JP6431418B2 - 微粒子の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、微粒子の製造方法及び製造装置に関する。
微粒子の製造方法としてエレクトロスプレー法が知られている。
エレクトロスプレー法においては、導電体からなる針状のノズルとこれと対向する対向電極との間に高電圧を印加した状態下に、ノズルから微粒子形成材料を含む原料液を導出させ、ノズルの先端にテイラーコーンと呼ばれる逆円錐状に垂下部を生じさせ、その垂下部の先端から帯電した微粒子液滴が噴霧される。噴霧された液滴は、対向電極に向かって移動する間に溶媒が蒸発していき、表面の電荷密度が高まり電荷反発力が表面張力に打ち勝つことによって、より小さい微粒子へと分裂する。この分裂はレイリー分裂と呼ばれ、この分裂が更に繰り返されて更に小さい微粒子となっていく。
エレクトロスプレー法においては、導電体からなる針状のノズルとこれと対向する対向電極との間に高電圧を印加した状態下に、ノズルから微粒子形成材料を含む原料液を導出させ、ノズルの先端にテイラーコーンと呼ばれる逆円錐状に垂下部を生じさせ、その垂下部の先端から帯電した微粒子液滴が噴霧される。噴霧された液滴は、対向電極に向かって移動する間に溶媒が蒸発していき、表面の電荷密度が高まり電荷反発力が表面張力に打ち勝つことによって、より小さい微粒子へと分裂する。この分裂はレイリー分裂と呼ばれ、この分裂が更に繰り返されて更に小さい微粒子となっていく。
しかし、この従来のエレクトロスプレー法は、安定なテイラーコーンを形成する必要性から、噴霧量を多くできず、数ｍＬ／ｈｒ程度が限界であるため、微粒子の生産効率が低い。
また、液体を微粒化して噴霧する方法として２流体ノズルを用いる方法が知られている。２流体ノズルは、圧縮空気などの高速気体の流れを利用して液体を微粒化するものであり、例えばスプレードライヤーにおける液体の噴霧に利用されている。２流体ノズルを用いた微粒化は、テイラーコーンを生じさせる従来のエレクトロスプレー法に比して大量の液体を微粒化することができる。
また、特許文献１には、２流体ノズルを応用した微粒子の製造技術として、原料液と高圧気体が供給され、原料液を霧化して吹き出す噴霧機構部と、噴霧機構部の吹き出し口に対向して配置されたコレクタと、吹き出し口に設けられた導電体とコレクタ間に高電圧を印加する高電圧発生手段を備えた微粒子の製造装置、及びその装置を用いた微粒子の製造方法が記載されており、その製造方法においては、噴霧機構部とコレクタとの間に高電圧を印加し、霧化して吹き出される液滴を帯電させ、該液滴をコレクタとの間で複数回分裂させて、直径サブミクロン以下の微粒子を得ている。
また、特許文献１には、２流体ノズルを応用した微粒子の製造技術として、原料液と高圧気体が供給され、原料液を霧化して吹き出す噴霧機構部と、噴霧機構部の吹き出し口に対向して配置されたコレクタと、吹き出し口に設けられた導電体とコレクタ間に高電圧を印加する高電圧発生手段を備えた微粒子の製造装置、及びその装置を用いた微粒子の製造方法が記載されており、その製造方法においては、噴霧機構部とコレクタとの間に高電圧を印加し、霧化して吹き出される液滴を帯電させ、該液滴をコレクタとの間で複数回分裂させて、直径サブミクロン以下の微粒子を得ている。
また、特許文献２には、液体を通過させる導電性の金属細管に高電圧を印加するとともに、該金属細管の一端側に開口する液体吐出口の周囲より微粒化用圧縮空気を噴出させて塗料を噴射させるとともに、その噴霧された塗料の流れの周囲にコロナ放電により生じるイオンを含む空気流を平行状に噴射させて塗料の帯電量を増やすことで、塗装時の塗着効率を向上させることが記載されている。
特許文献１に記載の微粒子の製造技術においては、霧化して吹き出される液体の帯電量が小さく、多量の帯電液滴を噴霧して多量の微粉末を得ることができない。
また特許文献２の塗装装置においては、噴射された塗料の流れに対して、コロナ放電によるイオンを含む空気流を平行状に噴射しており、噴射された塗料の帯電量を増加させて、塗料の粒子の分裂を促進するものではない。
また特許文献２の塗装装置においては、噴射された塗料の流れに対して、コロナ放電によるイオンを含む空気流を平行状に噴射しており、噴射された塗料の帯電量を増加させて、塗料の粒子の分裂を促進するものではない。
したがって本発明の課題は、上述した従来技術が有する解決課題を解決し得る微粒子の製造方法及び製造装置を提供することにある。
本発明は、微粒子の原料液である液体が通過する導電性の金属細管に直接高電圧を印加するとともに、該金属細管の一端側に開口する液体吐出口の周囲から微粒化用圧縮空気を噴出させることによって、前記液体を微粒化させて噴霧し、噴霧により生じた帯電液滴の流れに対して、コロナ放電及び圧縮空気の噴射により生じさせた、前記帯電液滴と同極性に帯電した空気イオンを含むイオン搬送流を、角度を付けて吹き付ける、微粒子の製造方法を提供するものである。
本発明は、微粒子の原料液である液体を噴霧させる液体噴霧部と、液体噴霧部に対して、原料液である液体を供給する原料液供給手段と、液体噴霧部に対して圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、高電圧発生手段と、液体噴霧部に形成された液体吐出口と対向配置された対向電極とを備えた、微粒子の製造装置であって、前記液体噴霧部は、前記液体が通過する導電性の金属細管を備えた液体吐出ノズルと、液体吐出ノズルの一端に形成された液体吐出口と、該液体吐出口の周囲から圧縮空気を噴出させる圧縮空気の第１噴射口と、圧縮空気を噴射し、コロナ放電により生じた空気イオンを含むイオン搬送流を生じさせる第２噴射口とを備えており、前記イオン搬送流が噴射される第２噴射口の中心軸は前記液体吐出口の中心軸と交差しており、第２噴射口には、コロナ放電用の針電極が設けられており、高電圧発生手段は、導電性の金属細管に高電圧を印加可能であるとともに、コロナ放電用の針電極にもコロナ放電を生じさせるための高電圧を印加可能であり、導電性の金属細管及び針電極と前記対向電極との間に電位差を生じさせ得る、微粒子の製造装置を提供するものである。
本発明の微粒子の製造方法及び製造装置によれば、比較的多量の帯電粒子を噴霧させることができるとともに、噴霧された帯電粒子の更なる微粒子化を促進させることができ、帯電粒子が分裂して生じるサイズの小さい微粒子を効率良く多量に製造することができる。
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を−参照しながら説明する。
図１には、本発明の微粒子の製造装置の一実施形態の概略構成が示されている。
図１に示す微粒子の製造装置１は、微粒子の原料である液体３を噴霧させる液体噴霧部２と、液体噴霧部２に対して、原料液である液体を供給する原料液供給手段（図示せず）と、液体噴霧部２に対して圧縮空気４を供給する圧縮空気供給手段（図示せず）と、高電圧発生手段５と、液体噴霧部２に形成された液体吐出口２３と対向配置された対向電極６とを備えている。
液体噴霧部２は、微粒子の原料液である液体３が通過する導電性金属製の金属細管２１を備えた液体吐出ノズル２２と、液体吐出ノズル２２の一端に形成された液体吐出口２３と、液体吐出口２３の周囲から圧縮空気を噴出させる圧縮空気の第１噴射口２４と、圧縮空気を噴射し、コロナ放電により生じた空気イオンを含むイオン搬送流を生じさせる第２噴射口２５とを備えている。第２噴射口２５には、コロナ放電用の針電極２６が設けられている。
高電圧発生手段５は、導電性の金属細管２１に高電圧を印加可能であるとともに、コロナ放電用の針電極２６にもコロナ放電を生じさせるための高電圧を印加可能であり、導電性の金属細管及び針電極と前記対向電極との間に電位差を生じさせ得る。
対向電極６は、接地されるか、又は液体吐出口２３から噴霧された帯電粒子とは逆極性の電圧が印可される。
図１には、本発明の微粒子の製造装置の一実施形態の概略構成が示されている。
図１に示す微粒子の製造装置１は、微粒子の原料である液体３を噴霧させる液体噴霧部２と、液体噴霧部２に対して、原料液である液体を供給する原料液供給手段（図示せず）と、液体噴霧部２に対して圧縮空気４を供給する圧縮空気供給手段（図示せず）と、高電圧発生手段５と、液体噴霧部２に形成された液体吐出口２３と対向配置された対向電極６とを備えている。
液体噴霧部２は、微粒子の原料液である液体３が通過する導電性金属製の金属細管２１を備えた液体吐出ノズル２２と、液体吐出ノズル２２の一端に形成された液体吐出口２３と、液体吐出口２３の周囲から圧縮空気を噴出させる圧縮空気の第１噴射口２４と、圧縮空気を噴射し、コロナ放電により生じた空気イオンを含むイオン搬送流を生じさせる第２噴射口２５とを備えている。第２噴射口２５には、コロナ放電用の針電極２６が設けられている。
高電圧発生手段５は、導電性の金属細管２１に高電圧を印加可能であるとともに、コロナ放電用の針電極２６にもコロナ放電を生じさせるための高電圧を印加可能であり、導電性の金属細管及び針電極と前記対向電極との間に電位差を生じさせ得る。
対向電極６は、接地されるか、又は液体吐出口２３から噴霧された帯電粒子とは逆極性の電圧が印可される。
本実施形態について更に説明すると、本実施形態における液体吐出ノズル２２は、導電性の金属細管２１自体から構成されている。金属細管２１は、通直な直管であり、内部を液体３が流通可能になっている。金属細管２１の内径は、例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、好ましくは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。金属細管２１の外径は、例えば０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下で、好ましくは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。金属細管２１の内径及び外径をこの範囲内に設定することで、粒子の原料液を、容易に、かつ定量的に送液できるとともに、ノズル周辺の狭い領域に電界が集中し、原料液を効率よく帯電させられる。
金属細管２１及び液体吐出ノズル２２は、液体噴霧部２のケース体２０に、共通する中心軸が一方向Ｘに延在するように支持されており、液体吐出ノズル２２の一端に開口する開口部が、液体吐出口２３を形成している。液体噴霧部２の正面視において、液体吐出口２３は円形であり、その周囲に、圧縮空気を噴出させる圧縮空気の第１噴射口２４が形成されている。
第１噴射口２４は、図２に示すように、液体吐出口２３を囲む環状に形成されている。
液体噴霧部２の正面視とは、液体吐出ノズル２２の液体吐出口２３をその正面から視た状態をいい、本実施形態の装置１においては、液体噴霧部２を、図１における下側から視た状態である。
第１噴射口２４は、図２に示すように、液体吐出口２３を囲む環状に形成されている。
液体噴霧部２の正面視とは、液体吐出ノズル２２の液体吐出口２３をその正面から視た状態をいい、本実施形態の装置１においては、液体噴霧部２を、図１における下側から視た状態である。
