WO2004022218A1 - エアロゾル粒子、その製造方法、その製造装置及びエアロゾル粒子からなる擬似噴霧液滴 - Google Patents

Abstract

　本発明は、新規なエアロゾル粒子、エアロゾル粒子を製造する方法、エアロゾル粒子、及び疑似噴霧液滴の提供を目的とする。本発明のエアロゾル粒子は、エアロゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて形成される超臨界懸濁流体を、超臨界流体を気化させる環境条件下に放出し、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエアロゾル形成物質をエアロゾル粒子として発生分散させることによって製造される。

Description

明 細 書 エアロゾル粒子、その製造方法、その製造装置及びエアロゾル粒子からなる擬似噴霧液滴

技術分野

本発明は、エア口ゾル粒子、 その製造方法、 その製造装置及びエア口ゾル粒子からなる擬 似噴霧液滴に関するものである。 冃

気体を分散媒としたエア口ゾル粒子の形成方法は、生活手段及び工業的手段として各方面 において汎用されている。例えば、ヘアスプレーを利用すると、頭髪剤をアルコールなどの 溶媒にカロ圧溶解させて状態で、 ノズルから大気中に放出させ、溶媒を気化させ、微細な微粒 子状の頭髪剤をエアロゾル粒子として、広範囲に、均一な状態で供給し、 良好な整髪状態を 表現することができる。その他にも、 このような技術として殺虫剤などへの利用、塗装、 各 種膜の形成などをあげることができ、均一で微細な微粒子状のエアロゾル粒子を形成するこ とに対する要望は強く、 高度な加工や新しい材料の形成に必要な技術として注目されている ₍ ところで、数ミクロン以下の固体の一般的な特性として、 その材質を問わず、高い «性 を示し、通常の環境条件下では、複数の一次粒子が凝集して高次の凝集体を形成しているの が普通であり、 この凝集体の形成は避けることが困難とされている。

しかしながら、例えば、 フィルタの捕集能力検定用粒子、微小間隙形成のためのスぺーサ 粒子など粒子を利用する多くの分野において、 高次の凝集体の形成は好ましいものではなく、 粒子が一次粒子に分散された状態であることが求められ、その技術の開発は意義深 ヽもので ある。

そこで、従来から纏性の高い固体を分散させる方法が数多く提案され、例えば、水ゃァ ルコールなどの溶媒で凝集性固体を分散させ、 これを噴霧した後、乾燥させる方法が知られ ている。 しかしながら、 この方法では、噴霧気体中に含まれる液滴粒子数の制御が困難であ り、固体が一次粒子まで分散した状態で高濃度のエア口ゾル粒子を得ることができない。さ らに、得られるエアロゾル粒子中にエアロゾル粒子以外の不純物粒子（蒸発残渣）が含有す る現象が見られ、 その含有量も大きな問題である。 また、 凝集性固体の分散方法として、 溶 媒の気化機構を利用する方法も知られている。例えば、 固体粒子エアロゾルの発生装置（特 開平 4一 3 0 0 6 3 8号公報）及び凝集性微粒子の解砕分散方法（特開平 4— 3 0 0 6 4 5 号公報）は、液化ガスを溶媒として凝集性固体を懸濁させ、 この液ィ匕ガスを気化させ、 その 相変ィ匕における膨張力を利用することで、一次粒子にまで分散したエアロゾル粒子を高濃度 で得る方法である。これらの方法は、溶媒として利用する液ィ匕ガスを掖化条件に維持するこ と （例えば、 極めて低温に維持する必要がある。） 力 困難な点に大きな問題を抱えている。 また、 エアロゾルの発生装置（特開平 7— 5 1 5 5 6号公報）では、 凝集性固体を分散した 常温で液体の分散溶媒を急激に沸騰するように加熱し、その相変化における膨張力を利用す ることで、一次粒子にまで分散したエアロゾル粒子を得ることが提案されている。 しかしな がら、 この方法では、気化した溶媒が凝結し、 エアロゾル粒子が再凝集することのないよう に、 溶媒を回収しなければならないという問題点を有している。

このように従来のエア口ゾル粒子の形成方法から、エア口ゾル粒子の形成に際し、エア口 ゾル形成物質の溶媒が重要な役割を担っていることが分かり、 その技術の汎用性の高さから、 できる限り一次粒子の状態として存在する微細なエアロゾル粒子を形成する方法及ぴ装置の 開発が強く待望されている。 前記の微粒化技術の発展に欠かせないものは、噴霧液滴の計測技術である。噴霧液滴計測 は精度と信頼性の点において最も難しい計測の部類に属し、最近は、種々の光学原理に基づ く測定法が多く利用されている。 し力 し、 いずれの方法も一長一短があって、異なる原理や 計測法によるデータを相互に比較すると必ずしもよい一致が見られない（倉林編、液体の微 粒化技術、 アイピーシー（ 1 9 9 5 ))。 さらに、 同じ原理に基づく計測器であっても、 しば しば機種間や個体間の差が、 無視できないほど大きくなる場合がある。

