳化又は分散された液剤が流出管22を通って流出することを特徴とする。超音波の圧力と振動により活性化され混合、乳化又は分散され易い状態になった複数の液体が衝突することにより、一気に混合、乳化又は分散が進行し、混合、乳化又は分散した液剤が流出管22内で超音波振動により更に安定な混合、乳化又は分散状態となる。
混合部30に超音波振動エネルギーを集中するためには、圧電体10と構造体20とが接触した面から前記混合部の中心(特に、連結部23の中心)までの距離を超音波の波長の長さの1/8の整数倍とすることが好ましい。
The
In order to concentrate the ultrasonic vibration energy on the
本発明の超音波分散装置1に用いられる圧電体10及び構造体20の形状は、立方体、直方体、四角柱等でも良いが、円板状、円盤状又はドーナツ状が好ましい。圧電体10の外径は構造体20の外径より小さくても良いし、同じでも良い。
圧電体10は、圧電振動子のみでも良いが、圧電振動子に増幅用ホーンが付属したものでも良い。圧電振動子を作動する発振回路及び電源(電池等)は、超音波分散装置1の外部に設置されるのが好ましい。
The shape of the
The
図2は、本発明の超音波分散装置の他の実施態様を示す断面模式図である。図2−a乃至図2−gでは、いずれも流入管21、21' が、圧電体10と構造体20とが接触する面と略平行な方向に配設されている。また、図2−a乃至図2−d、図2−f及び図2−gでは、流出管22は、圧電体10と構造体20とが接触する面に略直交する方向に延びるように配設されている。図2−eでは、流出管22は、圧電体10と構造体20とが接触する面と略平行な方向に配設されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the ultrasonic dispersion apparatus of the present invention. 2A to 2G, the
図2−aでは、液体及び液剤の滞留時間を長くとるために混合部30にポット形状の液体及び液剤の滞留部を設けている。これにより、液体及び液剤が超音波振動を受ける時間が長くなるので、更に安定な混合、乳化又は分散状態の液剤が得られることとなる。
図2−bでは、流入管21、21' の管内断面積(内径)を流出管22の管内断面積(内径)より小さくすることにより、液体の衝突時の衝撃度を高めて、混合、乳化又は分散性を向上する。図示はしないが逆に流入管21、21'の管内断面積を流出管22の管内断面積より大きくすることにより、管の詰まりを防止できる。
図2−cでは、流入管21、21' の管内断面積(内径)を流出管22の管内断面積(内径)より大きくすると共に、流入管21、21' それぞれを折り曲げ、液体が連結部23で衝突する前に、それぞれの液体が単独で予備衝突し、液体の活性を高めて、混合、乳化又は分散性を向上する。
In FIG. 2A, in order to increase the residence time of the liquid and the liquid agent, the mixing
In FIG. 2B, the in-tube cross-sectional area (inner diameter) of the
In FIG. 2C, the in-tube cross-sectional area (inner diameter) of the
図2−dでは、圧電体10を大口径の円板状とし、外径を構造体20の外径と同じとしたので、それぞれの液体が衝突前に流入管21で超音波をより長時間受けるので、より活性化され、混合、乳化又は分散性を向上する。
図2−eでは、流出管22が、圧電体10と構造体20とが接触する面と略平行な方向に配設されているので、液剤が流出管22で超音波振動を受ける時間が短くなり、液剤の混合、乳化又は分散状態の安定性という点では、図2−a乃至図2−d及び図2−f乃至図2−gには及ばない。
一方、図2−f及び図2−gでは、構造体20中の流出管22の長さを長くしたことにより、超音波振動エネルギーの強い管内部分を2カ所得ることができので、乳化又は分散した液剤が流出管22内で、更に強力な超音波振動を受け、更に安定な混合、乳化又は分散状態となり、特に好ましい。
In FIG. 2D, since the
In FIG. 2E, since the
On the other hand, in FIG. 2-f and FIG. 2-g, since the length of the
図3は、本発明の超音波分散装置の実施態様の構造体の液体の流入及び液剤の流出の経路を示す平面模式図である。図3−a乃至図3−hにおいては、圧電体10と構造体20とが接触する面と略平行な方向に流入管21、21' 、21'' 、21''' が配設されている。図3−a乃至図3−fにおいては、圧電体10と構造体20とが接触する面近傍から面外方向に延びるように流出管22が配設されている。
図3−a及び図3−bでは、いずれも流入管21、21' が2つ存在し、図3−aは流入管21、21' が互いに対向して、同一直線を形成するように配設され、図3−bは、流入管21、21' が互いにV字形を形成するように配設されている。2つの流入管21、21' が成す角度は、5〜180°、好ましくは30〜180°まで自由に採り得る。
FIG. 3 is a schematic plan view showing the flow path of the liquid and the flow of the liquid in the structure of the embodiment of the ultrasonic dispersion apparatus of the present invention. In FIGS. 3A to 3H,
3A and 3B, there are two