第１噴射口２４は、圧縮空気供給手段によって圧縮空気が供給される内部空間４２と連通した第１流路２４Ａの一端部に形成されており、圧縮空気供給手段によって内部空間４２に圧縮空気４が供給されると、第１流路２４Ａを通過した圧縮空気が、第１噴射口２４から微粒化用圧縮空気４１として噴出する。また、原料液供給手段は、液体吐出ノズル２２に対して微粒子の原料液である液体３を定量的に供給することができる。第１噴射口２４から微粒化用圧縮空気を噴出させつつ、液体吐出ノズル２２に原料液である液体３を供給することによって、液体吐出ノズル２２及び第１噴射口２４が、２流体ノズルとして機能し、原料液である液体３が微粒化されて液体吐出口２３から噴霧される。
図１には、液体吐出ノズル２２の中心軸の延在方向Ｘが鉛直方向に一致し、第１流路２４Ａが液体吐出ノズル２２の軸方向に沿って延在する例を示したが、本発明において、圧縮空気４や微粒化した液体３を噴射させる方向は、特に制限されず、鉛直方向の下方に代えて、水平方向、斜め上方、斜め下方等としても良い。また、第１流路２４Ａは、液体吐出ノズル２２の中心軸と平行でも良いし非平行でも良い。
図１には、液体吐出ノズル２２の中心軸の延在方向Ｘが鉛直方向に一致し、第１流路２４Ａが液体吐出ノズル２２の軸方向に沿って延在する例を示したが、本発明において、圧縮空気４や微粒化した液体３を噴射させる方向は、特に制限されず、鉛直方向の下方に代えて、水平方向、斜め上方、斜め下方等としても良い。また、第１流路２４Ａは、液体吐出ノズル２２の中心軸と平行でも良いし非平行でも良い。
また、液体吐出ノズル２２の液体吐出口２３から離間した位置に、液体吐出口２３と対向配置された対向電極６とを備えている。詳細には、対向電極６は、液体吐出ノズル２２の液体吐出口２３の開口の正面の位置において、液体吐出口２３の開口に対面して配置されている。対向電極６は、金属等から構成されており導電性を有している。液体吐出ノズル２２の先端と対向電極６との間の距離（最短距離）は、好ましくは２００ｍｍ以上、より好ましくは３００ｍｍ以上であり、また、好ましくは１５００ｍｍ以下、より好ましくは１０００ｍｍ以下である。前記最短距離が上記下限値以上とすることが、噴霧液滴を充分に乾燥させ、粒子として捕集する観点から好ましい。
高電圧発生手段５は、図１に示すように、液体吐出ノズル２２の導電性の金属細管２１と対向電極６との間に、高電圧を印加可能に構成されている。図１に示す例では、液体吐出ノズル２２の金属細管２１に負電圧が印加されており、金属細管２１が負極、対向電極６が接地されており、金属細管２１と対向電極６との間には電界が生じる。なお、金属細管２１と対向電極６との間に電界を生じさせるためには、図１に示す電圧の印加の仕方に代えて、液体吐出ノズル２２の金属細管２１に正電圧を印加するとともに、対向電極６を接地してもよい。また、対向電極６は必ずしも接地する必要は無く、金属細管２１とは逆極性の電圧を印加するようにしてもよい。高電圧発生手段５によって発生させる電圧は、直流電圧であることが好ましい。
高電圧発生手段５には高圧電源装置などの公知の装置を用いることができる。金属細管２１と対向電極６との間に加わる電位差は１ｋＶ以上、特に５ｋＶ以上とすることが好ましい。また金属細管２１と対向電極６との間に加わる電位差は、好ましくは１ｋＶ以上６０ｋＶ以下、より好ましくは５ｋＶ以上５０ｋＶ以下である。
液体噴霧部２は、圧縮空気を噴射し、コロナ放電により生じた空気イオンを含むイオン搬送流４５を生じさせる第２噴射口２５を備えている。
コロナ放電で生じさせる空気イオン（負イオン）としては、例えば、Ｏ2 -（Ｈ2Ｏ）n ，Ｏ3 -（Ｈ2Ｏ）n ，ＮＯ2 -（Ｈ2Ｏ）n ，ＮＯ3 -（Ｈ2Ｏ）n ，ＣＯ3 -（Ｈ2Ｏ）n ，ＮＯ3 - ，ＮＯ3 -（ＨＮＯ3）n ，ＮＯ3 -ＮＯ3 等が挙げられる。
本実施形態の製造装置における第２噴射口２５は、図２に示すように、液体吐出口２３の中心からの距離が、第１噴射口２４よりも遠く、また、第１噴射口２４から第２噴射口２５までの距離Ｌ３が、液体吐出口２３の中心から第１噴射口２４までの距離Ｌ１よりも長くなっている。第２噴射口２５は、図２に示すように、液体吐出口２３を挟む両側の位置に一対形成されている。また、第２噴射口２５は、図３に示すように、液体吐出口２３の周囲に、液体吐出口２３との間に間隔を設けて形成された傾斜面２７に形成されている。傾斜面２７は、液体吐出口２３に近い側に傾斜下端、液体吐出口２３から近い側に傾斜上端を有している。傾斜面２７は、平面状であることが好ましいが、凸曲面又は凹曲面状であっても良い。
第２噴射口２５は、液体吐出口２３を挟むように一対設けるのに代えて、液体吐出口２３の周囲に均等に３個以上設けることもできる。図５（ａ）は均等に４個、図５（ｂ）は均等に３個設けた例である。図５（ａ）に示す例及び図５（ｂ）に示す例のそれぞれにおいて、複数個の第２噴射口２５は、液体吐出口２３の中心に中心を有する真円の円周上に等間隔に配置されている。
コロナ放電で生じさせる空気イオン（負イオン）としては、例えば、Ｏ2 -（Ｈ2Ｏ）n ，Ｏ3 -（Ｈ2Ｏ）n ，ＮＯ2 -（Ｈ2Ｏ）n ，ＮＯ3 -（Ｈ2Ｏ）n ，ＣＯ3 -（Ｈ2Ｏ）n ，ＮＯ3 - ，ＮＯ3 -（ＨＮＯ3）n ，ＮＯ3 -ＮＯ3 等が挙げられる。
本実施形態の製造装置における第２噴射口２５は、図２に示すように、液体吐出口２３の中心からの距離が、第１噴射口２４よりも遠く、また、第１噴射口２４から第２噴射口２５までの距離Ｌ３が、液体吐出口２３の中心から第１噴射口２４までの距離Ｌ１よりも長くなっている。第２噴射口２５は、図２に示すように、液体吐出口２３を挟む両側の位置に一対形成されている。また、第２噴射口２５は、図３に示すように、液体吐出口２３の周囲に、液体吐出口２３との間に間隔を設けて形成された傾斜面２７に形成されている。傾斜面２７は、液体吐出口２３に近い側に傾斜下端、液体吐出口２３から近い側に傾斜上端を有している。傾斜面２７は、平面状であることが好ましいが、凸曲面又は凹曲面状であっても良い。
第２噴射口２５は、液体吐出口２３を挟むように一対設けるのに代えて、液体吐出口２３の周囲に均等に３個以上設けることもできる。図５（ａ）は均等に４個、図５（ｂ）は均等に３個設けた例である。図５（ａ）に示す例及び図５（ｂ）に示す例のそれぞれにおいて、複数個の第２噴射口２５は、液体吐出口２３の中心に中心を有する真円の円周上に等間隔に配置されている。
第２噴射口２５は、図１及び図４に示すように、遠位流路２５Ａ及び液体吐出ノズル２２の中心軸に対して角度を有する傾斜流路２５Ｂを介して、前述した内部空間４２と連通している。圧縮空気供給手段によって内部空間４２に圧縮空気４が供給されると、その一部が、前述したように、第１流路２４Ａを通って第１噴射口２４から微粒化用圧縮空気４１として噴出する一方、他の一部が、遠位流路２５Ａ及び傾斜流路２５Ｂを通って、第２噴射口２５から噴射される。第１流路２４Ａ、遠位流路２５Ａ及び傾斜流路２５Ｂは、それぞれ内面が円筒状をなしていることが好ましい。
遠位流路２５Ａ及び傾斜流路２５Ｂは、互いに連通して、第２噴射口２５に空気を供給する連続流路を形成しており、遠位流路２５Ａは、傾斜流路２５Ｂに比して第２噴射口２５から遠い位置にある。図４に示す遠位流路２５Ａは、液体吐出ノズル２２の中心軸と平行に形成されているが、非平行であっても良く、また、傾斜流路２５Ｂに対して角度を有する遠位流路２５Ａ自体が存在しなくても良い。
遠位流路２５Ａ及び傾斜流路２５Ｂは、互いに連通して、第２噴射口２５に空気を供給する連続流路を形成しており、遠位流路２５Ａは、傾斜流路２５Ｂに比して第２噴射口２５から遠い位置にある。図４に示す遠位流路２５Ａは、液体吐出ノズル２２の中心軸と平行に形成されているが、非平行であっても良く、また、傾斜流路２５Ｂに対して角度を有する遠位流路２５Ａ自体が存在しなくても良い。
また第２噴射口２５には、コロナ放電を生じさせるための針電極２６が設けられている。本実施形態の高電圧発生手段５は、針電極２６にも、コロナ放電を生じさせるための高電圧を印加可能に構成されている。図１に示すように、本実施形態においては、液体吐出ノズル２２の金属細管２１及び針電極２６に、分岐させた金属導線５１を介して、同極性の電圧が印加されるように構成されている。
針電極２６は、その先端が、第２噴射口２５から突出するように配置されていることが好ましい。針電極２６は、遠位流路２５Ａ又は傾斜流路２５Ｂの内面に固定されていても良く、また、遠位流路２５Ａの内面及び傾斜流路２５Ｂの内面の何れにも接触しないように支持されていても良い。針電極２６としては、放電用金属ワイヤ等を好ましく用いることができる。針電極として用いる放電用金属ワイヤの材質としては、タングステン、黄銅、銅、モリブデン等の導電性金属材料で腐食しにくいものが好ましい。また、針電極２６は、圧縮空気の噴射に耐える強度を持ち、噴射を妨げない適度な太さであることが好ましく、例えば、針電極２６の直径は、第２噴射口の口径の６０％以下が好ましく、より好ましくは４０％以下であり、第２噴射口の口径の２０％以上が好ましく、より好ましくは３０％以上である。例えば第２噴射口の口径が０．５ｍｍの場合０．２〜０．３ｍｍが好ましい。針電極２６は、先端を針状に尖らせて、放電し易くして用いる。なお、針電極２６として、先端が尖った金属ワイヤ等を用いる場合、針電極２６の直径は、第２噴射口２５の出口断面における直径とする。また、針電極２６は、先端が尖っていない棒状体であっても良いが、先端が尖っている方が好ましい。
針電極２６は、その先端が、第２噴射口２５から突出するように配置されていることが好ましい。針電極２６は、遠位流路２５Ａ又は傾斜流路２５Ｂの内面に固定されていても良く、また、遠位流路２５Ａの内面及び傾斜流路２５Ｂの内面の何れにも接触しないように支持されていても良い。針電極２６としては、放電用金属ワイヤ等を好ましく用いることができる。針電極として用いる放電用金属ワイヤの材質としては、タングステン、黄銅、銅、モリブデン等の導電性金属材料で腐食しにくいものが好ましい。また、針電極２６は、圧縮空気の噴射に耐える強度を持ち、噴射を妨げない適度な太さであることが好ましく、例えば、針電極２６の直径は、第２噴射口の口径の６０％以下が好ましく、より好ましくは４０％以下であり、第２噴射口の口径の２０％以上が好ましく、より好ましくは３０％以上である。例えば第２噴射口の口径が０．５ｍｍの場合０．２〜０．３ｍｍが好ましい。針電極２６は、先端を針状に尖らせて、放電し易くして用いる。なお、針電極２６として、先端が尖った金属ワイヤ等を用いる場合、針電極２６の直径は、第２噴射口２５の出口断面における直径とする。また、針電極２６は、先端が尖っていない棒状体であっても良いが、先端が尖っている方が好ましい。
また、針電極２６の第２噴射口２５からの突出長さＬ５（図４参照）は、コロナ放電の生じ易さの観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、更に好ましくは１ｍｍ以上であり、また空気の流れを妨げる程度を減らし、液の付着を防止する観点から、好ましくは３ｍｍ以下、更に好ましくは２ｍｍ以下である。針電極２６の突出長さＬ５は、好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
なお、遠位流路２５Ａや傾斜流路２５Ｂが形成されている部材が導電体である場合、その部材に針電極２６を融着し、その部材に高電圧発生手段５からの金属導線５１等を接続しても良い。
なお、遠位流路２５Ａや傾斜流路２５Ｂが形成されている部材が導電体である場合、その部材に針電極２６を融着し、その部材に高電圧発生手段５からの金属導線５１等を接続しても良い。