このような様々な方法や装置間での整合性を確保するために用いるものとして、標準の必 要性が広く認識されている。その標準には、個々の粒子の大きさ、形状、 あるいは屈折率な ど、更には、粒子群を 付ける粒径分布、数密度などの粒子性状が明らかなことが要求さ れる。 しかしながら、 噴霧ノズル形状、 微粒化エネルギーの大きさ、 湿度及び温度などの璟 境条件などの多くの要因に、粒径分布などの粒子性状が大きく影響を受けるとともに不安定 であり、さらに蒸発などに伴い時々刻々と粒子径が変化するために、液体で構成される試験 用粒子は、噴霧液滴の標準としての利用が困難であった。一方、 固 子で構成される試験 用粒子は、 前記粒子性状が明らかで、 且つ、 時系列変化がなく安定であるが、 特に、 一次粒 子の粒径が数ミクロン以下の固体粒子では、高い凝集性を示し、複数の一次粒子が凝集して 高次の «体を形成しているために、試験用粒子として気体中に発生分散させることが困難 であった ( Y. Kousaka, T. Horiuchi, Y. Endo and S. Aotani, Aerosol Science and Technology 21 (1994) 236-240.) o また、 レーザ回折法に限っては、 ガラス ¾|反に様々な粒子像を焼き付け た試験用試料（レチクル） を用いている例も見られるが、焼き付けた粒子像の形状、 個数な どに問題があるだけでなく、他の原理や計測法とのデータの比較ができない欠点を有してい る。

従来の技術には、噴霧液滴計測の精度と信頼性を保証できるような標準と成り得る擬似噴 霧液滴、そめ方法及び製造装置は未だ存在せず、早期に標準と成り得る擬似噴霧液滴、その 製造方法及び製造装置が待望されている。 発明の開示

本発明が解決しょうとする課題は、エア口ゾル粒子の形成に際し、より適切な溶媒として 超臨界流体を選択し、この溶媒を用いて、できる限り一次粒子の状態として存在する微細な 新規なエアロゾル粒子、新規なエアロゾル粒子を製造する方法、新規なエアロゾル粒子の製 造装置を提供することである。

また、本発明が 解決しょうとする課題は、新規なエア口ゾル粒子からなる擬似噴霧液滴 を提供することである。この擬似噴霧液滴は、粒子性状が一定であり、時系列変化がない固 体粒子から構成される。ここで、粒子性状とは、個々の粒子の大きさ、形状、屈折率などを 意味するものである。 - 本発明者らは前記課題を解決すぺく鋭意研究努力を重ね以下の知見を得て前記課題を解決 することができることを確信した。

エアロゾル粒子の形成に際し、より適切な溶媒として超臨界流体を選択した。溶媒として の超臨界流体の利用は、固体又は液体からなるエア口ゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁さ せると、超臨界流体との接触によって、エアロゾル形成物質に凝集力を与えている原因が除 去され、或いは凝集性の程度が大幅に緩和されてエア口ゾル粒子を形成しょうとする物質が 凝集してできた 体が解砕を起こすとともに、その超臨界懸濁流体を、超臨界流体を気化 させる環境条件下に放出すると、状態変化に際して大きな膨張力を得ることができ、その状 態変化に伴って発生する大きな膨張力を用いてエア口ゾル粒子を形成しょうとする物質が凝 集してできた凝集体に対して、解碎を起こすことができ、膨張の程度によって急激に一次粒 子化又は更なる解砕微細化されたエア口ゾル粒子の形成が可能となることを見出し、 さらに、 このようにして得られる発生分散させたエア口ゾル粒子の供給手段からエア口ゾル粒子を取 り出すことができることを見出して、 この知見により、 本発明を完成させた。

また、前記エアロゾル粒子は、粒子性状が一定であり、 時系列変化がない固体粒子から構 成される擬似噴霧液滴を得ることができることを見出した。

そして、 この擬似噴霧液滴を用いることにより、様々な計測法や装置間におけるデ一夕の 比較ができ、 整合性の確保を目指す標準としての利用することができることとなった。

