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(In Japanese)マイクロ・ナノバブルの製造方法 UPDATE_EN meetings

Patent code P190015947
File No. FU-325
Posted date Mar 28, 2019
Application number P2018-220598
Publication number P2020-081972A
Date of filing Nov 26, 2018
Date of publication of application Jun 4, 2020
Inventor
  • (In Japanese)三島 健司
  • (In Japanese)相田 卓
  • (In Japanese)シャーミン タンジナ
  • (In Japanese)徳永 真一
Applicant
  • FUKUOKA UNIVERSITY
Title (In Japanese)マイクロ・ナノバブルの製造方法 UPDATE_EN meetings
Abstract (In Japanese)
【課題】
 数nm~数十μmの平均粒子径(バブル径)を有するバブルを液体内で高濃度かつ略均一なサイズで得ることができる、マイクロ・ナノバブルの製造方法の提供。
【解決手段】
 (a)水120と高密度流体140とを加圧セル102内で接触させて二相体を得る工程、(b)該二相体に超音波を照射してミクロ相分離を誘起する工程、および(c)ミクロ相分離後の該二相体から高密度流体140を除去する工程を包含する、マイクロ・ナノバブルの製造方法。
【選択図】
 図1
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

水などの液体内で形成されるマイクロバブルやナノバブル(以下、これらを包括して「マイクロ・ナノバブル」という)は、近年、それを用いた工業的な応用や可能性について注目されており、種々の製造方法や製造装置が提案され、かつ開発されている。

マイクロ・ナノバブルを用いた技術としては、例えば、洗浄・微生物培養などの分野においてすでに実用化がなされている。こうしたマイクロ・ナノバブルを工業的に利用するためには、高濃度バブルを安定的に製造する技術が所望されている。

例えば、特許文献1は、液体を貯蔵する液体貯蔵部と、液体貯蔵部から供給される液体を気体とともに撹拌剪断してナノバブルを生成する方法を開示している。特許文献1の方法によれば、撹拌剪断によってナノバブル自体の製造は可能であるが、液体内に含まれるナノバブルの濃度が低すぎるため、特に生体系で適用を考慮すると、十分な効果が検出されないことがあった。

特許文献2は、高圧下にてマイクロバブルまたはナノバブルを製造するための方法を開示している。特許文献2の方法によれば、高圧水をノズルから噴射させ、それを壁に衝突させることにより当該バブルが生成される。しかし、このような方法では、所望のバブルを均質なものとして生成する確率が低く、工業的な応用は比較困難であるといわざるを得ない。

特許文献3は、0.2MPa~2.5MPaの圧力下で加圧撹拌を行うことによって、マイクロ・ナノバブルを生成する技術について開示している。しかし、特許文献3に記載の技術では、高圧容器内において二相を混合する剪断力が小さいために、マイクロ・ナノバブル生成量が少なく、工業的な応用は比較的困難であるといわざるを得ない。

非特許文献1は、ポンプ上流側に設置されたエジェクターにより自吸された気体が数気圧程度の吐出圧を有するポンプによって加圧容器内で高濃度溶解し、下流域に設置されたノズルで急減圧することによって、溶解気体をマイクロ・ナノバブルとして析出させる加圧溶解法などの技術を提案している。しかし、こうした加圧溶解法などの技術では、液中に溶解させる気体の量に限界がある。このため、高濃度のマイクロ・ナノバブルを生成することが困難であった。

このように、マイクロ・ナノバブルの工業的な応用のニーズに対し、未だ高濃度かつ略均一なサイズのマイクロ・ナノバブルを安定的に製造する技術は十分に確立されているとは言えず、さらなる開発が所望されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、マイクロ・ナノバブルの製造方法に関し、より詳細には、高濃度かつ略均一なサイズのマイクロ・ナノバブルを得ることができる、マイクロ・ナノバブルの製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
マイクロ・ナノバブルの製造方法であって、
(a)水と高密度流体とを加圧セル内で接触させて二相体を得る工程、
(b)該二相体に超音波を照射してミクロ相分離を誘起する工程、および
(c)ミクロ相分離後の該二相体から該高密度流体を除去する工程、
を包含する、方法。

【請求項2】
 
前記二相体を得る工程(a)が、前記水を含有する前記加圧セル内にガスシリンダーを通じて前記高密度流体を導入することにより行われる、請求項1に記載の方法。

【請求項3】
 
前記ミクロ相分離を誘起する工程(b)が加圧下で行われる、請求項1または2に記載の方法。

【請求項4】
 
前記ミクロ相分離を誘起する工程(b)が、前記二相体に、3MPa~10MPaの圧力条件下にて、前記超音波を20KHzかつ500Wにて70秒間~250秒間照射することにより行われる、請求項1~3のいずれかに記載の方法。

【請求項5】
 
前記高密度流体を除去する工程(c)が、前記加圧セル内を減圧して前記高密度流体を分離することにより行われる、請求項1~4のいずれかに記載の方法。

【請求項6】
 
前記二相体を得る工程(a)、前記ミクロ相分離を誘起する工程(b)、および前記高密度流体を除去する工程(c)が、前記加圧セル内を15℃~30℃に調節することにより行われる、請求項1~5のいずれかに記載の方法。

【請求項7】
 
前記高密度流体が、二酸化炭素、窒素、および酸素からなる群から選択される少なくとも1種の流体である、請求項1~6のいずれかに記載の方法。

【請求項8】
 
前記マイクロ・ナノバブルが50μm以下の平均粒子径を有する、請求項1~7のいずれかに記載の方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018220598thum.jpg
State of application right Published
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