図3−c乃至図3−eでは、流入管21、21' 、21'' が3つ存在し、図3−cでは、流入管21、21' 、21'' が互いにY字形を形成するように配設され、図3−dでは、互いにT字形を形成するように配設されている。また、図3−eでは、3つの流入管21、21' 、21'' が矢印形を形成するように配設されている。3つの流入管21、21' 、21'' の内、2つが成す角度は、5〜350°、好ましくは30〜300°まで自由に採り得る。
図3−fでは、流入管21、21' 、21'' 、21''' が4つ存在し、互いに略十字形を形成するように配設されている。
図3−gでは、圧電体10と構造体20とが接触する面と略平行な方向に2つの流入管21、21' 及び1つの流出管22が配設されている。
図3−hは、予め予備的に混合した液体を一直線に連結された流入管21から流出管22へ衝突することなくスムーズに流すものであり、比較例に相当するものである。
In FIGS. 3C to 3E, there are three
In FIG. 3F, there are four
In FIG. 3G, two
FIG. 3H shows a preliminarily mixed liquid that flows smoothly without colliding from the
本発明の超音波分散装置1に用いられる構造体20の材質として、例えば、アクリル樹脂(伝達速度:2,700m/s、振幅:0.97μmp−p、ヤング率:9MPa)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂(伝達速度:2,210m/s、振幅:1.15μmp−p、ヤング率:4MPa)、ポリエチレン樹脂(伝達速度:1,950m/s、振幅:1.48μmp−p、ヤング率:3MPa)、ポリウレタン樹脂(硬度40)(伝達速度:1,600m/s、振幅:0.02μmp−p、ヤング率:2MPa)、アルミニウム合金5056(伝達速度:5,211m/s、振幅:0.02μmp−p、ヤング率:71MPa)等が用いられる。材質は単体で良いが、複合系(樹脂又は金属からなる材料を一体成形されたもの等)でも良い。また構造体の材質で特に伝達速度が高く、ヤング率が低い樹脂で特性が良い。
ここで、伝達速度及び振幅は、図4に示す振動速度測定箇所(距離:L)にて振動速度計を用いて測定した。なお、図4−aは本発明の超音波分散装置1の断面模式図である。図4−bは図4−aの装置1を上から見た平面模式図である。
Examples of the material of the
Here, the transmission speed and the amplitude were measured using a vibration velocimeter at a vibration speed measurement location (distance: L) shown in FIG. FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the
本発明の超音波分散装置1に用いられる液体として、例えば、乳化した液剤を製造する場合は、水相成分の液体及び油相成分の液体が好適に用いられる。例えば油相成分としてサラダ油、水相成分として精製水を用い、(油5−20%)の乳化液剤を製造する場合が挙げられる。水相成分同士を混合する場合としては、精製水と水溶性の1,3−ブチレングリコールを混合し、例えば5%水溶液を製造する場合が挙げられる。油相成分同士を混合する場合としては、パラメトキシケイ皮酸2−エチルヘキシルとメチルシクロポリシロキサンとを混合し、質量比(1:1)の混合物を製造する場合が挙げられる。
また、油相成分、水相成分の少なくとも一方が、多液であったり、固形分を入れたものであっても良い。例えば、油相成分がパラメトキシケイ皮酸2−エチルヘキシル及びメチルシクロポリシロキサンに固形分セタノールを溶かした混合物、並びにパラメトキシケイ皮酸2−エチルヘキシルとメチルシクロポリシロキサンとの混合物であって、水相成分として精製水と1,3−ブチレングリコールとの混合物を用い、これら3種の液体を混合して、乳化液剤を製造する場合が挙げられる。
本発明の超音波分散装置1を用いて、2液以上の液体を混合、乳化又は分散させて1種の液剤を製造することにより、乳化液剤を使用する直前に製造することができる。また、界面活性剤を含まない形で、乳化液剤や微粒子分散液剤等を製造することができる。
For example, in the case of producing an emulsified liquid as the liquid used in the
Further, at least one of the oil phase component and the water phase component may be a multi-liquid or a solid component. For example, the oil phase component may be a mixture of 2-methoxyhexyl paramethoxycinnamate and methylcyclopolysiloxane in which solid cetanol is dissolved, and a mixture of 2-ethylhexyl paramethoxycinnamate and methylcyclopolysiloxane, The case where a mixture of purified water and 1,3-butylene glycol is used as a phase component, and these three liquids are mixed to produce an emulsion liquid.
