JPH0640953B2 - カプセル製造方法および装置 - Google Patents

カプセル製造方法および装置

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JPH0640953B2
JPH0640953B2 JP61015531A JP1553186A JPH0640953B2 JP H0640953 B2 JPH0640953 B2 JP H0640953B2 JP 61015531 A JP61015531 A JP 61015531A JP 1553186 A JP1553186 A JP 1553186A JP H0640953 B2 JPH0640953 B2 JP H0640953B2
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/04Making microcapsules or microballoons by physical processes, e.g. drying, spraying

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被覆層に継目のないカプセル、特にその微小カ
プセルを製造する技術に関する。
〔従来の技術〕
被覆層に継目のない微小カプセルを製造する技術として
多重管ノズルを用いて行うものがある。
たとえば、特公昭60−9854号公報には、多相液流
を噴出する多重ノズルを振動させ大気中で多相液滴を形
成する方法が開示されている。
また、特開昭59−112831号公報には、ノズルの
振動に伴って大気中で生成する液滴をゲル化装置の硬化
浴に落下させてカプセルを製造する装置が開示されてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記のような従来の技術では、液摘が硬
化浴に落下する際の衝撃が大きく、その時点で液滴が偏
平に変形し、甚だしい場合は破壊することがある。特
に、熱可塑性のゲル化反応による硬化は、高温の液滴を
冷却することにより、その最外層を硬化させるため、化
学的にゲル化する方法と比べて硬化するまでに長時間を
要し、それだけ液滴が変形または破壊することが多くな
る。
本発明の目的は、多相液滴を破壊することなくその最外
層を硬化させ、被覆層に継目のないカプセルの製造を可
能にする技術を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のカプセル製造方法は、硬化用液を流動させた状
態のもとで、多重ノズルを振動させながら該多重ノズル
から、流動する前記硬化用液の表面に対してほぼ平行に
かつその流れに対し順方向に多相液流を噴出させ、該多
相液流から形成される多相液滴を前記硬化用液にこの表
面に沿って移動させながら落下させ、該多相液滴の最外
層を硬化させることにより、被覆層に継目のないカプセ
ルを製造するものである。
また、本発明のカプセル製造装置は、硬化用液を流動さ
せる流動手段と、該流動手段により流動させられる前記
硬化用液の表面に対してほぼ平行に、かつその流れに対
して順方向に多相液流を噴出する多重ノズルと、該ノズ
ルの各ノズル部に滴滴形成液を供給する供給手段と、前
記多重ノズルを振動させる振動源とからなり、前記多重
ノズルから吐出された多相液滴を前記硬化用液にこの表
面に沿って移動させながら落下させるようにしたことを
特徴とする。
〔作用〕
上記構成により、流動状態の硬化用液の表面に沿って移
動しながら硬化用液の表面に液滴が落下することによ
り、流動状態の硬化用液と液滴との相対速度を減少させ
て液滴を硬化用液に接触させることができるため、該多
相液滴が硬化剤溶液に落下する際にその表面との衝突に
より受ける衝撃を緩和することができ、それにより上記
目的が達成されるものである。
なお、本明細書で多相液滴とは相互に溶解しない液体
が、たとえば同心状に積層されてなるものである。二相
液滴を例に具体的に説明すれば、中心層を親油性液体で
その外層を親水性液体で形成するものや、またはその逆
の組み合わせのものが例示される。
そして、上記多重ノズルとしては、たとえば中心に第1
ノズルが位置し、その外側に第2ノズルが、さらにその
外側には第3ノズルが該第1ノズルと同軸状に順次配置
される如く複数のノズルが多重に配置されてなるものな
どがある。前記二相液滴を例に説明すれば、第1ノズル