図１に示す例は、針電極２６に、液体吐出ノズル２２の金属細管２１と同じ負電圧が印加した場合であるが、図１に示す電圧の印加の仕方に代えて、針電極２６及び液体吐出ノズル２２の金属細管２１に正電圧を印加するとともに、対向電極６を接地してもよい。高電圧発生手段５によって発生させる電圧は、直流電圧であることが好ましい。
針電極２６と対向電極６との間に加わる電位差は、１５ｋＶ以上、特に２０ｋＶ以上とすることが、コロナ放電により空気イオンを大量に生じさせる点から好ましい。一方、この電位差は６０ｋＶ以下、特に５０ｋＶ以下とすることが、装置の絶縁を過大にする必要がない点から好ましい。針電極２６と対向電極６との間に加わる電位差は、好ましくは１５ｋＶ以上６０ｋＶ以下、より好ましくは２０ｋＶ以上５０ｋＶ以下である。
高電圧発生手段５は、液体吐出ノズル２２の金属細管に電圧を印加する装置とは別に、針電極２６に電圧を印加する装置を有していても良く、相互に異なる電圧を発生させる機能を備えた電源装置を用いて、液体吐出ノズル２２の金属細管と針電極２６とに独立して異なる電圧を印加しても良い。
高電圧発生手段５は、液体吐出ノズル２２の金属細管に電圧を印加する装置とは別に、針電極２６に電圧を印加する装置を有していても良く、相互に異なる電圧を発生させる機能を備えた電源装置を用いて、液体吐出ノズル２２の金属細管と針電極２６とに独立して異なる電圧を印加しても良い。
本実施形態の製造装置１は、対向電極６の表面に、微粒子の捕集部７を備えている。微粒子の捕集部７は、導電性材料からなる対向電極６の表面であっても良いが、対向電極６の表面に、薄いフィルム等を被せて捕集部７として用いても良い。
次に、上述した微粒子の製造装置を用いて微粒子を製造する方法、即ち本発明の微粒子の製造方法の実施態様について説明する。
本発明の微粒子の製造方法の好ましい実施態様においては、前述した製造装置１の液体噴霧部２に、圧縮空気供給手段により圧縮空気を供給するとともに、定量送液ポンプ等の公知の原料液供給手段（図示せず）により液体噴霧部２に、微粒子の原料液である液体３を供給する。圧縮空気の供給により、金属細管２１の一端側に開口する液体吐出口２３の周囲に位置する第１噴射口２４から微粒化用圧縮空気４１が噴出するとともに、第２噴射口２５から、イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気が噴射される。
本発明の微粒子の製造方法の好ましい実施態様においては、前述した製造装置１の液体噴霧部２に、圧縮空気供給手段により圧縮空気を供給するとともに、定量送液ポンプ等の公知の原料液供給手段（図示せず）により液体噴霧部２に、微粒子の原料液である液体３を供給する。圧縮空気の供給により、金属細管２１の一端側に開口する液体吐出口２３の周囲に位置する第１噴射口２４から微粒化用圧縮空気４１が噴出するとともに、第２噴射口２５から、イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気が噴射される。
この状態で、高電圧発生手段５を作動させて、微粒子の原料液である液体が通過する導電性の金属細管２１及び針電極２６に負電圧の直流高電圧を印加すると、金属細管２１内を流れる液体３にマイナスの電荷が帯電し、その帯電した液体３が、液体吐出口２３から、液体吐出口２３の周囲から噴出された微粒化用圧縮空気４１によって微粒化されて噴霧される。液体３は、噴霧により液滴となるとともに帯電した帯電液滴３１となっている。
噴霧により生じた帯電液滴３１は、第１噴射口２４からの圧縮空気の噴射により生じた気流に乗り、また金属細管２１と対向電極６に生じた電界に沿って対向電極６に向かって流れる。また、針電極２６への負電圧の高電圧の印加により、針電極２６からコロナ放電で生じて空気イオンが生じるとともに、第２噴射口２５からの圧縮空気の噴射により、空気イオンを含む気流であるイオン搬送流４５が生じる。イオン搬送流４５中に含まれる空気イオンは、帯電液滴３１と同じ極性であるマイナスに帯電している。
また第２噴射口２５は、液体吐出口２３に近い側に傾斜下端を有する傾斜面２７に形成されており、空気イオンを含むイオン搬送流４５は、図１に示すように、前述した帯電液滴の流れＦに対して、角度を付けて吹き付けらえる。
また第２噴射口２５は、液体吐出口２３に近い側に傾斜下端を有する傾斜面２７に形成されており、空気イオンを含むイオン搬送流４５は、図１に示すように、前述した帯電液滴の流れＦに対して、角度を付けて吹き付けらえる。
帯電液滴３１と同じ極性に帯電した空気イオンを含むイオン搬送流４５を、噴霧により生じた帯電液滴の流れＦに吹き付けることによって、流れＦ中の帯電液滴３１の帯電量が増加する。帯電量が増加する理由は、通常、帯電液滴と空気イオンは同極性であり、平行流ならば反発して合一することは無いが、帯電液滴の流れＦに角度をつけて高速の空気イオンを衝突させているので、帯電液滴に空気イオンが取り込まれ、その結果、帯電量が増加していると考えられる。
このように帯電液滴３１の帯電量が増加することによって、帯電液滴３１が飛翔中に溶媒が蒸発して表面電荷密度が高くなって電荷が反発しあい、この電荷反発力が液の表面張力に打ち勝って液滴が微小粒子に分裂していく現象、すなわちレイリー分裂が促進される。そして、複数回の分裂を繰り返して小粒径化した微粒子３２が捕集部７に捕集される。捕集は、対向電極６を接地した状態で行っても良いし、対向電極に、微粒子と逆極性の電圧、即ち微粒子がマイナスに帯電している場合はプラス、微粒子がプラスに帯電している場合はマイナスの電圧を印加した状態で行ってもよい。
このように帯電液滴３１の帯電量が増加することによって、帯電液滴３１が飛翔中に溶媒が蒸発して表面電荷密度が高くなって電荷が反発しあい、この電荷反発力が液の表面張力に打ち勝って液滴が微小粒子に分裂していく現象、すなわちレイリー分裂が促進される。そして、複数回の分裂を繰り返して小粒径化した微粒子３２が捕集部７に捕集される。捕集は、対向電極６を接地した状態で行っても良いし、対向電極に、微粒子と逆極性の電圧、即ち微粒子がマイナスに帯電している場合はプラス、微粒子がプラスに帯電している場合はマイナスの電圧を印加した状態で行ってもよい。
イオン搬送流４５の吹き付けによる帯電量の増大を一層効果的に生じさせる観点から、イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する噴射口である第２噴射口２５の中心軸２５ｃと、液体吐出口２３の中心軸２３ｃとが、液体吐出口２３からの距離Ｌが２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度θ（図４参照）で交差するように設計することが好ましい。
距離Ｌを２〜６ｍｍの範囲内とすることにより、イオン搬送流４５を、帯電液滴があまり拡散せず、空気イオンの濃度も高い状態で、帯電液滴の流れＦに吹き付けることができ、帯電効率が高くなり、交差角度θを４０〜８０度の範囲内とすることにより、イオン搬送流４５を噴霧液滴の流れＦに強く衝突させることができて帯電効率が高まるとともに、角度が大きすぎて液滴が広く飛散してしまうことも防止できる。
なお、第２噴射口２５の中心軸２５ｃと、液体吐出口２３の中心軸２３ｃとの交差は、中心軸どうしがねじれの位置にあっても該点Ｐにおいて交差しているとしてよい。液体吐出口２３の中心軸２３ｃ上の点Ｐを中心とする半径０．５ｍｍの球殻の内部を第２噴射口２５の中心軸２５ｃが通過することが好ましく、半径０．３５ｍｍの球殻の内部を第２噴射口２５の中心軸２５ｃが通過することがより好ましい。第２噴射口２５の中心軸２５ｃが液体吐出口２３の中心軸２３ｃ上の点Ｐを中心とする前記半径の球殻の内部を通過していれば、該点Ｐにおいて交差しているとする。
距離Ｌを２〜６ｍｍの範囲内とすることにより、イオン搬送流４５を、帯電液滴があまり拡散せず、空気イオンの濃度も高い状態で、帯電液滴の流れＦに吹き付けることができ、帯電効率が高くなり、交差角度θを４０〜８０度の範囲内とすることにより、イオン搬送流４５を噴霧液滴の流れＦに強く衝突させることができて帯電効率が高まるとともに、角度が大きすぎて液滴が広く飛散してしまうことも防止できる。
なお、第２噴射口２５の中心軸２５ｃと、液体吐出口２３の中心軸２３ｃとの交差は、中心軸どうしがねじれの位置にあっても該点Ｐにおいて交差しているとしてよい。液体吐出口２３の中心軸２３ｃ上の点Ｐを中心とする半径０．５ｍｍの球殻の内部を第２噴射口２５の中心軸２５ｃが通過することが好ましく、半径０．３５ｍｍの球殻の内部を第２噴射口２５の中心軸２５ｃが通過することがより好ましい。第２噴射口２５の中心軸２５ｃが液体吐出口２３の中心軸２３ｃ上の点Ｐを中心とする前記半径の球殻の内部を通過していれば、該点Ｐにおいて交差しているとする。
同様の観点から、第２噴射口２５の中心軸２５ｃと液体吐出口２３の中心軸２３ｃとは、液体吐出口２３からの距離Ｌが３〜５ｍｍの範囲内において４５〜６０度の交差角度θで交差することが更に好ましい。
液体吐出口２３の中心軸２３ｃは、液体吐出口２３に隣接する流体３の流路の中心軸であり、該液体３０の流路内に位置する部分に加えて、液体吐出口２３から突出する、軸長方向への延長部分も含まれる。本実施形態における、液体吐出口２３の中心軸２３ｃは、液体吐出ノズル２２の中心軸及びその軸長方向への延長部分と一致している。
第２噴射口２５の中心軸２５ｃは、第２噴射口２５に隣接する流路、即ち前述した傾斜流路２５Ｂの中心軸であり、該流路２５Ｂ内に位置する部分に加えて第２噴射口２５から突出する軸長方向への延長部分も含まれる。なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）の示す例においても、全ての第２噴射口２５の中心軸が液体吐出口２３の中心軸に対して、液体吐出口２３からの距離が２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度θ（図４参照）で交差するようにすることが好ましく、該距離が３〜５ｍｍの範囲内において４５〜６０度の交差角度θで交差することが更に好ましい。
液体吐出口２３の中心軸２３ｃは、液体吐出口２３に隣接する流体３の流路の中心軸であり、該液体３０の流路内に位置する部分に加えて、液体吐出口２３から突出する、軸長方向への延長部分も含まれる。本実施形態における、液体吐出口２３の中心軸２３ｃは、液体吐出ノズル２２の中心軸及びその軸長方向への延長部分と一致している。
第２噴射口２５の中心軸２５ｃは、第２噴射口２５に隣接する流路、即ち前述した傾斜流路２５Ｂの中心軸であり、該流路２５Ｂ内に位置する部分に加えて第２噴射口２５から突出する軸長方向への延長部分も含まれる。なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）の示す例においても、全ての第２噴射口２５の中心軸が液体吐出口２３の中心軸に対して、液体吐出口２３からの距離が２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度θ（図４参照）で交差するようにすることが好ましく、該距離が３〜５ｍｍの範囲内において４５〜６０度の交差角度θで交差することが更に好ましい。
