TOP > 国内特許検索 > クロスフロー型マイクロチャネル装置及び同装置を用いたエマルションの生成または分離方法

クロスフロー型マイクロチャネル装置及び同装置を用いたエマルションの生成または分離方法

国内特許コード P04A004902
掲載日 2004年11月29日
出願番号 特願平10-187345
公開番号 特開2000-015070
登録番号 特許第2981547号
出願日 平成10年7月2日(1998.7.2)
公開日 平成12年1月18日(2000.1.18)
登録日 平成11年9月24日(1999.9.24)
発明者
  • 中嶋 光敏
  • 菊池 祐二
  • 川勝 孝博
  • 小森 秀晃
  • 米本 年邦
出願人
  • 生物系特定産業技術研究推進機構
発明の名称 クロスフロー型マイクロチャネル装置及び同装置を用いたエマルションの生成または分離方法
発明の概要 効率よく分散相を連続相中に分散せしめてエマルションを生成する。ポンプ9,11を駆動し、連続相供給管10、連続相の供給孔6及び連続相の供給口18を介して凹部4(流路)に連続相を供給し、分散相供給管12及び分散相の供給孔7を介して基板3外側とケースの凹部2内側との間の空間に分散相を供給すると、分散相には所定の圧力が作用しているため、マイクロチャネル23を介して分散相が微細な粒子となって連続相に混合されエマルションが形成され、このエマルションはエマルションの回収口19、エマルションの回収孔8及びエマルション回収管13を介してタンク等に回収される。
従来技術、競合技術の概要 水相と有機相のように熱力学的には分離している状態が安定状態である二相系を乳化によって準安定なエマルションとする技術が従来から知られている。一般的な乳化方法としては、エマルションの科学に記載されるように、ミキサー、コロイドミル、ホモジナイザー等を用いる方法や音波で分散させる方法等が知られている。前記した一般的な方法にあっては、連続相中の分散相粒子の粒径分布の幅が大きいという欠点がある。そこで、ポリカーボネイトからなる膜を用いて濾過を行う方法(Biochmica etBiophysica Acta,557(1979) North-Holland Biochemical Press)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)膜を用いて繰り返し濾過を行う方法、更には均一な細孔を持つ多孔質ガラス膜を通して連続相に送り込み均質なエマルションを製造する方法も提案されている。また、ノズルや多孔板を用いるエマルションの製造方法として、層流滴下法(化学工学第21巻第4号:1957)も知られている。ポリカーボネイトからなる膜を用いて濾過を行う方法とPTFE膜を用いて繰り返し濾過を行う方法にあっては、原理的に膜の細孔より大きいものは製造できず、膜の細孔より小さいものは分別できないという問題点がある。従って、特にサイズの大きいエマルションを製造する場合には適さない。また、均一な細孔を持つ多孔質ガラス膜を用いる方法にあっては、膜の平均細孔径が小さい場合には粒径分布が広がらず、均質なエマルションを得ることができるが、膜の平均細孔径を大きくすると粒径分布が広がり、均質なエマルションを得ることができない。更に、層流滴下法では1000μm以上の粒径となり、分布も広く、均質なエマルションが得られない。そこで、本発明者らは先に特開平9-225291号に上記の不具合を解消し得るエマルションの製造装置を提案している。この装置は、図10に示すように、基板100の中央に分散相の供給口101を形成し、この基板100と対向して配置されるプレート102との間に前記供給口101から分散相が供給される隙間103を形成し、また分散相と連続相との境界部に一定幅のマイクロチャネル104を多数形成し、このマイクロチャネル104を介して分散相と連続相とを接触せしめ、分散相に所定圧以上の圧をかけることで、分散相を連続相中にマイクロソフィアとして進入せしめてエマルションとし、これを取出し口105から回収する構成になっている。
産業上の利用分野 食品工業、医薬或いは化粧品製造等に利用されるエマルションの生成と分離を行うクロスフロー型マイクロチャネル装置と、このクロスフロー型マイクロチャネル装置を用いたエマルションの生成方法と分離方法
特許請求の範囲 【請求項1】 ケースと、このケース内に収納される基板と、この基板の一面側に取付けられて基板との間に流路を形成するプレートからなり、前記ケースには連続相の供給孔、分散相の供給孔及びエマルションの回収孔が形成され、前記基板には前記連続相の供給孔に対応する連続相の供給口、前記エマルションの回収孔に対応するエマルションの回収口及び流路の側面に開口するマイクロチャネル部が形成され、このマイクロチャネル部を介して基板外側の分散相領域と基板内側の連続相の流路とが連通していることを特徴とするクロスフロー型マイクロチャネル装置。