には中心層を形成するための液体を、第2ノズルには外
層を形成するための液体をそれぞれ供給し、その多重ノ
ズルに振動を与えながら、該ノズルの先端から同軸状の
二相液流を噴出させることにより、均一な二相液滴を連
続的に形成することができるものである。
被覆層に継目のないカプセルの例としては、硬化して該
被覆層を形成する多相液滴の最外層を、次の液体で構成
することができる。
熱可逆的なゲル化を利用する場合には、熱時は液体であ
り、冷却すると硬化する、たとえばゼラチン水溶液等が
ある。また、化学的なゲル化を利用する場合には、カル
シウム等の金属イオンと反応し硬化する、たとえばアル
ギン酸ソーダ水溶液等がある。
そして、硬化用液としては、上記ゼラチン水溶液等の場
合は単なる油であってもよく、またアルギン酸ソーダ水
溶液等の場合にはカルシウム等の金属塩水溶液を適用で
きる。すなわち、目的により単一成分の液体であって
も、また溶液であってもよい。
また、カプセルを製造する際には、上記硬化用液を流動
させて行うのであるが、この流動はたとえば該硬化用液
を傾斜面に流下させて形成することができる。しかし、
これに限るものでなく、ノズルから噴出された多相液流
から形成された多相液滴が、上記硬化用液に落下する際
の衝撃を緩和する流動形態であれば何れであってもよ
い。たとえば、機械的な手段で硬化用液の流動を行わせ
てもよく、流動方向も平面方向から垂直方向まで、さら
には直線状の流動の他循環流動などを含めて、如何なる
流動であってもよい。
さらに、多相液流の噴出方向である「流れに対し順方
向」とは、速度成分として流れに逆行する成分を含まな
いことを意味するものであり、順方向であればその噴出
角度、すなわち多重ノズルの上下左右方向の角度は特に
問わないものである。ただし、十分な技術的効果を引き
出すためには、多相液滴の噴出方向は硬化用液の流れに
対する平面方向の角度についても、また該流れの表面に
対する角度についても、ともに20°以下であることが
好ましい。
次に、本発明のカプセル製造技術を実施例に基づいてさ
らに詳述する。
〔実施例〕
図は本発明による一実施例を示すカプセル製造装置の概
略構成図である。
本実施例の装置は、硬化用液1を流下させるためのU字
溝2を有しており、該U字溝2の上方に近接して二重ノ
ズル(多重ノズル)3が、その先端を硬化用液1の流れ
方向に対し順方向に向けて設置されている。そして、U
字溝2は所定の角度θに傾斜しており、また二重ノズル
3もその軸がこの角度θと同じかあるいはほぼ同じ角度
に傾斜されている。つまり、ノズル3から噴出される二
相液滴(多相液滴)は、流動する硬化用液の表面に対し
てほぼ平行にかつその流れに対して順方向となり、液滴
は流動する硬化用液1に沿って移動しながら硬化用液1
に落下することになる。
上記U字溝2は横断面がU字形状であり、その先端の下
方には分離器4が、またその分離器4の側方には捕集容
器5がそれぞれ設置されている。上記分離器4は、流下
した硬化用液1を貯留する容器部4aと該容器部4aの
上部に所定の傾斜で取付けられているフィルタ4bとか
らなる。
また、前記U字溝2の上端にはバルブ6を介して硬化用
液タンク7が接続されている。そして、この硬化用液タ
ンク7には、前記分離器4から管8、ポンプ9および管
8aを介して貯留されている硬化用液1を循環させる構
造になっている。
一方、前記二重ノズル3の後端部には振動発生機10に
接続された振動子11が取付けられている。
上記二重ノズル3の上方には内層液用タンク12および
外層液用タンク13が設置されている。内層液用タンク
12には、その途中にポンプ14およびバルブ15の介
在する管16が連結されており、その先端は可撓管17
aを介して前記二重ノズル3の内心ノズル3aに連通し
ている。また、外層液用タンク13には、同じくその途
中にポンプ14aおよびバルブ15aの介在する管16
aが連結されており、その先端は可撓管17を介して二
重ノズル3の外心ノズル3bに連通している。
次に、本実施例の作用について説明する。
まず、前記U字溝2にバルブ6を調整し硬化用液タンク
7に貯留されている硬化用液1を供給し、該硬化用液1
の流れを形成する。この硬化用液1の流れは、前記分離
器4に連結された管8および8aとその間に介設された
ポンプ9とにより、前記U字溝2を流下し分離器に貯留
された硬化用液1を上記硬化用液タンク7に循環させる
ことにより、連続させることができる。