本発明の製造装置及び製造方法においては、噴霧量を比較的多くすることができる。例えば、液体吐出用ノズルへの液体３の供給量は、０．５ｍＬ／ｍｉｎ以上とすることができ、エレクトロスプレー法の１０倍以上とすることができる。また、液体吐出用ノズルへの液体３の供給量は、１６０ｍＬ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。
微粒子の原料液は、製造する微粒子の種類に応じて適宜に決定することができるが、生じた微粒子の構成材料となる微粒子構成材料と、微粒子の噴霧過程で一部又は全部が蒸発する溶媒とを含み、導電性を有することが好ましい。
微粒子として、有機化合物を含む微粒子を製造する場合には、微粒子構成材料としては、アラミド、コラーゲン、セルロース、ナイロン、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリエステルカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリスチレン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリビニルアルコール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリペプチド、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸等が例示できる。用いられる有機化合物は１種類に限定されるわけではなく、前記例示した有機化合物から任意の複数種類を組み合わせて用いることができる。
微粒子として、有機化合物を含む微粒子を製造する場合には、微粒子構成材料としては、アラミド、コラーゲン、セルロース、ナイロン、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリエステルカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリスチレン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリビニルアルコール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリペプチド、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸等が例示できる。用いられる有機化合物は１種類に限定されるわけではなく、前記例示した有機化合物から任意の複数種類を組み合わせて用いることができる。
また、微粒子として、無機化合物の微粒子を製造する場合には、微粒子構成材料として、無機微粒子を含むことが好ましく、原料液中の無機微粒子の含有量は１０〜２０質量％であることが好ましい。ここでいう無機微粒子としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化鉄、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化銅、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化カルシウム等の金属酸化物あるいは酸化インジウム錫などの複合酸化物、金、銀、銅、白金などの金属、窒化アルミ、窒化ケイ素、窒化ホウ素などの窒化物、炭化ケイ素、チタン酸バリウムシリコン、カーボンナノチューブ等が挙げられる。用いる無機微粒子は１種類に限定されるわけではなく、前記例示した無機微粒子から任意の複数種類を組み合わせて用いることができる。
また、微粒子として、無機化合物と有機化合物とを含む微粒子を製造することもでき、この場合の原料液としては、有機化合物を含む微粒子を製造するための上述した微粒子構成材料の１種以上と、無機化合物の微粒子を製造するための上述した微粒子構成材料の１種以上とを含むものが挙げられる。
溶媒としては、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸メチル、塩化エチル、塩化メチル、塩化メチレン、四塩化炭素、臭化エチル、臭化プロピル、臭化メチル、酢酸、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸メチル、水、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、１−プロパノール、２−プロパノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ｍ−キシレン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、アセトニトリル、アセトン、エタノール、ギ酸、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸メチル、クロロホルム、ジイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、ジベンジルアルコール、テトラエチレングリコール、テトラヒドロフラン、トリエチレングリコール、トリクロロエタン、トルエン、ピリジン、フェノール、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジメチル、ヘキサフルオロアセトン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサン、ベンゼン、メタノール、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等を例示することができる。用いる溶媒は１種類に限定されるわけではなく、前記例示した溶媒から任意の複数種類を選定し、混合して用いても構わない。
その他に、原料液に高分子化合物を含むことができる。水溶性高分子としてはポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、キトサン、プルラン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ポリ−γ−グルタミン酸、変性コーンスターチ、β−グルカン、グルコオリゴ糖、ヘパリン、ケラト硫酸等のムコ多糖、セルロース、ペクチン、キシラン、リグニン、グルコマンナン、ガラクツロン酸、サイリウムシードガム、タマリンド種子ガム、アラビアガム、トラガントガム、大豆水溶性多糖、アルギン酸、カラギーナン、ラミナラン、寒天（アガロース）、ゼラチン、フコイダン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、部分鹸化ポリビニルアルコール、低鹸化ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。非水溶性高分子としてはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブチルアルコール、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチド等が例示できる。用いられる高分子化合物は１種類に限定されるわけではなく、前記例示した高分子化合物から任意の複数種類を組み合わせて用いることができる。
微粒子の原料液である液体は、高電圧を印加した金属細管により帯電させるため、導電性を有する必要がある。ここでいう導電性とは、例えば、導電率が１μＳ／ｍ以上であることを意味する。
なお、本発明の方法及び装置で好ましく製造される微粒子は、例えば、下記方法により求めた数平均粒子径が０．０１μｍ以上１０μｍ以下である微小なものであり、より好ましくは０．０１μｍ以上５μｍ以下のものである。ただし、本発明で製造する粒子は、そのような数平均粒子径を有するものに制限されない。
〔平均粒子径の測定方法〕
走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社、ＪＳＭ−６５１０）を用いて、加速電圧２０ｋＶ、倍率５０００倍にて粒子の観察を行う。５０〜２００個の粒子が含まれる複数の視野中の全粒子の直径を画像上で実測し、その平均を数平均粒子径として算出した。
〔平均粒子径の測定方法〕
走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社、ＪＳＭ−６５１０）を用いて、加速電圧２０ｋＶ、倍率５０００倍にて粒子の観察を行う。５０〜２００個の粒子が含まれる複数の視野中の全粒子の直径を画像上で実測し、その平均を数平均粒子径として算出した。
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されず適宜変更可能である。
例えば、第１噴射口２４から噴射される圧縮空気及び第２噴射口２５から噴射される圧縮空気は、共通する内部空間４２を経由することなく独立した経路で供給されたものであっても良い。
例えば、第１噴射口２４から噴射される圧縮空気及び第２噴射口２５から噴射される圧縮空気は、共通する内部空間４２を経由することなく独立した経路で供給されたものであっても良い。
上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の付記（微粒子の製造装置、微粒子の製造方法）を開示する。
＜１＞
微粒子の原料液である液体が通過する導電性の金属細管に直接高電圧を印加するとともに、該金属細管の一端側に開口する液体吐出口の周囲から微粒化用圧縮空気を噴出させることによって、前記液体を微粒化させて噴霧し、
噴霧により生じた帯電液滴の流れに対して、コロナ放電及び圧縮空気の噴射により生じさせた、前記帯電液滴と同極性に帯電した空気イオンを含むイオン搬送流を、角度を付けて吹き付ける、微粒子の製造方法。
＜１＞
微粒子の原料液である液体が通過する導電性の金属細管に直接高電圧を印加するとともに、該金属細管の一端側に開口する液体吐出口の周囲から微粒化用圧縮空気を噴出させることによって、前記液体を微粒化させて噴霧し、
噴霧により生じた帯電液滴の流れに対して、コロナ放電及び圧縮空気の噴射により生じさせた、前記帯電液滴と同極性に帯電した空気イオンを含むイオン搬送流を、角度を付けて吹き付ける、微粒子の製造方法。
＜２＞
前記金属細管の内径は、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上であり、また好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下であり、また好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である、前記＜１＞に記載の微粒子の製造方法。
＜３＞
前記金属細管の外径は、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上であり、また好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以下であり、また好ましくは０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の微粒子の製造方法。
＜４＞
前記微粒化用圧縮空気を、前記液体吐出口の周囲に環状に形成した第１噴射口から噴出させる、前記＜１＞〜＜３＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜５＞
