JPH0429401B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、クりーンルームや微小孔フイルター
の性能試験あるいは磁気テープや熱交換器壁の塗
付材料、燃料触媒等、極めて広い応用範囲を有す
る微粒子の分野において、任意の粒怪を持つ粒子
を発生させる装置に関する。

従来の技術 微粒子及び超微粒子（数10オングストローム〜
100μｍ）の発生及び調整方法に関し、さまざま
な研究開発が進められており、例えば昭和60年３
月10日、日本ビジネスリポート株式会社発行の技
術予測シリーズ第５巻・新素材編には、「超微粒
子の現況と将来展望」及び「フアインセラミツク
スの展望」と題する論文が掲載されている。この
中にも掲載されているように、従来の微粒子の調
整方法では、ある濃度の微粒子を含む液をいれた
混合器の中にN₂，He，Ar，H₂等のキヤリヤー
ガスを導入し液中でガスをバブリングさせること
によつて微粒子を飛散させている。ところが、こ
の方法であると生成される微粒子の粒径のばらつ
きが極端に大きくなり、さらに数量的にも安定し
た粒子数を発生させることが不可能であつた。こ
のため粒径及び粒子数のばらつきに起因する様々
な欠点を生じていた。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、任意の粒径を持つ粒子を空気
中に長時間安定して発生させることができる装置
を提供することにある。

本発明の他の目的は、粒子の数量を長時間安定
して発生させることができる装置を提供すること
にある。

問題点を解決するための手段とその作用 本発明の前述した目的は、霧化すべき液体と粒
子を形成し得る物質とを入れる液槽の一部に取付
けた超音波振動子と、該液槽の上部に設けたガス
を送り込む第１の送風口と、該液槽の上部から上
方に伸びる吹き出し管と、該吹き出し管の途中に
設けたガスを送りこむ第２の送風口と、第１の送
風口からの送風量を調節する第１のバルブ機構
と、第２の送風口からの送風量を調節する第２の
バルブ機構とを備えた任意粒径粒子の発生装置に
よつて達成される。

すなわち本発明は超音波霧化装置を利用する。
この超音波霧化装置内に向けて第１の送風口から
送り込むガスの量と、吹き出し管の途中に向けて
第２の送風口から送り込むガスの量との配分を変
化させることによつて、空気中に安定した粒径の
粒子及び数量的にも安定した粒子を発生させるこ
とが出来る。さらに必要に応じて液濃度を変化さ
せることにより、任意の粒径及び数量の粒子を発
生させることが可能になる。

すなわち、第１のバルブ機構を制御して第１の
送風口から液槽内へと送り込む空気の量を調節す
ることにより、液槽から吹き出し管へと運ばれる
粒子の径を制御することができる。なぜならば、
液面から発生したミストの粒径にはある程度のば
らつきがあるが、粒径の大きなものは沈降速度が
大きいから、一定風量以下では吹き出し管へと運
ばれることがなく液面へと落下する。これによ
り、吹き出し管へと向かう粒子の径を一定以下に
抑えることが可能になる。また、第２のバルブ機
構を制御して第２の送風口から出口へと向かう風
量を調整することにより、出口における空気とミ
ストとの混合比すなわち粒子濃度を制御すること
ができる。さらに、液槽内の溶液の濃度を変化さ
せることにより、液面から発生したミストの乾燥
後の粒子径を制御することもできる。

安定した粒径を得ることができる理由として
は、液中にある濃度で微粒子、高分子材、塩化物
等が一様に分布又は溶け込んでいるため、超音波
によつて発生したミスト内に含まれる分量もほぼ
一様な量となること、ミストが空気中に運ばれる
時、溶剤（溶媒）のみが蒸発し、微粒子、高分子
材、塩化物等が空気中において凝集する分量が一
様なため、発生した粒子の粒径も一様になること
等が考えられる。