次に、二重ノズル3の内心ノズル3aにはタンク12か
ら内層液18を注入し、外心ノズル3bにはタンク13
から外層液19を注入し、それぞれバルブ15および1
5aを調整して該二重ノズル3の先端から二相液流20
を噴出させる。この二層液流20の噴出を、上記二重ノ
ズル3に振動子11で加振しながら行うことにより、図
示するような二相液滴21を気体中で形成することがで
きる。
上記二相液滴21は、一定距離飛行した後下方に流動す
る硬化用液1の表面に落下し、該液1とともに流下され
る。流下されるに従い二相液滴21の外層(最外層)が
硬化して被覆層が形成され、該被覆層に継目のないカプ
セル21aが形成される。このカプセル21aは、U字
溝2の下方でフィルタ4bにより分離され、捕集容器5
に集められ、必要に応じて他の工程を経て製品として完
成される。
本実施例においては、流動する硬化用液1の表面に沿っ
て、その流れ方向に前記二重ノズル3から二相液流が噴
出される。したがって、上記二相液流から形成される二
相液滴21も噴出による同方向への運動エネルギーを与
えられている。そのため、もしも上記二相液滴21が静
止している硬化用液の表面に落下する場合には、該表面
に到達する時点における水平方向(図中左右方向)の速
度と重力方向(図中上下方向)の速度のベクトル和に起
因する衝撃力を直接受けることになる。この場合には、
その衝撃力が大きいため、二相液滴21が変形または破
壊してしまうおそれがある。
ところが、本実施例では硬化用液1がU字溝2を流下し
ているので、該硬化用液1は水平方向にも、重力方向に
も二相液滴21と同方向の速度成分を有している。その
ため、上記硬化用液1の流れと二相液滴21の飛行と
は、その相対速度が減少されることになる。その結果、
上記二相液滴21が硬化用液1の表面から受ける衝撃力
を減少させることができるものである。
また、本実施例では二重ノズル3がその軸をU字溝2の
傾斜角に近似する角度に傾斜されている、すなわち二相
液流20を硬化用液1の流れの表面にほぼ沿うように噴
出させるものである。このようにすることにより、二相
液滴21の落下時における重力方向の速度成分を小さく
することができ、それ故に二相液滴21の破壊を有効に
防止できる。なぜならば、たとえば二重ノズル3の軸線
方向を垂直下方に向けて二相液流20を静止状態の硬化
用液に向けて直角方向に噴出する場合には、二相液滴2
1が硬化用液1の表面に衝突する際に、噴出時に与えら
れた加速度に起因する極めて大きな衝撃力を受けるから
である。
一般に、カプセルを量産するためには、二相液流20の
流速を大きくする必要がある。この場合には、二相液滴
21が硬化用液1の表面から受ける衝撃力は一段と大き
なものになる。
本実施例の装置は、このような場合に適用しても衝撃力
を大巾に緩和でき、極めて好適なものである。
すなわち、二相液流20の噴出速度を調整する場合に
は、U字溝2の傾斜角θを加減することにより容易にそ
の調整を行うことができるものである。具体的には、二
相液流20の噴出速度を大きくする場合には、上記U字
溝2の傾斜角θを大きくすることにより、硬化用液1の
流れを速くすることができ、逆に噴出速度を小さくする
ときは上記傾斜角θを小さくするだで硬化用液1の流れ
を遅くすることができるので、いずれの場合にも硬化用
液1と二相液流20との相対速度差を小さくし、常に衝
撃力を小さくして、液滴の破壊を防止できるものであ
る。
次に、本実施例の装置を用いたカプセル形成の具体例を
示す。
(実施例) U字溝2の水平方向からの傾斜角θを30度に、二重ノ
ズル3の軸のそれを25度にする。
内心ノズル3aには50℃の食用油を、外心ノズルには
50℃の20%ゼラチン水溶液をそれぞれ100m/
minの流速で供給する。このように供給しながら二重ノ
ズルに250Hzの振動を与えることにより、該二重ノズ
ルより噴出された二相液流20から直径約2.9mmの均一
な二相液滴が250個/秒の速度で形成できた。そし
て、捕集容器5には上記二相液滴21に匹敵する個数
の、内層が食用油で外層がゼラチンゲルからなるカプセ
ル21aが製造され、二相液滴21は全く破壊されなか
った。
一方、通常は多重ノズルを垂直下方に向けて行うことが
多いので、同装置においても二重ノズルを鉛直方向に向
け、静止状態の硬化用液に対して垂直下方すなわち直角
方向に二相液流20を前記と同じ流速で噴出させたとこ
ろ二相液滴21は全て破壊され、満足できるカプセル2
1aは製造できなかった。