一般に、数ミクロン以下の固体粒子は、 その材質を問わず、 高い凝集性を示し、 通常の環 境条件下では、複数の一次粒子が凝集して高次の凝集体を形成しているために、擬似噴霧液 滴として用いる事ができなレヽ。前記のような標準物質として用いる事ができる擬似噴霧液滴 を得る事ができた理由は、 前記のエアロゾル粒子の製法を、 新たに見出した点にある。

前記エアロゾル粒子である擬似噴霧液滴を製造するに当たっては、前記のように、原料物 質の固 立子を超臨界流体中に懸濁させると、超臨界流体と接触させることによって、固体 粒子に凝集力を与えている原因が除去され、或 Lヽは凝集性の程度が大幅に緩和されて固体粒 子が解碎を起こすとともに、その超臨界懸濁流体を、超臨界流体を気化させる環境条件下に 放出すると、状態変ィ匕に際して大きな膨張力を得ることができ、その状態変化に伴って発生 する大きな膨張力を用いて擬似噴霧液滴を形成しょうとする固体粒子が凝集してできた凝集 体に対して、解砕を起こすことができ、急激に一次粒子化された固体粒子を、超臨界流体を 気ィ匕させた気体中に噴霧液滴として発生分散することができること、そして、このようにし て得られる特定材料の固体粒子では、粒子性状が一定であり、 時系列変化がないこと、 そし て、このような特性を有するものであるから、様々な計測法や装置間におけるデータの比較 ができ、整合性の確保を目指す標準としての利用することができることを見いだしたもので ある。

すなわち、 本発明によれば、 以下の発明が提供される。

( 1 ) エアロゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて形成される超臨界懸濁流体を、 超臨界流体を気ィ匕させる環 件下に放出し、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた 気体中でエアロゾル形成物質をエアロゾル粒子として発生分散させて得られることを; ^と するエアロゾル粒子。

( 2 ) エアロゾル形成物質が固体であることを特徴とする （1 ) 記載のエアロゾル粒子。

( 3 ) エアロゾル形成物質が液体であることを特徴とする （ 1 ) 記載のエア口ゾル粒子。

( 4 )超臨界懸濁流体から超臨界流体を気ィ匕させた気体中でエアロゾル粒子を発生分散及 び貯蔵後、 取り出して得られることを特徴とする （1 ) 記載のエアロゾル粒子。

( 5 )エア口ゾル粒子の発生分散を噴霧又はィンパクタ一処理により行うことを特徴とす る （1 ) 又は （4 ) 記載のエアロゾル粒子。

( 6 )エアロゾル粒子に希釈用ガスを供給し、得られるエアロゾル粒子濃度を制御するこ とを特徴とする （1 )、 （4 ) 又は （5 ) 記載のエアロゾル粒子。

( 7 )エアロゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて形成される超臨界懸濁流体を、超 臨界流体を気化させる環境条件下に放出し、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気ィ匕させた気 体中でエア口ゾル形成物質からエア口ゾル粒子を製造することを とするエア口ゾル粒子 の製造方法。

( 8 )エアロゾル形成物質が固体であることを; 1¾1とする （7 )記載のエアロゾル粒子の 製造方法。

( 9 )エア口ゾル形成物質が液体であることを體とする （ 7 )記載のエア口ゾル粒子の 製造方法。 ( 10)超臨界懸濁流体から超臨界流体を気ィ匕させた気体中でエアロゾル粒子を発生分散 及び貯蔵後、 取り出して得ることを特徴とする （7)記載のエアロゾル粒子の製造方法。

(11)エアロゾル粒子の発生分散を噴霧又はィンパクター処理により行うことを特徴と する （7)又は （10)記載のエアロゾル粒子の製造方法。

(12)エアロゾル粒子に希釈用ガスを供給し、得られるエアロゾル粒子濃度を制御する ことを猶とする （7)、 （10) 又は （11)記載のエアロゾル粒子の製造方法。

( 13 )超臨界流体を供給する供給手段、エアロゾル形成物質を供給する供給手段及び形 成される超臨界懸濁流体を排出する排出手段を有する、エア口ゾル形成物質を超臨界流体中 に懸濁させる超臨界懸濁流体形趣と、超臨界懸濁流体形 曹から排出された超臨界懸濁流 体を、超臨界流体が気化させる環境条件下に放出させ、気化された超臨界流体中にエアロゾ ル形成物質が分散された状態でエアロゾル粒子を発生分散させるエアロゾル粒子発生分散手 段からなることを とするエア口ゾル粒子の製造装置。

(1 )エアロゾル形成物質が固体からなり、 固体を超臨界流体中に懸濁状態として形成 させる超臨界懸濁流体形 βと、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエア ロゾル粒子として発生分散させるエアロゾル粒子発生分散手段からなることを特徴とする (13)記載のエアロゾル粒子の製造装置。