By using the
実施例に用いた圧電体等の形状・材料、超音波条件及び評価方法
1.圧電体
タブレット(形状:ドーナッツ)型圧電振動子(タムラ製作所社製、商標「TBLE1507」)及びディッシュ(形状:円板状)型圧電振動子(同、商標「TDSE20」)に、エポキシ系2液硬化型接着剤を用いて、構造体を接着した。実施例1〜3、6、8、9及び比較例2はタブレット型、4、5、7、10はディッシュ型とした。また、比較例1は構造体を接着せずにタブレット型のみとした。
また、比較例3〜5はボルト締めランジュバン型(BLT)振動子とした。
2.液体及び液剤
実施例1〜10は、いずれも油相成分としてサラダ油、水相成分として精製水を用い、油10%の乳化液剤を製造した。比較例1〜5は、いずれも油相成分としてのサラダ油と水相成分としての精製水を予め手でシェイキングし混合した液体を用いた。
3.構造体の形状及び材料
実施例1〜4及び6〜8は、いずれも図2−f及び図3−a記載の形状(太い円筒と細い円筒の複合形状)で、太い円筒部分の直径は20mm、厚さは16.6mmであり、細い円筒部分の直径は10mm、厚さは5.5mmであった。材料として実施例1〜4及び7ではABS樹脂(伝達速度:2,210m/s、振幅:1.15μmp−p、ヤング率:4MPa)を、実施例6ではポリエチレン樹脂(伝達速度:1,950m/s、振幅:1.48μmp−p、ヤング率:3MPa)を、実施例8ではアルミニウム合金5056(伝達速度:5,211m/s、振幅:0.02μmp−p、ヤング率:71MPa)を用いた。実施例5は図2−f及び図3−a記載の形状で、太い円筒部分の直径は20mm、厚さは20.3mmであり、細い円筒部分の直径は10mm、厚さは6.8mmであった。材料としてアクリル樹脂(伝達速度:2,700m/s、振幅:0.97μmp−p、ヤング率:9MPa)を用いた。
実施例9及び10は構造体の波長をずらした例で、図2−f及び図3−a記載の形状で、太い円筒部分の直径は20mm、厚さは18mmであり、細い円筒部分の直径は10mm、厚さは5.5mmであった。材料としてABS樹脂を用いた。
比較例1及び3〜5は、液体を100mlビーカーに計量し、比較例1は圧電体に防水を施した素子を直接液体に接触させ、比較例3〜5は、ボルト締めランジュバン型(BLT)振動子を直接液体に接触させた。比較例2は、図2−e及び図3−h記載の形状で、太い円筒部分の直径は20mm、厚さは11.1mmで液を通過させた。
4.超音波条件
実施例1〜10及び比較例1及び2はいずれも100kHz、比較例3〜5はボルト締めランジュバン型(BLT)振動子は70kHzの超音波をそれぞれ発生させた。また、実施例1〜7、9、10及び比較例5では、充電池単3型4本を使用し、2Wの出力の電源を用いた。実施例8ならびに比較例3及び4の電源は、W数を表1及び2に示した。
5.乳化状態の評価
以下の評価基準により、目視にて評価した。
良好:得られた液剤は白濁であり、良好に乳化していた。
やや良好:得られた液剤にわずかに分離が見られたが、ほぼ良好に乳化しており実用上問題なかった。
やや不良:得られた液剤に分離が見られ、乳化が不十分であった。
不良:得られた液剤は分離し、乳化していなかった。
1. Shape / material such as piezoelectric material used in examples, ultrasonic conditions and evaluation method Piezoelectric Tablet (shape: donut) type piezoelectric vibrator (trade name “TBLE1507” manufactured by Tamura Corporation) and dish (shape: disk-like) type piezoelectric vibrator (same trade name: “TDSE20”), two epoxy liquids The structure was bonded using a curable adhesive. Examples 1-3, 6, 8, 9 and Comparative Example 2 were tablet-type, and 4, 5, 7, and 10 were dish-type. In Comparative Example 1, only the tablet type was used without attaching the structure.
