TWI626088B - 微粒噴頭 - Google Patents

微粒噴頭 Download PDF

Info

Publication number
TWI626088B
TWI626088B TW105132934A TW105132934A TWI626088B TW I626088 B TWI626088 B TW I626088B TW 105132934 A TW105132934 A TW 105132934A TW 105132934 A TW105132934 A TW 105132934A TW I626088 B TWI626088 B TW I626088B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
nozzle
particle
hole
nozzle body
tube member
Prior art date
Application number
TW105132934A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201813727A (zh
Inventor
劉宗鑫
洪正翰
林英傑
潘正堂
黃堯焜
呂英誠
Original Assignee
財團法人金屬工業研究發展中心
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 財團法人金屬工業研究發展中心 filed Critical 財團法人金屬工業研究發展中心
Priority to TW105132934A priority Critical patent/TWI626088B/zh
Priority to US15/378,266 priority patent/US10272404B2/en
Publication of TW201813727A publication Critical patent/TW201813727A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI626088B publication Critical patent/TWI626088B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B01J2/06—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a liquid medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0638—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B05B17/0646—Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

一種微粒噴頭，係用以大量生產作為微載體之微粒，其包含：一噴頭本體，該噴頭本體具有相對之一第一端及一第二端，該噴頭本體具有貫穿該第一端及該第二端之一貫通孔，該貫通孔之內部具有一流道，該流道於該第一端形成一注入口，並於該第二端形成數個流出口，該噴頭本體包含一震盪組件及一擴幅部，該震盪組件連結該擴幅部，該擴幅部環設於該流道，並鄰近該第二端。