(15)エアロゾル形成物質が液体からなり、液体を超臨界流体中に懸濁状態として形成 させる超臨界懸濁流体形 曹と、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエア 口ゾル粒子として発生分散させるエア口ゾル粒子発生分散手段からなることを特徴とする (13)記載のエア口ゾル粒子の製造装置。

( 16)超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエアロゾル粒子を発生分散 及び貯蔵するエアロゾル粒子発生分散槽及び、これに続いて、エアロゾル粒子取り出し手段 を設けたことを猶とする （13)記載のエアロゾル粒子の製造装置。

( 17)エアロゾル粒子の発生分散を行うための噴霧ノズル又はィンパクターなどの発生 分散手段が設けられていることを とする （ 13)又は（ 16)記載のエアロゾル粒子の

( 18)エアロゾル粒子の発生濃度を制御するための希釈用ガス供給手段が設けられてい ることを特徴とする （13)、 （16)又は （17)記載のエアロゾル粒子の発生分散装置。

(19) (1)乃至 （6) いずれか記載のエアロゾル粒子からなることを特徴とする擬似

(20)粒子性状が一定であり、時系列変化がない固偉 3粒子の粒子群から構成されること を特徴とする （19)記載の擬似噴霧液滴。

(21)粒子性状が、個々の粒子の大きさ、形状、 屈折率を意味するものであることを特 徴とする （20)記載の擬似噴霧液滴。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明のエアロゾル粒子発生分散装置の 1例の概略図である。

第 2図は、 本発明のエアロゾル粒子発生分散装置の他の例の概略図である。

第 3図は、 実施例 1で、 光学顕微鏡により観察したガラス粒子の様子を示す図で、 （a) は供給時点の凝集体、 (b) は発生分散後の一次粒子である。

第 4図は、実施例 2で、光学顕微鏡により観察したポリメチルメタクリレート粒子の様子 を示す図で、 （a) は供給時点の凝集体、 （b) は発生分散後の一次粒子である。

発明を実施するための最良の形態

本発明の内容について、 図面を用いて説明する。第 1図及ぴ第 2図は、本発明の装置を示 す系統図である。

本発明のエアロゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて形成される超臨界懸濁流体を、 超臨界流体を気ィ匕させる環 «件下に放出し、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた 気体中でエアロゾル粒子として発生分散させる方法を行うための装置が第 1図である。

また、前記の方法において、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエア口 ゾル粒子を発生分¾¾ぴ貯蔵し、取り出して用いるエアロゾル粒子を得る方法を行うための 装置が第 2図である。

第 1図の装置は、 以下のように構成されている。

エア口ゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて超臨界懸濁流体を形成するため、超臨界 懸濁流体形成槽 1及びこれに接続するエアロゾル粒子を得るエアロゾル粒子発生分散手段 8 から構成される。

エア口ゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて超臨界懸濁流体を形成するため、超臨界 懸濁流体形碰曹 1は、超臨界流体を流量調節手段 5を経て供給する供給手段 4、エアロゾル 形成物質を供給する供給手段 3及び形成される超臨界懸濁流体を排出する排出手段 6を有す る。

また、超臨界流体を気化させる環境条件下に放出し、超臨界流体を気ィ匕させた気体中で超 臨界懸濁流体からエア口ゾル粒子を形成することによりエア口ゾル粒子を得るエア口ゾル粒 子発生分散手段 8は、超臨界懸濁流体形議 1から排出された超臨界懸濁流体が流量調整手 段 7を介して供給され、 発生分散手段 8から超臨界琉体は気化される環境条件下に放出され、 気化された超臨界流体中にエアロゾル形成物質が分散された状態でエアロゾル粒子を発生さ せる。 ，

また、発生分散手段 8において、例えば、噴霧ノズル又はインパクターなどの発生分散手 段を備えた装置構成にしてもよい。噴霧ノズルは、超臨界懸濁流体を »として噴霧し、 さ らにインパクターは、噴霧ノズルを介した流体を平板にぶっけ、流れの方向を曲げることに よって、 十分な慣性を有する解砕や一次粒子化せずに残った凝集体を取り除くものであり、 その結果、 エア口ゾル粒子の良好な発生分散ができる。