Comparative Examples 3 to 5 were bolt-clamped Langevin type (BLT) vibrators.
2. Liquids and Liquids In Examples 1 to 10, an emulsion liquid of 10% oil was produced using salad oil as the oil phase component and purified water as the water phase component. In each of Comparative Examples 1 to 5, a liquid in which salad oil as an oil phase component and purified water as an aqueous phase component were previously shaken by hand and mixed was used.
3. Shape and Material of Structure Examples 1 to 4 and 6 to 8 are all the shapes described in FIGS. 2-f and 3-a (a composite shape of a thick cylinder and a thin cylinder), and the diameter of the thick cylindrical portion is 20 mm. The thickness was 16.6 mm, the diameter of the thin cylindrical portion was 10 mm, and the thickness was 5.5 mm. In Examples 1 to 4 and 7, the material is ABS resin (transmission speed: 2,210 m / s, amplitude: 1.15 μmp-p, Young's modulus: 4 MPa), and in Example 6, polyethylene resin (transmission speed: 1,950 m). / S, amplitude: 1.48 μmp-p, Young's modulus: 3 MPa), Example 8 uses aluminum alloy 5056 (transmission speed: 5,211 m / s, amplitude: 0.02 μmp-p, Young's modulus: 71 MPa) It was. Example 5 has the shape shown in FIGS. 2F and 3A, the diameter of the thick cylindrical portion is 20 mm and the thickness is 20.3 mm, the diameter of the thin cylindrical portion is 10 mm, and the thickness is 6.8 mm. there were. Acrylic resin (transmission speed: 2,700 m / s, amplitude: 0.97 μmp-p, Young's modulus: 9 MPa) was used as the material.
Examples 9 and 10 are examples in which the wavelength of the structure is shifted, and in the shapes described in FIGS. 2-f and 3-a, the diameter of the thick cylindrical part is 20 mm, the thickness is 18 mm, and the diameter of the thin cylindrical part. Was 10 mm and the thickness was 5.5 mm. ABS resin was used as the material.
In Comparative Examples 1 and 3-5, the liquid was measured in a 100 ml beaker. In Comparative Example 1, a waterproof element was contacted with the liquid directly. In Comparative Examples 3-5, bolted Langevin type (BLT) The vibrator was brought into direct contact with the liquid. Comparative Example 2 has the shape described in FIGS. 2E and 3H, and the liquid was allowed to pass through the thick cylindrical portion with a diameter of 20 mm and a thickness of 11.1 mm.
4). Ultrasonic Conditions Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 both generated ultrasonic waves of 100 kHz, and Comparative Examples 3 to 5 generated ultrasonic waves of 70 kHz with bolted Langevin type (BLT) transducers. Moreover, in Examples 1-7, 9, 10 and Comparative Example 5, four AA-type rechargeable batteries were used, and a power source with 2 W output was used. For the power sources of Example 8 and Comparative Examples 3 and 4, the W numbers are shown in Tables 1 and 2.
5. Evaluation of emulsified state It evaluated visually by the following evaluation criteria.
Good: The obtained liquid was cloudy and was well emulsified.
Slightly good: Although slight separation was observed in the obtained liquid agent, it was emulsified almost satisfactorily, and there was no practical problem.
Slightly poor: Separation was observed in the obtained liquid agent, and emulsification was insufficient.
Poor: The obtained liquid was separated and not emulsified.
実施例1〜10及び比較例1〜5
上記のものを用い、表1及び2に示す条件で、実施例1〜10及び比較例1〜5の15種類の得られた乳化液剤の乳化状態を評価した。結果を表1及び2に示す。
Examples 1-10 and Comparative Examples 1-5
Using the above, under the conditions shown in Tables 1 and 2, the emulsified state of 15 types of the obtained emulsions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 was evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2.