【請求項2】 ケースと、このケース内に収納される基板と、この基板の一面側に取付けられて基板との間に流路を形成するプレートからなり、前記ケースにはエマルションの供給孔、連続相の回収孔及び分散相若しくはエマルションの回収孔が形成され、前記基板には前記エマルションの供給孔に対応するエマルションの供給口、前記分散相若しくはエマルションの回収孔に対応する分散相若しくはエマルションの回収口及び流路の側面に開口するマイクロチャネル部が形成され、このマイクロチャネル部を介して基板外側の連続相領域と基板内側のエマルションの流路とが連通していることを特徴とするクロスフロー型マイクロチャネル装置。
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のクロスフロー型マイクロチャネル装置において、前記マイクロチャネル部から基板内側の流路に向かって水平なテラス部が形成されていることを特徴とするクロスフロー型マイクロチャネル装置。
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のクロスフロー型マイクロチャネル装置において、前記基板にはマイクロチャネル部に致るテーパ状に絞られた切欠が設けられていることを特徴とするクロスフロー型マイクロチャネル装置。
【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のクロスフロー型マイクロチャネル装置において、前記プレートは基板を収納するケースの凹部を塞ぐ蓋体を兼ねることを特徴とするクロスフロー型マイクロチャネル装置。
【請求項6】 請求項1至請求項5のいずれか一項に記載のクロスフロー型マイクロチャネル装置において、前記プレートを透明プレートとしたことを特徴とするクロスフロー型マイクロチャネル装置。
【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のクロスフロー型マイクロチャネル装置において、前記ケースの内面と基板との間にはシリコンゴムからなるシートを介在させたことを特徴とするクロスフロー型マイクロチャネル装置。
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のエマルションの製造装置において、前記マイクロチャネル部は基板に精密加工手法としてエッチング処理、電子線照射またはCVD法を施すことで形成されることを特徴とするクロスフロー型マイクロチャネル装置。
【請求項9】 請求項1に記載したクロスフロー型マイクロチャネル装置を用いたエマルションの生成方法であって、ケースに形成した連続相の供給孔及び基板に形成した連続相の供給口を介して基板内側の流路に連続相を供給し、またケースに形成した分散相の供給孔を介して基板外側の分散相領域に加圧された分散相を供給し、マイクロチャネル部を通して連続相中に分散相を進入せしめるようにしたことを特徴とするエマルションの生成方法。
【請求項10】 請求項9に記載したクロスフロー型マイクロチャネル装置を用いたエマルションの生成方法において、前記基板内側の流路内の連続相の流速を制御することでエマルションの生成量を制御するようにしたことを特徴とするエマルションの生成方法。
【請求項11】 請求項2に記載したクロスフロー型マイクロチャネル装置を用いたエマルションの分離方法であって、ケースに形成したエマルションの供給孔及び基板に形成したエマルションの供給口を介して基板内側の流路に加圧されたエマルションを供給し、マイクロチャネル部を通してエマルションを構成する連続相を流路外に取り出すようにしたことを特徴とするエマルションの分離方法。
【請求項12】 請求項11に記載したクロスフロー型マイクロチャネル装置を用いたエマルションの分離方法において、前記基板内側の流路内のエマルションの流速を制御することで流路外に取り出す連続相の量を制御するようにしたことを特徴とするエマルションの分離方法。
産業区分
  • 混合分離
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

08443_03SUM.gif
出願権利状態 権利存続中


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close