また、発生分散手段 8において、例えば、得られるエアロゾル粒子濃度を調節する必要が ある場合には、必要に応じて希釈ガスを供給することができる。発生分散手段 8に希 ガ ス供給手段を備えた 2流体ノズルを用い、希釈用ガス供給手段によって、ガスフィルターで 不純物が除去された希釈用ガスが、流量調整手段で制御された流量で 2流体ノズルに供給さ れ、 従って発生分散するエアロゾル粒子が、 供給された希釈用ガスの量に応じて希釈され、 その結果、 濃度が制御されたエアロゾル粒子を得ることができる。

第 2図の装置は、 以下のように構成されている。

前記第 1図の場合と同じである超臨界懸濁流体形腿 1、これに接続するエアロゾル粒子 を発生させるエアロゾル粒子発生分散槽 9及びエア口ゾル粒子を取り出すエア口ゾル粒子供 給手段 1 3から構成される。

エア口ゾル粒子発生分散槽 9では、エア口ゾ 成物質を超臨界流体中に懸濁させて得ら れる超臨界懸濁流体を、超臨界流体を気化させる環 件下に放出し、超臨界懸濁流体から 超臨界流体を気化させた気体中でエア口ゾル粒子を形成する。

エアロゾル粒子発生分散槽 9は、形成される超臨界懸濁流体を供給し、エアロゾル粒子を 発生分散させる発生分散手段 8及びエアロゾル粒子を排出する排出手段 1 1を有する。 エア口ゾル粒子を取り出すエア口ゾル粒子供給手段 1 3には、前記エア口ゾル粒子を排出 する排出手段 1 1に続き流量調節手段 1 2を介してエアロゾル粒子が供給され、取り出され る。 また、発生分散手段 8において、例えば、 噴霧ノズル又はインパクターなどの発生分散手 段を備えた装置構成にしてもよい。噴霧ノズルは、超臨界懸濁流体を微霧として噴霧し、 さ らにィンパクターは、噴霧ノズルを介した流体を平板にぶっけ、流れの方向を曲げることに よって、 十分な慣性を有する解砕や一次粒子ィ匕せずに残った凝集体を取り除くものであり、 その結果、 エアロゾル粒子の良好な発生分散ができる。

また、 エアロゾル粒子発生分散槽 9において、例えば、得られるエアロゾル粒子濃度を調 節する必要がある場合には、必要に応じて希釈ガスを供給することができる。エアロゾル粒 子発生分散槽 9に、希釈用ガス供給手段によって、ガスフィルタ一で不純物が除去された希 釈用ガスが、流量調整手段で制御された流量でエアロゾル粒子発生分散槽 9に供給され、従 つて発生分散するエアロゾル粒子が、供給された希釈用ガスの量に応じて希釈され、その結 果、濃度が制御されたエアロゾル粒子を得ることができる。 また、発生分散手段 8に希釈用 ガス供給手段を備えた 2流体ノズルを用いても同様にエアロゾル粒子の発生濃度を制御する ことができる。

エア口ゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて超臨界懸濁流体を形成するため、超臨界 懸濁流体形雌 1については、 以下の通りである。

超臨界流体には、適宜選択して用いることができる。具体的には、 二酸化炭素、 亜酸化窒 素、 ェタン、 プロパン、 エチレン、 代替フロン、 水などを挙げることができる。

フィルタを介して清浄ィ匕された二酸化炭素、 ェタン、エチレン、代替フロンなどを臨界状 態に加熱加圧し、超臨界流体として、超臨界流体供給手段 4により、流量調整手段 5を介し て、 超臨界流体懸濁形 « 1に供給される。

また、超臨界懸濁流体形雌 1内には、例えば、攪拌羽根や攪拌子を用いる高速ミキサー や、超音波発生装置を設置して用いることによつて攪拌混合された懸濁流体を得ることもで ぎる。

この懸濁による超臨界流体との接触によって、エア口ゾル形成物質に凝集力を与えて ヽる 原因が除去され、或いは凝集性の程度が大幅に緩和されてエア口ゾル粒子を形成しょうとす る物質が凝集してできた凝集体が解砕を起こす。

エアロゾル形成物質には、 固体又は液体が用いられる。 これらは、 粉体状または液#«で、 エア口ゾル形成物質供給手段 3により、超臨界懸濁流体形戲 1に供給される。エア口ゾル 形成物質は、構成原料、形状などによる特定の制約や限定はな 種々な物質を用いること ができる。

固体の具体例としては、スチレン、 メ夕クリル酸エステル、 その他のビニルモノマーから 得られる重合体または共重合体、並びにエポキシ樹脂、 フエノール樹脂、 メラニン樹脂、 ポ リアミド樹脂、 シリコーン樹脂などの種々の重合体または共重合体の粒子などの有機物質、 さらには、 各種^、 非金属、 セラミックスの粒子などの無機物質をあげることができる。 これらは適当な大きさの粒径のものが用いられる。具体的には、凝集性の高い数ミクロン 以下の大きさのもが用いられる。