前記液体吐出口がその正面視において円形である、前記＜１＞〜＜４＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
前記金属細管の内径は、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上であり、また好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下であり、また好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である、前記＜１＞に記載の微粒子の製造方法。
＜３＞
前記金属細管の外径は、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上であり、また好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以下であり、また好ましくは０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の微粒子の製造方法。
＜４＞
前記微粒化用圧縮空気を、前記液体吐出口の周囲に環状に形成した第１噴射口から噴出させる、前記＜１＞〜＜３＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜５＞
前記液体吐出口がその正面視において円形である、前記＜１＞〜＜４＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜６＞
前記液体吐出口から離間した位置に、前記金属細管との間に電位差を生じさせる対向電極を配置して、前記微粒子の製造を行い、
前記液体吐出口と前記対向電極との間の最短距離を、好ましくは２００ｍｍ以上、より好ましくは３００ｍｍ以上であり、また、好ましくは１５００ｍｍ以下、より好ましくは１０００ｍｍ以下である、前記＜１＞〜＜３＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜７＞
前記金属細管には、負電圧又は正電圧を印加し、前記液体吐出口から離間した位置に配置した対向電極に、逆極性の電圧を印加するか、又は該対向電極を接地する、前記＜１＞〜＜６＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜８＞
金属細管と対向電極との間に加わる電位差が、好ましくは１ｋＶ以上、より好ましくは５ｋＶ以上であり、また好ましくは６０ｋＶ以下、より好ましくは５０ｋＶ以下であり、また、好ましくは１ｋＶ以上６０ｋＶ以下、より好ましくは５ｋＶ以上５０ｋＶ以下である、前記＜１＞〜＜６＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜９＞
前記微粒化用圧縮空気を、前記液体吐出口の周囲に環状に形成した第１噴射口から噴出させ、前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を、第２噴射口から噴出させ、
第２噴射口は、前記液体吐出口の中心からの距離が、第１噴射口よりも遠く、また、第１噴射口から第２噴射口までの距離Ｌ３が、前記液体吐出口の中心から第１噴射口までの距離Ｌ１よりも長くなっている。前記＜１＞〜＜８＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１０＞
前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口が、少なくとも、前記液体吐出口を挟む両側の位置に一対形成されている、前記＜１＞〜＜９＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
前記液体吐出口から離間した位置に、前記金属細管との間に電位差を生じさせる対向電極を配置して、前記微粒子の製造を行い、
前記液体吐出口と前記対向電極との間の最短距離を、好ましくは２００ｍｍ以上、より好ましくは３００ｍｍ以上であり、また、好ましくは１５００ｍｍ以下、より好ましくは１０００ｍｍ以下である、前記＜１＞〜＜３＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜７＞
前記金属細管には、負電圧又は正電圧を印加し、前記液体吐出口から離間した位置に配置した対向電極に、逆極性の電圧を印加するか、又は該対向電極を接地する、前記＜１＞〜＜６＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜８＞
金属細管と対向電極との間に加わる電位差が、好ましくは１ｋＶ以上、より好ましくは５ｋＶ以上であり、また好ましくは６０ｋＶ以下、より好ましくは５０ｋＶ以下であり、また、好ましくは１ｋＶ以上６０ｋＶ以下、より好ましくは５ｋＶ以上５０ｋＶ以下である、前記＜１＞〜＜６＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜９＞
前記微粒化用圧縮空気を、前記液体吐出口の周囲に環状に形成した第１噴射口から噴出させ、前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を、第２噴射口から噴出させ、
第２噴射口は、前記液体吐出口の中心からの距離が、第１噴射口よりも遠く、また、第１噴射口から第２噴射口までの距離Ｌ３が、前記液体吐出口の中心から第１噴射口までの距離Ｌ１よりも長くなっている。前記＜１＞〜＜８＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１０＞
前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口が、少なくとも、前記液体吐出口を挟む両側の位置に一対形成されている、前記＜１＞〜＜９＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１１＞
前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口は、前記液体吐出口の周囲に前記液体吐出口との間に間隔を設けて形成された傾斜面に形成されている、前記＜１＞〜＜１０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１２＞
前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口の中心軸と、前記液体吐出口の中心軸とが、該液体吐出口からの距離が２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度で交差している、前記＜１＞〜＜１１＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１３＞
前記空気イオンを、圧縮空気の噴射口から突出するように配置したコロナ放電用の針電極から発生させる、前記＜１＞〜＜１２＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１４＞
前記針電極の圧縮空気の噴射口からの突出長さは、好ましくは０．５ｍｍ以上、更に好ましくは１ｍｍ以上であり、好ましくは３ｍｍ以下、更に好ましくは２ｍｍ以下であり、また好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下である、前記＜１３＞に記載の微粒子の製造方法。
＜１５＞
前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気が、前記液体吐出口を端部に有する液体吐出ノズルの中心軸に対して傾斜した傾斜流路を通って噴射される。前記＜１＞〜＜１４＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口は、前記液体吐出口の周囲に前記液体吐出口との間に間隔を設けて形成された傾斜面に形成されている、前記＜１＞〜＜１０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１２＞
前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口の中心軸と、前記液体吐出口の中心軸とが、該液体吐出口からの距離が２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度で交差している、前記＜１＞〜＜１１＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１３＞
前記空気イオンを、圧縮空気の噴射口から突出するように配置したコロナ放電用の針電極から発生させる、前記＜１＞〜＜１２＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１４＞
前記針電極の圧縮空気の噴射口からの突出長さは、好ましくは０．５ｍｍ以上、更に好ましくは１ｍｍ以上であり、好ましくは３ｍｍ以下、更に好ましくは２ｍｍ以下であり、また好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下である、前記＜１３＞に記載の微粒子の製造方法。
＜１５＞
前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気が、前記液体吐出口を端部に有する液体吐出ノズルの中心軸に対して傾斜した傾斜流路を通って噴射される。前記＜１＞〜＜１４＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１６＞
前記空気イオンを、コロナ放電用の針電極から発生させ、該針電極は、前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口に圧縮空気を送る流路の内面に固定されているか、又は該流路の内面に接触しないように支持されている、前記＜１＞〜＜１５＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１７＞
前記空気イオンを、コロナ放電用の針電極から発生させ、該針電極は、遠位流路、又は前記液体吐出口を端部に有する液体吐出ノズルの中心軸に対して傾斜した傾斜流路又は前記液体吐出口からの距離が該傾斜流路よりも遠い遠位流路の内面に固定されているか、又は該遠位管路の内面及び該傾斜管路の内面の何れにも接触しないように支持されている、前記＜１＞〜＜１６＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１８＞
前記針電極の直径は、第２噴射口の口径の好ましくは６０％以下、より好ましくは４０％以下であり、また好ましくは０．１％以上である、前記＜１＞〜＜１７＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１９＞
前記微粒子の原料液が、無機微粒子を１０〜２０質量％含む導電性の液体である、前記＜１＞〜＜１８＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜２０＞
前記針電極と前記対向電極との間に加える電位差が、好ましくは１５ｋＶ以上、より好ましくは２０ｋＶ以上であり、また好ましくは６０ｋＶ以下、より好ましくは５０ｋＶ以下であり、また好ましくは１５ｋＶ以上６０ｋＶ以下、より好ましくは２０ｋＶ以上５０ｋＶ以下である、前記＜１＞〜＜１９＞に記載の微粒子の製造方法。