送風口から送り込むガスとしては、空気のほか
各種の気体を利用することができるが、各送風口
において湿り気のない乾燥ガスであることが望ま
しい。

以下、添付図面の実施例を参照しながら本発明
をさらに説明する。

実施例 第１図は本発明による粒子発生装置の好適な実
施例を表わしており、液槽１０の中に霧化すべき
液体として水が溶剤として入れられ、霧化すべき
粒子を形成し得る物質として粒計0.091μｍのラテ
ツクス球が混入されている。液槽１０の底面には
超音波振動子として厚電振動子１２が取付けら
れ、駆動回路１４から交流信号を受けて振動し超
音波振動を発生させることにより液体を振動さ
せ、表面から水及びラテツクス球を霧状に飛散さ
せるようになつている。液槽１０の上部側壁には
乾燥空気を送り込むための第１の送風口１６が設
けられ、液槽１０の上面には上方に伸びる吹き出
し管２０が取付けられている。さらに吹き出し管
２０の途中には乾燥空気を送り込むための第２の
送風口１８が設けられ、吹き出し管２０はこの位
置から水平方向に伸びて出口２２から所定の粒径
に凝集したラテツクス粒子を放出するようになつ
ている。送風口１６，１８にはエアポンプ２４か
らそれぞれバルブ２６，２８を介して乾燥空気が
供給される。バルブ２６，２８は制御機構３０、
例えば電気式・電子式・空気式の自動制御装置か
らの信号を受けて流量調整を行ない、第１及び第
２の送風口へ供給する空気量を調節しその配分比
を変化させる。

第２図は、第１図の装置によつて発生させられ
る粒子の粒径が均一になることを説明する原理図
である。まずＡの状態において水溶液中にラテツ
クス球が一様に分散している。Ｂの状態では超音
波振動によつて水面から発生したミストの中にラ
テツクス球が含まれている。Ｃの状態では乾燥ガ
スによつてミスト中の溶液すなわち水だけが蒸発
し、ラテツクス球が粒径Ｘに凝集した状態で残さ
れる。Ｄの状態になると粒径Ｘに凝集した状態の
ラテツクス球だけが残され、水は完全に蒸発して
気化し見えなくなる。かくして出口からは粒径が
均一になつた粒子（微粒子集合体）が放出され
る。

実験例 第３図は、粒径0.091μｍのラテツクス球を水に
混入させた液を用いて本発明の方法により粒子を
発生させ、３時間にわたつて発生粒子数（粒径
0.091μｍ｝を測定しその経時変化を求めたグラフ
である。縦軸の発生粒子濃度は、１立方フイート
（0.0283立方メートル）当りの個数を対数値スケ
ールで表わしている。このグラフから、発生粒子
濃度が３時間にわたつてほぼ均一であり、極めて
安定した粒子の発生が得られることが判明した。

第４図は、ラテツクス球の代りにNaClを水に
溶かした水溶液を用いて本発明の方法により粒子
を発生させ、空気量の配分を一定にしてNaCl濃
度を0.1％と１％とに変化させて発生粒子数と粒
径との関係を求めたグラフである。このグラフで
は粒径のピークが明白に表われており、ほぼ均一
な粒径の粒子が得られることが実証された。また
NaClの濃度を変化させることにより任意の粒径
を得ることが出来ることも判明した。

上記実施例及び実験例では溶剤（溶媒）が水の
場合について記載したが、溶剤は水に限定される
ことなく、溶質の種類により、例えばアルコー
ル、エーテル、石油エーテル、ベンゼン、酢酸エ
チル、クロロホルムなどを用いることが出来る。

発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明の装置によれ
ば任意の粒径を持つ粒子を空気中に長時間安定し
て発生させることができ、さらに粒子の数量を長
時間安定させることもでき、クリーンルームや微
小孔フイルターの性能試験がより正確に行なえる
ようになる他、磁気テープや熱交換器の性能が向
上する等、その作用効果には極めて顕著なものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による粒子発生装置の概略断面
図、第２図は本発明の原理を表わす概略図、第３
図は発生粒子数の経時変化を表わすグラフ、第４
図は溶液の濃度を変化させて発生粒子数と粒径と
の関係を求めたグラフである。 １０……液槽、１２……超音波振動子、１４…
…駆動回路、１６，１８……送風口、２０……吹
き出し管、２２……出口、２４……ポンプ、２
６，２８……バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 霧化すべき液体と粒子を形成し得る物質とを
   入れる液槽の一部に取付けた超音波振動子と、該
   液槽の上部に設けたガスを送り込む第１の送風口
   と、該液槽の上部から上方に伸びる吹き出し管
   と、該吹き出し管の途中に設けたガスを送り込む
   第２の送風口と、第１の送風口からの送風量を調
   整する第１のバルブ機構と、第２の送風口からの
   送風量を調整する第２のバルブ機構とを備えるこ
   とを特徴とする任意粒径粒子の発生装置。 ２ 前記各送風口から送り込まれるガスは湿り気
   のない乾燥空気である特許請求の範囲第１項記載
   の装置。