Description

微粒噴頭
本發明係關於一種微粒噴頭，特別關於一種用以大量生產作為微載體之微粒之微粒噴頭。
微粒(microparticle)又稱為微球(microsphere)，係泛指粒徑介於1~1000μm之小型球型顆粒，常被應用於作為藥劑釋放之微載體(microcarrier)，藉由其靶向性、控釋性、穩定性、安定性及表面可修飾性等特點，成為新興的給藥技術之一。
由於微粒的粒徑較小，該如何成形粒徑均一的微粒，使每一顆微粒可以具有一致的藥劑釋放效果，因而成為成形微粒的首要目標；舉例而言，藉由如第1圖所示之習知微流道結構9來成形微粒，即可以成形粒徑較為均一的微粒。
請參照第1圖所示，該習知微流道結構9具有一Y型分岔流道91、一固化劑注入孔92、一材料溶液注入孔93及一十字型微流道94，該Y型分岔流道91與該十字型微流道94連接，其中該Y型分岔流道91之分流道與該固化劑注入孔92連通，該固化劑注入孔92可以供注入一固化劑溶液，及該Y型分岔流道91之另一分流道與該材料溶液注入孔93連通，以供一材料溶液注入，該固化劑與該材料溶液於第三端形成一預固化混合溶液，且該第三端與該十字型微流道94連通；此外，一油相溶液由該十字型微流道94之其中二端注入，利用該油相溶液注入該十字型微流道94之剪應力使流入該十字型微流道94之該預固化混合溶液形成各自分離 之乳膠晶球，最終成形為一微粒。
儘管藉由上述習知微流道結構9可以成形粒徑較為均一的微粒，惟該習知微流道結構9卻存在不容易進行量產的缺點，有鑑於此，確實仍有加以改善之必要。
為解決上述問題，本發明係提供一種微粒噴頭，可以大量生產微粒者。
本發明之一種微粒噴頭，係包含：一噴頭本體，該噴頭本體具有相對之一第一端及一第二端，該噴頭本體具有貫穿該第一端及該第二端之一貫通孔，該貫通孔之內部具有一流道，該流道於該第一端形成一注入口，並於該第二端形成數個流出口，該噴頭本體包含一震盪組件及一擴幅部，該震盪組件連結該擴幅部，該擴幅部環設於該流道，並鄰近該第二端。
本發明之微粒噴頭可以藉由該震盪組件及該擴幅部的共同作用，可以降低形成於該數個流出口之液膜的厚度，進而能夠成為微液滴並落入該容槽中，因而可以大量生產尺寸均一的微米等級或奈米等級之微粒，為本發明之功效。
本發明之微粒噴頭，其中，各該數個流出口具有一孔徑，相鄰之二流出口之間具有一孔壁間距，該孔壁間距為該孔徑的至少2倍；如此可以達成該第二端上的液膜能更容易吸收振幅能量產生駐波現象的功效。
本發明之微粒噴頭，其中，該噴頭本體包含一管件，該管件設於該貫通孔內，該注入口形成在該管件之一端，該管件之另一端結合一套件，該套件具有該數個流出口，該管件之內部形成該流道；如此工者可以依據需求更換該管件或該套件，而無須替換整個該噴頭本體，以達到降 低該微粒噴頭的購置成本。
〔本發明〕
1‧‧‧噴頭本體
1a‧‧‧第一端
1b‧‧‧第二端
11‧‧‧貫通孔
12、12’‧‧‧注入口
13‧‧‧流出口
14‧‧‧管件
15‧‧‧套件
16‧‧‧壓電部
17‧‧‧擴幅部
2‧‧‧微粒半成品
2a‧‧‧內層
2b‧‧‧外層
3‧‧‧微粒成品
D1‧‧‧孔徑
D2‧‧‧孔壁間距
F1‧‧‧油相流體
F2‧‧‧水相流體
G‧‧‧超音波生成器
S‧‧‧流道
〔習知〕
9‧‧‧習知微流道結構
91‧‧‧Y型分岔流道
92‧‧‧固化劑注入孔
93‧‧‧材料溶液注入孔
94‧‧‧十字型為流道
第1圖：習知微流道結構的示意圖。
第2圖：本發明之一實施例的微粒噴頭的立體分解圖。
第3圖：第2圖之微粒噴頭的側視剖面圖。
第4圖：第2圖之微粒噴頭的局部放大圖。
第5圖：第2圖之微粒噴頭的使用狀態示意圖。
第6圖：經第2圖之微粒噴頭所製得的微粒半成品示意圖。
第7圖：經第2圖之微粒噴頭所製得的微粒成品示意圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第2、3圖所示，本發明之微粒噴頭的一實施例中，該微粒噴頭包含一噴頭本體1，該噴頭本體1具有相對之一第一端1a及一第二端1b，該噴頭本體1具有貫穿該第一端1a及該第二端1b之一貫通孔11，該貫通孔11之內部具有一流道S，該流道S於該第一端1a形成一注入口12，並於該第二端1b形成數個流出口13，在本實施例當中，該數個流出口13可以形成在一套件15；工者即可以自該注入口12注入一油相流體F1(如第5圖所示)，使該油相流體F1經由該流道S流動，並且藉由表面張力於各該流出口13處形成液膜。
續請參照第4圖所示，各該數個流出口13具有孔徑D1，相鄰之二流出口13之間具有孔壁間距D2，該孔壁間距D2較佳為該孔徑D1的至少2倍，藉此可以使該些液膜能更容易吸收振幅能量產生駐波現象。
再請參照第2、3圖所示，於本實施例中，該噴頭本體1更 包含一管件14，該管件14設於該貫通孔11內，該注入口12’形成在該管件14之一端，該管件14之另一端結合該套件15，且該管件14之內部形成該流道S，管件14之外徑與套件15的內徑相匹配，以防止液體由管壁間洩漏；如此工者即可以依據需求(例如：油相流體F1更換)更換該管件14，或是依據需求(例如：油相流體F1更換、套件15的流出口13阻塞)更換該套件15，而無須替換整個該噴頭本體1，以達到降低該微粒噴頭的購置成本。該流道S的內徑大小可依據經由該注入口12’注入的液體的流量和壓力而決定，較小的內徑使液壓變化反應更敏感，可以獲得較佳的微流控效果。
該噴頭本體1包含一震盪組件及一擴幅部17，該擴幅部17環設於該流道S，且位於鄰近該噴頭本體1之第二端1b的位置，該震盪組件則可以直接或間接連結該擴幅部17，於本實施例中，該震盪組件包含一壓電部16，該壓電部16接受來自一超音波生成器G(如第5圖所示)的高頻電能時，可以將該高頻電能轉變為振動能，並且進一步將該振動能傳遞至該擴幅部17，因而使該噴頭本體1之第二端1b可以具有最大的震動振幅並形成駐波，使形成於各該流出口13之液膜可以吸收該振動能，而降低該液膜的厚度，進而能夠以均勻且微細的噴霧形式脫離該流出口13，詳如下述，為便於說明，以下稱以噴霧形式脫離該流出口13之油相流體F1為〝微液滴〞。
微液滴的粒徑dp可以Robert J.Lang於1962年提出之公式表示：dp=0.34‧λ
λ=((8‧π‧θ)/(ρ‧f2))1/3
其中，λ為駐波之波長，θ為油相流體的表面張力，ρ為油相流體的密度，f為振動頻率。由以上公式可知，欲得到較小的粒徑只須將振動頻率提 高即可。
請參照第5圖所示，如此，本實施例之微粒噴頭於實際使用時，工者係可以於一容槽T中裝載一水相流體F2，並使該噴頭本體1之數個流出口13朝向該容槽T，即完成該微粒噴頭的設置。
工者接著可以經由該注入口12、12’，將該油相流體F1注入該流道S，使該油相流體F1於各該流出口13處藉由其表面張力形成液膜；工者續可以開啟該超音波生成器G，使該超音波生成器G所生成的高頻電能傳遞至該壓電部16，藉由該壓電部16轉變為振動能，並藉由與該壓電部16相連之擴幅部17傳遞該振動能，並將振幅放大，使形成於各該流出口13之液膜可以吸收該振動能，當該振動能突破液膜之表面張力時，液膜成為該數個微粒滴並落入該容槽T中。
此時，裝載於該容槽T之中的水相流體F2即可以包覆於該微液滴的外層，而可以於該容槽T中形成如第6圖所示之微粒半成品2，該微粒半成品2包含由該油相流體F1所形成之內層2a，以及由該水相流體F2所形成之外層2b。
接著，工者可以收集於該容槽T中的數個微粒半成品2，將該數個微粒半成品2以熱風乾燥等乾燥法，以蒸發由該水相流體F2所形成之外層2b，即可以成形僅由該油相流體F1所形成之微粒成品3(如第7圖所示)。
綜合上述，本發明之微粒噴頭可以藉由該壓電部16及該擴幅部17的共同作用，可以降低形成於該數個流出口13之液膜的厚度，進而能夠成為微液滴並落入該容槽T中，因而可以大量生產尺寸均一的微米等級或奈米等級之微粒，為本發明之功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述 實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (4)