前記空気イオンを、コロナ放電用の針電極から発生させ、該針電極は、前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口に圧縮空気を送る流路の内面に固定されているか、又は該流路の内面に接触しないように支持されている、前記＜１＞〜＜１５＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１７＞
前記空気イオンを、コロナ放電用の針電極から発生させ、該針電極は、遠位流路、又は前記液体吐出口を端部に有する液体吐出ノズルの中心軸に対して傾斜した傾斜流路又は前記液体吐出口からの距離が該傾斜流路よりも遠い遠位流路の内面に固定されているか、又は該遠位管路の内面及び該傾斜管路の内面の何れにも接触しないように支持されている、前記＜１＞〜＜１６＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１８＞
前記針電極の直径は、第２噴射口の口径の好ましくは６０％以下、より好ましくは４０％以下であり、また好ましくは０．１％以上である、前記＜１＞〜＜１７＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜１９＞
前記微粒子の原料液が、無機微粒子を１０〜２０質量％含む導電性の液体である、前記＜１＞〜＜１８＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法。
＜２０＞
前記針電極と前記対向電極との間に加える電位差が、好ましくは１５ｋＶ以上、より好ましくは２０ｋＶ以上であり、また好ましくは６０ｋＶ以下、より好ましくは５０ｋＶ以下であり、また好ましくは１５ｋＶ以上６０ｋＶ以下、より好ましくは２０ｋＶ以上５０ｋＶ以下である、前記＜１＞〜＜１９＞に記載の微粒子の製造方法。
＜２１＞
微粒子の原料液である液体を噴霧させる液体噴霧部と、液体噴霧部に対して、原料液である液体を供給する原料液供給手段と、液体噴霧部に対して圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、高電圧発生手段と、液体噴霧部に形成された液体吐出口と対向配置された対向電極とを備えた、微粒子の製造装置であって、
前記液体噴霧部は、前記液体が通過する導電性の金属細管を備えた液体吐出ノズルと、液体吐出ノズルの一端に形成された液体吐出口と、該液体吐出口の周囲から圧縮空気を噴出させる圧縮空気の第１噴射口と、圧縮空気を噴射し、コロナ放電により生じた空気イオンを含むイオン搬送流を生じさせる第２噴射口とを備えており、前記イオン搬送流が噴射される第２噴射口の中心軸は前記液体吐出口の中心軸と交差しており、第２噴射口には、コロナ放電用の針電極が設けられており、
高電圧発生手段は、導電性の金属細管に高電圧を印加可能であるとともに、コロナ放電用の針電極にもコロナ放電を生じさせるための高電圧を印加可能であり、導電性の金属細管及び針電極と前記対向電極との間に電位差を生じさせ得る、微粒子の製造装置。
＜２２＞
前記針電極と前記対向電極との間に加わる電位差が、好ましくは１５ｋＶ以上、より好ましくは２０ｋＶ以上であり、また好ましくは６０ｋＶ以下、より好ましくは５０ｋＶ以下であり、また好ましくは１５ｋＶ以上６０ｋＶ以下、より好ましくは２０ｋＶ以上５０ｋＶ以下である、前記＜２０＞に記載の微粒子の製造装置。
＜２３＞
第２噴射口の中心軸と前記液体吐出口の中心軸とが、該液体吐出口からの距離が２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度で交差している、前記＜２１＞〜＜２２＞に記載の微粒子の製造装置。
＜２４＞
第２噴射口の中心軸と前記液体吐出口の中心軸とが、該液体吐出口からの距離が３〜５ｍｍの範囲内において４５〜６０度の交差角度で交差している、前記＜２３＞に記載の微粒子の製造装置。
＜２５＞
液体吐出用ノズルへの液体の供給量が、０．５ｍＬ／ｍｉｎ以上２００ｍＬ／ｍｉｎ以下である、前記＜２１＞〜＜２４＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
微粒子の原料液である液体を噴霧させる液体噴霧部と、液体噴霧部に対して、原料液である液体を供給する原料液供給手段と、液体噴霧部に対して圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、高電圧発生手段と、液体噴霧部に形成された液体吐出口と対向配置された対向電極とを備えた、微粒子の製造装置であって、
前記液体噴霧部は、前記液体が通過する導電性の金属細管を備えた液体吐出ノズルと、液体吐出ノズルの一端に形成された液体吐出口と、該液体吐出口の周囲から圧縮空気を噴出させる圧縮空気の第１噴射口と、圧縮空気を噴射し、コロナ放電により生じた空気イオンを含むイオン搬送流を生じさせる第２噴射口とを備えており、前記イオン搬送流が噴射される第２噴射口の中心軸は前記液体吐出口の中心軸と交差しており、第２噴射口には、コロナ放電用の針電極が設けられており、
高電圧発生手段は、導電性の金属細管に高電圧を印加可能であるとともに、コロナ放電用の針電極にもコロナ放電を生じさせるための高電圧を印加可能であり、導電性の金属細管及び針電極と前記対向電極との間に電位差を生じさせ得る、微粒子の製造装置。
＜２２＞
前記針電極と前記対向電極との間に加わる電位差が、好ましくは１５ｋＶ以上、より好ましくは２０ｋＶ以上であり、また好ましくは６０ｋＶ以下、より好ましくは５０ｋＶ以下であり、また好ましくは１５ｋＶ以上６０ｋＶ以下、より好ましくは２０ｋＶ以上５０ｋＶ以下である、前記＜２０＞に記載の微粒子の製造装置。
＜２３＞
第２噴射口の中心軸と前記液体吐出口の中心軸とが、該液体吐出口からの距離が２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度で交差している、前記＜２１＞〜＜２２＞に記載の微粒子の製造装置。
＜２４＞
第２噴射口の中心軸と前記液体吐出口の中心軸とが、該液体吐出口からの距離が３〜５ｍｍの範囲内において４５〜６０度の交差角度で交差している、前記＜２３＞に記載の微粒子の製造装置。
＜２５＞
液体吐出用ノズルへの液体の供給量が、０．５ｍＬ／ｍｉｎ以上２００ｍＬ／ｍｉｎ以下である、前記＜２１＞〜＜２４＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜２６＞
有機化合物を含む微粒子を製造する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２５＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜２７＞
微粒子の構成材料となる微粒子構成材料として、アラミド、コラーゲン、セルロース、ナイロン、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリエステルカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリスチレン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリビニルアルコール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリペプチド、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸から選択される１種又は２種以上の有機化合物を含む
原料液を使用する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２６＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜２８＞
微粒子の構成材料となる微粒子構成材料として、原料液中に無機微粒子を１０〜２０質量％含む原料液を使用する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２７＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜２９＞
前記無機微粒子として、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化鉄、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化銅、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化カルシウム等の金属酸化物あるいは酸化インジウム錫などの複合酸化物、金、銀、銅、白金などの金属、窒化アルミ、窒化ケイ素、窒化ホウ素などの窒化物、炭化ケイ素、チタン酸バリウムシリコン、カーボンナノチューブから選択される１種又は２種以上の無機微粒子を含む原料液を使用する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２８＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜３０＞
溶媒として、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸メチル、塩化エチル、塩化メチル、塩化メチレン、四塩化炭素、臭化エチル、臭化プロピル、臭化メチル、酢酸、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸メチル、水、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、１−プロパノール、２−プロパノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ｍ−キシレン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、アセトニトリル、アセトン、エタノール、ギ酸、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸メチル、クロロホルム、ジイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、ジベンジルアルコール、テトラエチレングリコール、テトラヒドロフラン、トリエチレングリコール、トリクロロエタン、トルエン、ピリジン、フェノール、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジメチル、ヘキサフルオロアセトン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサン、ベンゼン、メタノール、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンから選択される１種又は２種以上を含む原料液を使用する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２９＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