以上、本発明者によりなされた発明を実施例に基づいて
説明してきたが、前記実施例に限定されるものでないこ
とはいうまでもない。
たとえば、多相液滴として二相のもののみを示したが、
三相以上であってもよい。
また、二相液滴の最外層が、熱可逆的にゲル化するゼラ
チン水溶液からなるものについて説明したが、これ以外
の熱可逆的ゲル化物質を利用してもよい。またアルギン
酸水溶液等の化学的ゲル化物質を利用してもよいことは
いうまでもなく、この場合は硬化用液としてカルシウム
等の金属塩の水溶液を用いることができる。
さらに、硬化用液を流動させる手段として傾斜された溝
のみを示したが、これに限るものでなく一定方向に流動
させることができる手段であれば如何なるものであって
もよく、たとえば液体に垂直方向への流下運動または平
面方向への直進流れ運動あるいは平面方向への循環流や
渦流運動を与えることができるスクリューなどの機械的
流動流形成手段を備えたものであってもよい。
また、前記実施例では、タンク7に貯留される硬化用液
1を常に所望の温度に維持するため、該液1を循環させ
る管8または8aの途中に冷却手段を設けることもでき
る。
〔発明の効果〕
硬化用液を流動させた状態のもとで、振動する多重ノズ
ルから、流動する硬化用液の表面に対してほぼ平行にか
つその流れに対し順方向に多相液流を噴出させ、多相液
流から形成される多相液滴を前記硬化用液にこの表面に
沿って移動させながら落下させ、該多相液滴の最上層を
硬化させカプセルを形成することにより、硬化用液と多
相液滴との相対速度を減少させることができるため、該
多相液滴が硬化用液に落下する際にその表面から受ける
衝撃を緩和することができる。これによって、前記多相
液滴を破壊することなく被覆層に継目のないカプセルを
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による一実施例を示すカプセル製造装置の概
略構成図である。 1……硬化用液、2……U字溝、 3……二重ノズル、3a……内心ノズル、 3b……外心ノズル、4……分離器、 4a……容器部、4b……フィルタ、 5……捕集容器、6……バルブ、 7……硬化用液タンク、 8,8a……管、9……ポンプ、 10……振動発生機、11……振動子、 12……内層液用タンク、 13……外層液用タンク、 14,14a……ポンプ、 15,15a……バルブ、 16,16a……管、 17,17a……可撓管、 18……内層液、19……外層液、 20……二相液流、21……二相液滴、 21a……カプセル。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硬化用液を流動させた状態のもとで、多重
    ノズルを振動させながら該多重ノズルから、流動する前
    記硬化用液の表面に対してほぼ平行にかつその流れに対
    し順方向に多相液流を噴出させ、該多相液流から形成さ
    れる多相液滴を前記硬化用液にこの表面に沿って移動さ
    せながら落下させ、該多相液滴の最外層を硬化させるカ
    プセル製造方法。
  2. 【請求項2】硬化用液を所定の傾斜角で流下させ、該硬
    化用液の流れに対し多重ノズルからの多相液流を該流れ
    の傾斜方向および傾斜角とほぼ同じ方向および傾斜角で
    噴出させることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のカプセル製造方法。
  3. 【請求項3】硬化用液を流動させる流動手段と、該流動
    手段により流動させられる前記硬化用液の表面に対して
    ほぼ平行に、かつその流れに対して順方向に多相液流を
    噴出する多重ノズルと、該ノズルの各ノズル部に液滴形
    成液を供給する供給手段と、前記多重ノズルを振動させ
    る振動源とからなり、前記多重ノズルから吐出された多
    相液滴を前記硬化用液にこの表面に沿って移動させなが
    ら落下させるようにしたことを特徴とするカプセル製造
    装置。
  4. 【請求項4】前記流動手段は所定の角度に傾斜された溝
    であり、前記多重ノズルの軸線が前記溝の傾斜角とほぼ
    同じ方向にほぼ同じ傾斜角で傾斜していることを特徴と
    する特許請求の範囲第3項記載のカプセル製造装置。
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