  1. 一種微粒噴頭，係包含：一噴頭本體，該噴頭本體具有相對之一第一端及一第二端，該噴頭本體具有貫穿該第一端及該第二端之一貫通孔，該貫通孔之內部具有一流道，該流道於該第一端形成一注入口，並於該第二端形成數個流出口，該噴頭本體包含一震盪組件及一擴幅部，該震盪組件連結該擴幅部，該擴幅部環設於該流道，並鄰近該第二端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微粒噴頭，其中，各該數個流出口具有一孔徑，相鄰之二流出口之間具有一孔壁間距，該孔壁間距為該孔徑的至少2倍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之微粒噴頭，其中，該噴頭本體包含一管件，該管件設於該貫通孔內，該注入口形成在該管件之一端，該管件之另一端結合一套件，該套件具有該數個流出口，該管件之內部形成該流道。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之微粒噴頭，其中，該震盪組件包含一壓電部。
TW105132934A 2016-10-12 2016-10-12 微粒噴頭 TWI626088B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105132934A TWI626088B (zh) 2016-10-12 2016-10-12 微粒噴頭
US15/378,266 US10272404B2 (en) 2016-10-12 2016-12-14 Nozzle for producing microparticles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105132934A TWI626088B (zh) 2016-10-12 2016-10-12 微粒噴頭