液体の具体例としては、 水、 液体燃料、 塗料、 薬液などをあげることができる。

超臨界流体供給手段 4は、流量調節手段 5が設けられている。 また、超臨界懸濁流体形成 槽 1は、その周囲に調温ジャケヅト 2を有し、超臨界流体を超臨界状態又は亜超臨界状態に 保たれるようにする。

超臨界流体は、超臨界流体とは超臨界状態の流体を意味し、 また、超臨界状態とは臨界温 度、 臨界圧力を超えた、 いわゆる超臨界状態のほか、 そのような臨界温度、 臨界圧力をわず かに下回るような状態であるが、状態変化が極めて短時間に起こるため、上記の超臨界流体 とほぼ同様の取り扱いができるような亜臨界状態も含み、超臨界流体には亜臨界状態の亜臨 界流体も含むものとする。

超臨界流体として二酸ィ匕炭素を用いる場合には、温度が 3 0〜8 0 °C、好ましくは、 3 0 〜5 0 °C、圧力が 4 0〜4 0 0 a t m、好ましくは 1 0 0〜3 0 0 a t mに維持されること が必要である。

エア口ゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて形成される超臨界懸濁流体を、超臨界流 体を気化させる環境条件下に放出し、超臨界流体を気ィ匕させた気体中でエアロゾル粒子を発 生分散させる。

前記の工程で得られる超臨界懸濁流体は、超臨界懸濁流体排出手段 6を経て排出され、流 量供給手段 7により流量調節が行われ、ノズルにより形成されるエア口ゾル粒子発生分散手 段 8において、 エアロゾル粒子を発生分散させ、 エアロゾル粒子発生分散槽 9に供給される ( ノズルについては、超臨界懸濁流体を噴霧する単管により形成されるノズル、 または、超臨 界懸濁流体の他に、得られるエアロゾル粒子の濃度を調節する必要がある場合には、必要に 応じて希釈用ガスを供給することができる 2重管により形成される 2流体ノズルを用いるこ とができる。

この放出により、超臨界流体中に懸濁した固体は、粒子間の間隙などに入り込んだ超臨界 流体が急激に体積膨張することにより、■体の解砕、一次粒子化又は更なる解砕微細化が 起こり、超臨界流体の気ィ匕気体中にエアロゾル粒子を発生させることができ、エアロゾル粒 子として分散することができる。

エアロゾル形成物質が液体である場合も、 急激に膨張するときにエアロゾル粒子となる。 エアロゾル粒子発生分散槽 9の周囲には、調温ジャケット 1 0を有する。調温ジャケヅト 1 0は、温度変化を補償できる調温機能を有するものであればよ その作用に見合う材料 及び形状のものを選択して利用する。 前工程のエアロゾル粒子発生分散槽 9で発生させたエアロゾル粒子を取り出し、エアロゾ ル粒子を供給する方法及びエア口ゾル粒子供給手段 1 3は、 以下の通りである。

生成したエア口ゾル粒子発生分散槽 9で発生するエア口ゾル粒子は、必要に応じて取り出 して利用される。エアロゾル粒子放出手段 1 1を経て排出され、流量調整手段 1 2により流 量調節が行われ、エア口ゾル粒子供給手段 1 3から、エア口ゾル粒子は取り出され、利用さ れる。

本発明で得られる、固体を超臨界流体中に懸濁させて形成される超臨界懸濁流体を、超臨 界流体を気ィ匕させる環境条件下に放出する結果、超臨界流体を気化させた気体中で固体の解 砕、 一次粒子化又は更なる解砕微細化が起こりエア πゾル粒子を得ることができる。

同様にして、エアロゾル形成物質が液体である場合も、エアロゾル粒子を得ることができ る。

本発明で得られるエアロゾル粒子は、粒子性状が一定であり、時系列変化がない固体粒子 の粒子群として構成されるものであり、 擬似噴霧液滴として用いる事ができる。

ここで、 粒子性状とは、 個々の粒子の大きさ、 形状、屈折率などを意味するものである。 こ のような粒子性状は、 用いる原料物質の特性及び粒子を製造する固有の方法に由来する。 原料物質に関しても、前記エアロゾル粒子と同じであり、試験用粉体及び試験用粒子（J I S Z 8 9 0 1 ) をあげることができる。 また、 スチレン、 メタクリ レ酸エステル、 4 フッ素化工チレン、その他のビニルモノマーから得られる重合体または共重合体、並びにェ ポキシ樹脂、 フエノール樹脂、 メラニン樹脂、 ポリアミド樹脂、 シリコーン樹脂などの種々 の重合体または共重合体の粒子などの有機物質、 そして、金、 白金、 ロジウムなどの各種金 属、 炭素、 珪素などの非金属、 シリカ、 アルミナなどのセラミックスの粒子などの無機物質、 さらには、 フラーレン、デンドリマー、 力一ボンナノチューブなどの超分子をあげることが できる。これら原料物質からなる固体粒子は、適宜その大きさを調節された状態で用いられ る。

