JPS62176536A

JPS62176536A - カプセル製造方法および装置

Info

Publication number: JPS62176536A
Application number: JP61015531A
Authority: JP
Inventors: Shimesu Motoyama; 本山　示; Shigemichi Takei; 成通武井
Original assignee: Freund Corp
Current assignee: Freund Corp
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1987-08-03
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPH0640953B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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Ｇとは、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、液滴が硬
化浴に落下する際の衝撃が大きく、その時点で液滴が扁
平に変形し、甚だしい場合は破壊することがある。特に
、熱可逆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、振動する多重ノズルから
、流動する硬化用液の流れに対し順方向に多相液流を気
体中で噴出させ、該多相液流から形成される多相液滴を
上記硬化用液に落下させ、該多相液滴の最上層を硬化さ
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、硬化用液の流動手
段と、該流動手段により流動させられる硬化液の流れに
対して順方向に配向された多重ノズルと、該多重ノズル
の各ノズル部に液滴形成液を供給する手段と、上記多重
ノズルを振動させる振動源とからなるものである。

〔作用〕

上記構成により、硬化用液の流れの方向と多相液滴との
供給方向が順方向となることにより、両者の相対速度を
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、また原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。

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の上端にはパルプ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
パルプ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およびパルプ１５ａの介
在する管１６ａが連結されており、その先端は可撓管１
７ａ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にパルプ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ｌ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の第１ノズル３ａにはタンク１２か
ら内層液１８を注入し、第２ノズル３ｂにはタンク１３
から外層液１９を注入し、それぞれパルプ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。この二相液流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、液液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に、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
傾斜角に近位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ｚ１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２１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。

−ａ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の表面が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を小さくするだけで硬化用液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。

（実験例）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２の軸のそれを２５度にする。

第１ノズル３ａには５０℃の食用油を、第２ノズルには
５０℃の２０％ゼラチン水溶液をそれぞれ１００　ｍ　
１　／ｌ１ｉｎ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
２，９龍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２ｏ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、原液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〕

振動する多重ノズルから、流動する硬化用液の流れに対
し順方向に多相液流を気体中で噴出させ、該多相液流か
ら形成される多相液滴を上記硬化用液に落下させ、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。ｌ・・・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・・・パルプ、
７・・・硬化用液タンク、８．８３・・・管、　　　９・・・ポンプ、１０・・・
振動発生機、１１・・・振動子、１２・・・内層成用タ
ンク、１３・・・外層成用タンク、１４．１４３・・・ポンプ、１５．１５２・・・パルプ、１６．１６ａ・・・管、１７．１７８・・・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

【特許請求の範囲】

（１）、多重ノズルを振動させながら、該多重ノズルか
ら、流動する硬化用液の流れに対し順方向に多相液流を
気体中で噴出させ、該多相液流から形成される多相液滴
を上記硬化用液中に落下させ、該多相液滴の最外層を硬
化させるカプセル製造方法。
（２）、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）、硬化用液の流動手段と、該流動手段により流動
させられる硬化液の流れに対して順方向に配向された多
重ノズルと、該多重ノズルの各ノズル部に液滴形成液を
供給する手段と、上記多重ノズルを振動させる振動源と
からなるカプセル製造装置。
（４）、流動部が所定の角度に傾斜された溝であり、多
重ノズルの軸線が該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。