有機化合物を含む微粒子を製造する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２５＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜２７＞
微粒子の構成材料となる微粒子構成材料として、アラミド、コラーゲン、セルロース、ナイロン、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリエステルカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリスチレン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリビニルアルコール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリペプチド、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸から選択される１種又は２種以上の有機化合物を含む
原料液を使用する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２６＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜２８＞
微粒子の構成材料となる微粒子構成材料として、原料液中に無機微粒子を１０〜２０質量％含む原料液を使用する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２７＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜２９＞
前記無機微粒子として、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化鉄、酸化亜鉛、ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化銅、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化カルシウム等の金属酸化物あるいは酸化インジウム錫などの複合酸化物、金、銀、銅、白金などの金属、窒化アルミ、窒化ケイ素、窒化ホウ素などの窒化物、炭化ケイ素、チタン酸バリウムシリコン、カーボンナノチューブから選択される１種又は２種以上の無機微粒子を含む原料液を使用する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２８＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜３０＞
溶媒として、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸メチル、塩化エチル、塩化メチル、塩化メチレン、四塩化炭素、臭化エチル、臭化プロピル、臭化メチル、酢酸、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸メチル、水、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、１−プロパノール、２−プロパノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ｍ−キシレン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、アセトニトリル、アセトン、エタノール、ギ酸、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸メチル、クロロホルム、ジイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、ジベンジルアルコール、テトラエチレングリコール、テトラヒドロフラン、トリエチレングリコール、トリクロロエタン、トルエン、ピリジン、フェノール、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジメチル、ヘキサフルオロアセトン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ヘキサン、ベンゼン、メタノール、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンから選択される１種又は２種以上を含む原料液を使用する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜２９＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜３１＞
原料液に、水溶性の高分子化合物及び非水溶性の高分子化合物の何れか一方又は双方を含む原料液を用いる、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜３０＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜３２＞
前記水溶性の高分子化合物が、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、キトサン、プルラン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ポリ−γ−グルタミン酸、変性コーンスターチ、β−グルカン、グルコオリゴ糖、ヘパリン、ケラト硫酸等のムコ多糖、セルロース、ペクチン、キシラン、リグニン、グルコマンナン、ガラクツロン酸、サイリウムシードガム、タマリンド種子ガム、アラビアガム、トラガントガム、大豆水溶性多糖、アルギン酸、カラギーナン、ラミナラン、寒天（アガロース）、ゼラチン、フコイダン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、部分鹸化ポリビニルアルコール、低鹸化ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースから選択される１種又は２種以上である、前記＜３１＞に記載の微粒子の製造方法又は製造装置。
＜３３＞
前記非水溶性の高分子化合物が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブチルアルコール、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチドから選択される１種又は２種以上である、前記＜３１＞又は＜３２＞に記載の微粒子の製造方法又は製造装置。
＜３４＞
微粒子の原料液である液体が導電性を有する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜３３＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
原料液に、水溶性の高分子化合物及び非水溶性の高分子化合物の何れか一方又は双方を含む原料液を用いる、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜３０＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
＜３２＞
前記水溶性の高分子化合物が、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、キトサン、プルラン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ポリ−γ−グルタミン酸、変性コーンスターチ、β−グルカン、グルコオリゴ糖、ヘパリン、ケラト硫酸等のムコ多糖、セルロース、ペクチン、キシラン、リグニン、グルコマンナン、ガラクツロン酸、サイリウムシードガム、タマリンド種子ガム、アラビアガム、トラガントガム、大豆水溶性多糖、アルギン酸、カラギーナン、ラミナラン、寒天（アガロース）、ゼラチン、フコイダン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、部分鹸化ポリビニルアルコール、低鹸化ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースから選択される１種又は２種以上である、前記＜３１＞に記載の微粒子の製造方法又は製造装置。
＜３３＞
前記非水溶性の高分子化合物が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブチルアルコール、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフラテート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステルカーボネート、ナイロン、アラミド、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリヒドロキシ酪酸、ポリ酢酸ビニル、ポリペプチドから選択される１種又は２種以上である、前記＜３１＞又は＜３２＞に記載の微粒子の製造方法又は製造装置。
＜３４＞
微粒子の原料液である液体が導電性を有する、前記＜１＞〜＜２０＞の何れか１に記載の微粒子の製造方法又は前記＜２１＞〜＜３３＞の何れか１に記載の微粒子の製造装置。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」及び「部」はそれぞれ「質量％」及び「質量部」を意味する。
（評価試験１）
図１に示す装置を用い、微粒子の原料液である液体に代えて水を噴射し、噴射された水の帯電量を測定することによって、液体に対する帯電性能を評価した。
評価試験には、図６に示す評価装置８を用いた。評価装置８は、ファラデーケージ８１、金属容器８２、電荷量測定器８３、及び定量送液ポンプ８４を備えている。
ファラデーケージ８１は、春日電機製のファラデーケージ（ＫＱ−１４００）を用い、電荷量測定器８３は、春日電機製のクーロンメータ（ＮＫ−１００２）を用い、定量送液ポンプ８４としてはシリンジポンプを用いた。水は、導電性を有する水道水（８ｍＳ／ｍ）を用いた。図６中、符号８８は、帯電した水であり、符号８５〜８７は、測定プローブ先端、測定プローブ、及びアースにつながる金属導線である。
図１に示す装置を用い、微粒子の原料液である液体に代えて水を噴射し、噴射された水の帯電量を測定することによって、液体に対する帯電性能を評価した。
評価試験には、図６に示す評価装置８を用いた。評価装置８は、ファラデーケージ８１、金属容器８２、電荷量測定器８３、及び定量送液ポンプ８４を備えている。
ファラデーケージ８１は、春日電機製のファラデーケージ（ＫＱ−１４００）を用い、電荷量測定器８３は、春日電機製のクーロンメータ（ＮＫ−１００２）を用い、定量送液ポンプ８４としてはシリンジポンプを用いた。水は、導電性を有する水道水（８ｍＳ／ｍ）を用いた。図６中、符号８８は、帯電した水であり、符号８５〜８７は、測定プローブ先端、測定プローブ、及びアースにつながる金属導線である。