また、 疑似噴霧液滴として用いることができるエアロゾル粒子の製造方法は、 前記のエアロゾル粒子の製造方法を適用することができ、 又エアロゾルの製造装 置を用いることができる。

以下に実施例により、 より詳細に本発明の内容について説明する。

実施例 1

第 1図の超臨界懸濁流体形 曹 1にエアロゾル形成物質供給手段 3から、 1 0 m g:の一次 粒子が数〃 mの平均粒径を有するガラス粒子を投入し、超臨界流体供給手段 4から温度が 4 0 °C,圧力が 1 0 0 a t mの超臨界二酸ィ匕炭素を流入して懸濁させた。供給時点のガラス粒 子は、 数十から数百^ mの大きさの高次の凝集体である。

この懸濁液を超臨界懸濁流体排出手段 6から流量調整手段 7を介して、 0 . 1 3 mmの相 当オリフィス径を有する噴霧ノズルで構成されるエア口ゾル粒子発生分散手段 8から放出し、 エアロゾル粒子を発生分散させた。光散乱式粒子計数器により、数十から数百 mの大きさ の高次の凝集体であったガラス粒子は、数〃 mの平均粒径を有した高濃度の一次粒子にまで 分散したエアロゾル粒子として発生したことを確認した。さらに、エアロゾル粒子として発 生分散したガラス粒子をスライドガラス上に沈着させ、光学顕微鏡により観察し、一次粒子 にまで分散したことを確認した。第 3図（a ) には、光学顕微鏡により観察した供給時点の ガラス粒子の «体の様子を、第 3図（b ) には、本 «例により発生分散されたガラス粒 子の様子を示す。

難例 2

«例 1と同様にして、超臨界懸濁流体形 β 1にエアロゾル形成物質供給手段 3から 1 0 m gの一次粒子が約 1 111の平均粒径を有するポリメチルメタクリレート粒子を投入し、 超臨界流体供給手段 4から温度が 4 0 °C、圧力が 1 0 0 a t mの超臨界二酸ィ匕炭素を流入し て懸濁させた。供給時点のポリメチルメタクリレート粒子は、数十から数百// mの大きさの 高次の »体である。

この懸濁液を超臨界懸濁流体排出手段 6から流量調整手段 7を介して、 0 . 1 3 mmの相 当オリフィス径を有する噴霧ノズルで構成されるエアロゾル粒子発生分散手段 8から放出し、 エアロゾル粒子を発生分散させた。光散乱式粒子計数器により、数十から数百 mの大きさ の高次の凝集体であったポリメチルメタクリレート粒子は、約 1 mの平均粒径を有した高 濃度の一次粒子にまで分散したエアロゾル粒子として発生したことを確認した。さらに、ェ ァロゾル粒子として発生分散したポリメチルメタクリレート粒子をスライドガラス上に沈着 させ、 光学顕微鏡により観察し、 一次粒子にまで分散したことを確認した。第 4図（a) に は、 光学顕微鏡により観察した供給時点のポリメチルメタクリレート粒子の■体の様子を、 第 4図（b )には、本実施例により発生分散されたポリメチルメタクリレート粒子の様子を 示す。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 一次粒子にまで分散した状態の微細なエアロゾル粒子を得ることができ、 又その製造方法、一次粒子にまで分散した状態の微細なエアロゾル粒子の製造装置を得るこ とができる。 本発明で得られる、 一次粒子にまで分散した状態の微細なエアロゾル粒子は、 個々の粒子の大きさ、形状、屈折率などの粒子性状が一定であり、時系列変ィ匕がなく安定な 固体粒子であるから、擬似噴霧液滴を得ることができる。この擬似噴霧液滴を得るための製 造方法及び製造装置についても、前記の一次粒子にまで分散した状態の微細なエア口ゾル粒 子の製造方法及び製造装置を用いることができる ₍

Claims

請 求 の 範 囲

1 .エアロゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて形成される超臨界懸濁流体を、超臨界 流体を気化させる環境条件下に放出し、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気ィ匕させた気体中 でエアロゾル形成物質をエアロゾル粒子として発生分散させて得られることを特徴とするェ ァロゾル粒子。