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201813727A TW201813727A (zh) 2018-04-16
TWI626088B true TWI626088B (zh) 2018-06-11

Family

ID=61830534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105132934A TWI626088B (zh) 2016-10-12 2016-10-12 微粒噴頭

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10272404B2 (zh)
TW (1) TWI626088B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10821413B2 (en) 2017-12-22 2020-11-03 Metal Industries Research & Development Centre Microparticle forming device
WO2020102464A1 (en) 2018-11-15 2020-05-22 Xtreme Prototyping, Inc. Compact ultrasonic atomizers using folded resonators

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1992994A2 (en) * 2007-05-16 2008-11-19 Ricoh Company, Ltd. Toner preparation method and apparatus, and toner prepared thereby
JP2011126073A (ja) * 2009-12-16 2011-06-30 Ricoh Co Ltd 粒子の製造方法及び粒子の製造装置、並びにトナー及びその製造方法
CN104324839A (zh) * 2014-11-14 2015-02-04 千藤（南京）环保科技有限公司 一种自然聚焦式超声雾化喷头
CN205146560U (zh) * 2015-11-06 2016-04-13 宁波大学 一种三级雾化超声喷嘴组件
CN105834054A (zh) * 2016-05-13 2016-08-10 江苏大学 一种压电二相流超声雾化喷头

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1992994A2 (en) * 2007-05-16 2008-11-19 Ricoh Company, Ltd. Toner preparation method and apparatus, and toner prepared thereby
JP2011126073A (ja) * 2009-12-16 2011-06-30 Ricoh Co Ltd 粒子の製造方法及び粒子の製造装置、並びにトナー及びその製造方法
CN104324839A (zh) * 2014-11-14 2015-02-04 千藤（南京）环保科技有限公司 一种自然聚焦式超声雾化喷头
CN205146560U (zh) * 2015-11-06 2016-04-13 宁波大学 一种三级雾化超声喷嘴组件
CN105834054A (zh) * 2016-05-13 2016-08-10 江苏大学 一种压电二相流超声雾化喷头

Also Published As

Publication number Publication date
US10272404B2 (en) 2019-04-30
US20180099256A1 (en) 2018-04-12
TW201813727A (zh) 2018-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6487041B2 (ja) 噴霧器ノズル
CN103861753B (zh) 多级雾化气液两相大口径细雾喷嘴
RU2600901C1 (ru) Форсунка кочетова для распыливания жидкостей
TWI626088B (zh) 微粒噴頭
RU2469758C1 (ru) Жидкостная форсунка кочетова
JP2018533465A (ja) 加圧空気アシスト式フルコーンスプレーノズル組立体
JP2010247133A (ja) 二流体ノズル
TWI599408B (zh) 微粒噴頭
CN205146560U (zh) 一种三级雾化超声喷嘴组件
RU2623771C1 (ru) Акустическая форсунка для распыливания растворов
CN105363589A (zh) 一种内混式超临界流体方法制备纳微颗粒用喷嘴
TWI631985B (zh) 微粒製造方法
JP2015078775A5 (zh)
JP5660605B2 (ja) 高圧二酸化炭素と高粘度有機性流体の連続混合方法及びその装置
CN203030456U (zh) 一种雾化喷嘴装置
RU2631282C1 (ru) Комплексная форсунка
RU2656585C2 (ru) Форсунка типа кочстар
TWI834202B (zh) 霧滴產生噴嘴
RU2657492C1 (ru) Комплексная форсунка
Tian et al. Engineering embolic microparticles from a periodically-pulsating charged liquid meniscus
RU2660014C1 (ru) Акустическая форсунка
RU2636888C1 (ru) Комбинированная форсунка кочетова для распыливания жидкостей
RU2646191C1 (ru) Комплексная форсунка кочетова
RU2648056C1 (ru) Комбинированная форсунка для распыливания жидкостей
RU2552220C1 (ru) Форсунка типа кочстар