具体的には、ファラデーケージの金属容器８２の質量を測定した後、金属容器８２をファラデーケージにセットして電荷量測定器８３をゼロにリセットした。液体噴霧部２の金属細管２１との間及び針電極２６との間に負電圧又は正電圧の高電圧を印加し、液体噴霧部２に圧縮空気４を供給して第１及び第２噴射口から噴射させた。次いで、定量送液ポンプ８４を動作させ、液体吐出ノズル２２の下端の液体吐出口２３から水を噴霧した。水を適量噴霧した後、金属容器８２に溜まった液８８の質量を測定し、液の質量と電荷量測定器８３の測定値から単位質量当たりの帯電量（Ｃ／ｇ）を算出した。
評価試験１に使用した条件は下記の通りである。
金属細管２１の外径：１ｍｍ
金属細管２１の内径：０．３５ｍｍ
距離Ｌ：４ｍｍ
交差角θ：５０度
針電極２６の材質： 放電用金属ワイヤ φ０．２（沖電線ＯＳ−Ｚ）
針電極２６の突出長さＬ５：１．５ｍｍ
液：水道水（８ｍＳ／ｍ）
液流量：０．５ｍＬ／ｍｉｎ
圧縮空気４の圧力：０．０１ＭＰａ
液体吐出口２３から金属容器８２の上端までの距離：２００ｍｍ
評価試験１に使用した条件は下記の通りである。
金属細管２１の外径：１ｍｍ
金属細管２１の内径：０．３５ｍｍ
距離Ｌ：４ｍｍ
交差角θ：５０度
針電極２６の材質： 放電用金属ワイヤ φ０．２（沖電線ＯＳ−Ｚ）
針電極２６の突出長さＬ５：１．５ｍｍ
液：水道水（８ｍＳ／ｍ）
液流量：０．５ｍＬ／ｍｉｎ
圧縮空気４の圧力：０．０１ＭＰａ
液体吐出口２３から金属容器８２の上端までの距離：２００ｍｍ
（評価試験２）
針電極２６を取り外し、コロナ放電を生じさせない以外は、評価試験１と同様にして、針電極２６からの放電をしない場合の帯電量を算出した。
針電極２６を取り外し、コロナ放電を生じさせない以外は、評価試験１と同様にして、針電極２６からの放電をしない場合の帯電量を算出した。
評価試験１及び２の結果を図７に示す。
図７に示す結果から判るように、正極性及び負極性のいずれに帯電させた場合も、２０ｋＶ以上では、明らかに針電極２６からの放電を行った場合の方が帯電量が増加した。また、負極性の方が、帯電量が多くなることも確認された。なお、印加電圧が−３０ｋＶの場合、グラフ中のＣ１部分が、針電極２６からのコロナ放電により増加した帯電量であり、グラフ中のＣ２部分が、針電極２６以外の金属部分からのコロナ放電による帯電量であり、グラフ中のＣ３部分が、金属細管２１中の液体に直接帯電させた帯電量であると推定される。
図７に示す結果から判るように、正極性及び負極性のいずれに帯電させた場合も、２０ｋＶ以上では、明らかに針電極２６からの放電を行った場合の方が帯電量が増加した。また、負極性の方が、帯電量が多くなることも確認された。なお、印加電圧が−３０ｋＶの場合、グラフ中のＣ１部分が、針電極２６からのコロナ放電により増加した帯電量であり、グラフ中のＣ２部分が、針電極２６以外の金属部分からのコロナ放電による帯電量であり、グラフ中のＣ３部分が、金属細管２１中の液体に直接帯電させた帯電量であると推定される。
（実施例１）
図１に示す微粒子の製造装置を用いて、下記処方の微粒子の原料液を噴霧させて、微粒子を製造した。
原料液の処方
高分子化合物 ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルセルロース
（HPC-SSL，2.0〜2.9mPa・s、和光純薬） ：3%
無機微粒子 シリカ粒子分散液
（平均粒径20nm、固形分濃度40%、日産化学ST-40）:17%
溶媒 超純水（比抵抗18 MΩ・cm以上） ：70%
EtOH（乾燥速度調整用） ：10%
導電率： ５１ｍＳ／ｍ
実施例に使用した条件は下記の通りである。
金属細管２１の外径：１ｍｍ
金属細管２１の内径：０．３５ｍｍ
距離Ｌ：４ｍｍ
交差角θ：５０度
針電極２６の材質：放電用金属ワイヤ φ０．２（沖電線ＯＳ−Ｚ）
針電極２６の突出長さＬ５：１．５ｍｍ
液流量：０．５ｍＬ／ｍｉｎ
圧縮空気４の圧力：０．４ＭＰａ
液体吐出口から対向電極（捕集部）までの距離：８５０ｍｍ
印加電圧：−３０ｋＶ
図１に示す微粒子の製造装置を用いて、下記処方の微粒子の原料液を噴霧させて、微粒子を製造した。
原料液の処方
高分子化合物 ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルセルロース
（HPC-SSL，2.0〜2.9mPa・s、和光純薬） ：3%
無機微粒子 シリカ粒子分散液
（平均粒径20nm、固形分濃度40%、日産化学ST-40）:17%
溶媒 超純水（比抵抗18 MΩ・cm以上） ：70%
EtOH（乾燥速度調整用） ：10%
導電率： ５１ｍＳ／ｍ
実施例に使用した条件は下記の通りである。
金属細管２１の外径：１ｍｍ
金属細管２１の内径：０．３５ｍｍ
距離Ｌ：４ｍｍ
交差角θ：５０度
針電極２６の材質：放電用金属ワイヤ φ０．２（沖電線ＯＳ−Ｚ）
針電極２６の突出長さＬ５：１．５ｍｍ
液流量：０．５ｍＬ／ｍｉｎ
圧縮空気４の圧力：０．４ＭＰａ
液体吐出口から対向電極（捕集部）までの距離：８５０ｍｍ
印加電圧：−３０ｋＶ
（比較例１）
針電極２６を取り外し、コロナ放電を生じさせない以外は、実施例１と同様にして、微粒子を製造した。
針電極２６を取り外し、コロナ放電を生じさせない以外は、実施例１と同様にして、微粒子を製造した。
（評価）
実施例１及び比較例１において得られた微粒子の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から粒径を測定した。計測した微粒子の数は３００〜４００とした。
結果を図８に実施例１及び比較例１の粒径分布を示し、各種平均粒径を表１に示した。
ここで、数平均粒子径、体積平均粒子径は、下記の式で算出される。
数平均粒子径＝Σ（di・ni）／Σni ※ｄｉは粒子の直径、ｎｉは計測数
体積平均粒子径＝Σ（Ｖi・ｄi）／Σ（Ｖi） ※Ｖｉは粒子の体積
また、ザウター平均粒子径は粒子の体積の総和と表面積の総和の比より、下記の式で算出される。
ザウター平均粒子径＝Σdi3・ni／Σdi2・ni
実施例１及び比較例１において得られた微粒子の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から粒径を測定した。計測した微粒子の数は３００〜４００とした。
結果を図８に実施例１及び比較例１の粒径分布を示し、各種平均粒径を表１に示した。
ここで、数平均粒子径、体積平均粒子径は、下記の式で算出される。
数平均粒子径＝Σ（di・ni）／Σni ※ｄｉは粒子の直径、ｎｉは計測数
体積平均粒子径＝Σ（Ｖi・ｄi）／Σ（Ｖi） ※Ｖｉは粒子の体積
また、ザウター平均粒子径は粒子の体積の総和と表面積の総和の比より、下記の式で算出される。
ザウター平均粒子径＝Σdi3・ni／Σdi2・ni
図８及び表１に示す結果から、本発明のように、針電極２６からのコロナ放電を行うことにより微粒子化が促進されたことが判る。
図８に示す結果から、針電極２６からのコロナ放電を行ってイオン搬送流を角度を付けて吹き付けることにより、コロナ放電を行なわない比較例に対して、３μｍ以上の大粒径の粒子は減少し、１μｍ以下の小粒径の粒子が増加していることが判る。また、表１に示す平均粒径の計算結果からも、針電極２６からのコロナ放電を行うことにより、微粒子化が促進されたことが判る。すなわち、針電極２６からのコロナ放電を行うことによって噴霧液滴の帯電量が増加し、これによりレイリー分裂が促進されて微粒子を効率的に製造することが可能となる。
図８に示す結果から、針電極２６からのコロナ放電を行ってイオン搬送流を角度を付けて吹き付けることにより、コロナ放電を行なわない比較例に対して、３μｍ以上の大粒径の粒子は減少し、１μｍ以下の小粒径の粒子が増加していることが判る。また、表１に示す平均粒径の計算結果からも、針電極２６からのコロナ放電を行うことにより、微粒子化が促進されたことが判る。すなわち、針電極２６からのコロナ放電を行うことによって噴霧液滴の帯電量が増加し、これによりレイリー分裂が促進されて微粒子を効率的に製造することが可能となる。
１ 製造装置
２ 液体噴霧部
２１ 導電性の金属細管
２２ 液体吐出ノズル
２３ 液体吐出口
２３ｃ 液体吐出口の中心軸
２４ 第１噴射口
２５ 第２噴射口
２５ｃ 第２噴射口の中心軸
２６ 針電極
２７ 傾斜面
３ 液体（微粒子の原料液）
３１ 帯電液滴
４ 圧縮空気
４１ 微粒化用圧縮空気
４５ イオン搬送流
５ 高電圧発生手段
６ 対向電極
７ 捕集部
２ 液体噴霧部
２１ 導電性の金属細管
２２ 液体吐出ノズル
２３ 液体吐出口
２３ｃ 液体吐出口の中心軸
２４ 第１噴射口
２５ 第２噴射口
２５ｃ 第２噴射口の中心軸
２６ 針電極
２７ 傾斜面
３ 液体（微粒子の原料液）
３１ 帯電液滴
４ 圧縮空気
４１ 微粒化用圧縮空気
４５ イオン搬送流
５ 高電圧発生手段
６ 対向電極
７ 捕集部
Claims (6)
- 微粒子の原料液である液体が通過する導電性の金属細管に直接高電圧を印加するとともに、該金属細管の一端側に開口する液体吐出口の周囲から微粒化用圧縮空気を噴出させることによって、前記液体を微粒化させて噴霧し、
噴霧により生じた帯電液滴の流れに対して、コロナ放電及び圧縮空気の噴射により生じさせた、前記帯電液滴と同極性に帯電した空気イオンを含むイオン搬送流を、角度を付けて吹き付ける、微粒子の製造方法。 - 前記イオン搬送流を生じさせるための圧縮空気を噴射する第２噴射口の中心軸と、前記液体吐出口の中心軸とが、該液体吐出口からの距離が２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度で交差している、請求項１に記載の微粒子の製造方法。
- 前記空気イオンを、圧縮空気の噴射口から突出するように配置したコロナ放電用の針電極から発生させる、請求項１又は２に記載の微粒子の製造方法。
- 前記微粒子の原料液が、無機微粒子を１０〜２０質量％含む導電性の液体である、請求項１〜３の何れか１項に記載の微粒子の製造方法。
- 微粒子の原料液である液体を噴霧させる液体噴霧部と、該液体噴霧部に対して、原料液である液体を供給する原料液供給手段と、前記液体噴霧部に対して圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、高電圧発生手段と、前記液体噴霧部に形成された液体吐出口と対向配置された対向電極とを備えた、微粒子の製造装置であって、
前記液体噴霧部は、前記液体が通過する導電性の金属細管を備えた液体吐出ノズルと、該液体吐出ノズルの一端に形成された液体吐出口と、該液体吐出口の周囲から圧縮空気を噴出させる圧縮空気の第１噴射口と、圧縮空気を噴射し、コロナ放電により生じた空気イオンを含むイオン搬送流を生じさせる第２噴射口とを備えており、前記イオン搬送流が噴射される前記第２噴射口の中心軸は前記液体吐出口の中心軸と交差しており、前記第２噴射口には、コロナ放電用の針電極が設けられており、
前記高電圧発生手段は、前記金属細管に高電圧を印加可能であるとともに、前記針電極にもコロナ放電を生じさせるための高電圧を印加可能であり、前記金属細管及び前記針電極と前記対向電極との間に電位差を生じさせ得るとともに、前記金属細管と前記針電極とに同極性の電圧を印加可能に構成されている、微粒子の製造装置。 - 圧縮空気の前記第２噴射口の中心軸と前記液体吐出口の中心軸とが、該液体吐出口から２〜６ｍｍの範囲内において４０〜８０度の交差角度で交差している、請求項５に記載の微粒子の製造装置。
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