2 .エアロゾル形成物質が固体であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のエアロゾ ル粒子。

3 .エアロゾル形成物質が液体であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のエアロゾ ル粒子。

4 .超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエアロゾル粒子を発生分散及び貯 蔵後、 取り出して得られることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のエアロゾル粒子。

5 .エアロゾル粒子の発生分散を噴霧又はィンパクター処理により行うことを特徴とする請 求の範囲第 1項又は第 4項に記載のエア口ゾル粒子。

6 .エアロゾル粒子に希釈用ガスを供給し、得られるエアロゾル粒子濃度を制御することを 特徴とする請求の範囲第 1、 4又は 5項に記載のエアロゾル粒子。

7 .エアロゾル形成物質を超臨界流体中に懸濁させて形成される超臨界懸濁流体を、超臨界 流体を気化させる環境条件下に放出し、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気ィ匕させた気体中 でエアロゾル形成物質からエアロゾル粒子を製造することを特徴とするエアロゾル粒子の製 造方法。

8 .エアロゾル形成物質が固体であることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載のエアロゾ ル粒子の製造方法。

9 .エア口ゾル形成物質が液体であることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載のエア口ゾ ル粒子の製造方法。

1 0 .超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエア口ゾル粒子を発生分散及び 貯蔵後、取り出して得ることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載のエアロゾル粒子の製造 方法。

1 1 .エアロゾル粒子の発生分散を噴霧又はィンパクター処理により行うことを特徴とする 請求の範囲第 7項又は第 1 0項に記載のエア口ゾル粒子の製造方法。

1 2 .エアロゾル粒子に希釈用ガスを供給し、得られるエアロゾル粒子濃度を制御すること を特徴とする請求の範囲第 7、 1 0又は 1 1項に記載のエアロゾル粒子の製造方法。

1 3 .超臨界流体を供給する供給手段、エアロゾル形成物質を供給する供給手段及び形成さ れる超臨界懸濁流体を排出する排出手段を有する、エアロゾル形成物質を超臨界流体中に懸 濁させる超臨界懸濁流体形 曹と、 超臨界懸濁流体形腐曹から排出された超臨界懸濁流体を、 超臨界流体が気化させる環 件下に放出させ、気化された超臨界流体中にエア口ゾル形成 物質が分散された状態でエアロゾル粒子を発生分散させるエアロゾル粒子発生分散手段から なることを特徴とするエアロゾル粒子の製造装置。

1 4 .エアロゾル形成物質が固体からなり、固体を超臨界流体中に懸濁状態として形成させ る超臨界懸濁流体形腐曹と、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエアロゾ ル粒子として発生分散させるエア口ゾル粒子発生分散手段からなることを特徴とする請求の 範囲第 1 3項に記載のエアロゾル粒子の製造装置。

1 5 .エア口ゾル形成物質が液体からなり、液体を超臨界流体中に懸濁状態として形成させ る超臨界懸濁流体形 «と、超臨界懸濁流体から超臨界流体を気化させた気体中でエアロゾ ル粒子として発生分散させるエア口ゾル粒子発生分散手段からなることを特徴とする請求の 範囲第 1 3項に記載のエアロゾル粒子の製造装置。

1 6 .超臨界懸濁流体から超臨界流体を気ィ匕させた気体中でエアロゾル粒子を発生分散及び 貯蔵するエアロゾル粒子発生分散槽及び、これに続いて、エアロゾル粒子取り出し手段を設 けたことを特徴とする請求の範囲第 1 3項に記載のエアロゾル粒子の製造装置。

1 7 .エアロゾル粒子の発生分散を行うもめの噴霧ノズル又はィンパクターなどの発生分散 手段が設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1 3項又は第 1 6項に記載のエアロゾ ル粒子の製造装置。

1 8 .エアロゾル粒子の発生濃度を制御するための希釈用ガス供給手段が設けられているこ とを特徴とする請求の範囲第 1 3、 1 6又は 1 7項に記載のエアロゾル粒子の発生分散装置。

1 9 . 請求の範囲第 1乃至 6項のいずれかに記載のエアロゾル粒子からなることを と する擬似噴霧液滴。

2 0 .粒子性状が一定であり、時系列変化がない固体粒子の粒子群から構成されることを特 徴とする請求の範囲第 1 9項に記載の擬似噴霧液滴。 ^

2 1 .粒子性状が、個々の粒子の大きさ、形 I犬、屈折率を意味するものであることを と する請求の範囲第 2 0項に記載の擬似噴霧液滴。