表1及び2により明らかなように、実施例1〜10の本発明の超音波分散装置は、比較例1及び2の超音波分散装置と比較して、異なる複数の液体の衝突と超音波処理とを同時に行う相乗効果によって、低振動で分散・乳化が可能となり、乾電池や充電池での使用が容易となるので、使用場所を選ぶ必要がなくなり、かつ軽量・小型化ができる超音波分散装置を提供するができた。さらに、本発明の超音波分散装置を用いることにより、界面活性剤を含まない形で、新鮮な乳化液剤や微粒子分散液剤等を製造することができることとなった。
実施例9及び10は構造体の波長を超音波の波長の1/8の整数倍からずらしたので、実施例2及び4の良好な乳化状態と比較して、やや良好な乳化状態のレベルに留まったが、実用上問題のない乳化状態であった。
充電池単3タイプを8本使用することにより、10Wの電力を圧電体に付加可能であるが、充電池の重量がおよそ250g近くになる。軽量・小型化を目的としている機器で、本体重量を200g以上とすると重く操作性が悪くなることから、実施例1〜10において、10W以下の電力、特に実施例1〜7、9及び10において、2Wの電力で良好な乳化状態を得たのは、驚くべき効果と言える。
一方、ボルト締めランジュバン型(BLT)振動子を用いた比較例3及び4は、複数の液体を衝突させることなく、良好な乳化状態を得たが、AC電源を必要とし、超音波分散装置を軽量・小型化することができなかった。比較例5は付加電力が低いためBLT振動子を有効に作動させることができず、乳化状態は不十分であった。
As is clear from Tables 1 and 2, the ultrasonic dispersion apparatus of the present invention of Examples 1 to 10 is different from the ultrasonic dispersion apparatuses of Comparative Examples 1 and 2 in the collision and ultrasonic treatment of different liquids. Because of the synergistic effect of the simultaneous operation, dispersion and emulsification are possible with low vibration, making it easy to use in dry batteries and rechargeable batteries, so there is no need to select the place of use, and the ultrasonic dispersion device can be reduced in weight and size Could be provided. Furthermore, by using the ultrasonic dispersion apparatus of the present invention, it was possible to produce a fresh emulsion liquid, fine particle dispersion liquid, etc. in a form not containing a surfactant.
Since Examples 9 and 10 shifted the wavelength of the structure from an integer multiple of 1/8 of the wavelength of the ultrasonic wave, compared to the good emulsified state of Examples 2 and 4, the level of the emulsified state was slightly better. Although it stayed, it was in an emulsified state with no practical problems.
By using eight AA type rechargeable batteries, it is possible to add 10 W of electric power to the piezoelectric body, but the weight of the rechargeable battery is approximately 250 g. In the device aiming at light weight and downsizing, if the weight of the main body is 200 g or more, it becomes heavy and the operability deteriorates. Therefore, in Examples 1 to 10, power of 10 W or less, particularly in Examples 1 to 7, 9 and 10 Obtaining a good emulsified state with a power of 2 W is a surprising effect.
On the other hand, Comparative Examples 3 and 4 using a bolted Langevin type (BLT) vibrator obtained a good emulsified state without colliding a plurality of liquids, but required an AC power source, and installed an ultrasonic dispersion device. It was not possible to reduce the weight and size. In Comparative Example 5, since the applied power was low, the BLT vibrator could not be operated effectively, and the emulsified state was insufficient.
本発明の超音波分散装置は、化粧品、薬品、食品、ヘアケア製品等の液剤商品を使用直前に簡便に製造する超音波分散装置として好適に用いられる。 The ultrasonic dispersion apparatus of the present invention is suitably used as an ultrasonic dispersion apparatus for simply producing liquid products such as cosmetics, medicines, foods, and hair care products immediately before use.
1:超音波分散装置
10:圧電体
20:構造体
21:流入管
22:流出管
23:連結部
30:混合部
1: Ultrasonic dispersion device 10: Piezoelectric body 20: Structure 21: Inflow pipe 22: Outflow pipe 23: Connection part 30: Mixing part
Claims (5)
該構造体は、太い円筒と細い円筒とが互いの円筒端面で同心円状に連結してなる複合形状であり、2以上の流入管と、1つの流出管と、該流入管と該流出管とが連結してなる混合部とを具備し、
前記圧電体は、構造体の太い円筒端面と面接触しており、
前記2以上の流入管の流入口がそれぞれ前記太い円筒外周面にあり、
前記流出管の流出口が前記細い円筒端面にあり、
2液以上の液体がそれぞれ該流入管を通って該混合部へ流入し、
更に該混合部で超音波を受けつつ衝突して混合、乳化又は分散処理された後、混合、乳化又は分散された液剤が流出管を通って流出するように構成された超音波分散装置。 A piezoelectric body that generates ultrasonic waves and a structure that is in surface contact with the piezoelectric body and mixes, emulsifies, or disperses two or more liquids;
The structure has a composite shape in which a thick cylinder and a thin cylinder are concentrically connected to each other at the end surfaces of the cylinders , and two or more inflow pipes, one outflow pipe, the inflow pipe, the outflow pipe, And a mixing part formed by coupling,
The piezoelectric body is in surface contact with the thick cylindrical end surface of the structure,
The inlets of the two or more inflow pipes are respectively on the outer circumference of the thick cylinder;
The outlet of the outlet pipe is at the end of the thin cylinder;
Two or more liquids each flow into the mixing section through the inflow pipe,
Furthermore, an ultrasonic dispersion apparatus configured such that a liquid agent mixed, emulsified or dispersed is collided while receiving ultrasonic waves in the mixing unit and mixed, emulsified or dispersed, and then the mixed, emulsified or dispersed liquid flows out through the outflow pipe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007101074A JP5081487B2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Ultrasonic disperser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007101074A JP5081487B2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Ultrasonic disperser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008253947A JP2008253947A (en) | 2008-10-23 |
JP5081487B2 true JP5081487B2 (en) | 2012-11-28 |
Family
ID=39978086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007101074A Active JP5081487B2 (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Ultrasonic disperser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5081487B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7290247B2 (en) * | 2019-06-19 | 2023-06-13 | 国立大学法人東北大学 | Ultrasonic treatment device and ultrasonic treatment method |
CN112390509A (en) * | 2020-10-30 | 2021-02-23 | 广州绿邦环境技术有限公司 | Sludge modifying agent and production process thereof |
CN115814625B (en) * | 2022-11-03 | 2023-09-08 | 武汉新烽光电股份有限公司 | Gas dissolution quantity measuring instrument |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5778967A (en) * | 1980-11-04 | 1982-05-17 | Toshiba Corp | Apparatus for injecting emulsified liquid |
JPH0459032A (en) * | 1990-06-21 | 1992-02-25 | Nippon Steel Corp | Ultrasonic emulsifier |
JP2005224746A (en) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Minute reaction device and reaction method |
JP4543312B2 (en) * | 2004-08-10 | 2010-09-15 | 横河電機株式会社 | Microreactor |
-
2007
- 2007-04-06 JP JP2007101074A patent/JP5081487B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008253947A (en) | 2008-10-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10350514B2 (en) | Separation of multi-component fluid through ultrasonic acoustophoresis | |
US10724029B2 (en) | Acoustophoretic separation technology using multi-dimensional standing waves | |
US9340435B2 (en) | Separation of multi-component fluid through ultrasonic acoustophoresis | |
KR101591112B1 (en) | Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions | |
EP2903715B1 (en) | Acoustophoretic separation technology using multi-dimensional standing waves | |
US4118797A (en) | Ultrasonic emulsifier and method | |
JPH11347392A (en) | Stirrer | |
JP5081487B2 (en) | Ultrasonic disperser | |
JP3278846B2 (en) | Modular unit for tubular sonicator | |
US20130315025A1 (en) | Method of ultrasonic cavitation treatment of liquid media and the objects placed therein | |
WO2009102678A3 (en) | Mechanical and ultrasound atomization and mixing system | |
Nguyen et al. | Effect of ultrasonic cavitation on measurement of sound pressure using hydrophone | |
JP2014528339A5 (en) | ||
Doinikov et al. | Acoustic microstreaming produced by nonspherical oscillations of a gas bubble. I. Case of modes 0 and m | |
CN104093480A (en) | Method for simultaneous cavitation treatment of liquid media varying in composition | |
Lipkens et al. | Separation of micron-sized particles in macro-scale cavities by ultrasonic standing waves | |
CN100537019C (en) | Energy conversion method and device for ultrasonic liquid processing | |
WO2013172708A1 (en) | Method for size-sorting microbubbles and apparatus for the same | |
CN108160601B (en) | Ultrasonic cleaning method | |
US20160136598A1 (en) | Ultrasonic system for mixing multiphase media and liquids, and associated method | |
RU2592801C1 (en) | Combined static mixer-activator | |
EP4101525A1 (en) | Ultrasonic processor for nanoemulsions and nanoliposomes production | |
JP3178958U (en) | Liquid mixing device | |
KR200249519Y1 (en) | A multiple magnetostrictive materal to generate continuous ultrasonic wave | |
RU2476261C1 (en) | Method of exciting acoustic vibrations in fluid medium and apparatus (versions) for realising said method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100312 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110823 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110906 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111101 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120605 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120801 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120821 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120903 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5081487 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |