(57)【要約】【課題】粒径の小さい微粒子を好適に製造する。【解決手段】微粒子製造装置１００は、微粒子用材料を含む材料原液を液滴として吐出する吐出装置３１と、吐出装置３１から吐出され飛翔している液滴に光を照射することで、液滴を加熱し沸騰させ、これにより、液滴を分裂させて、微粒子用材料を含む複数の微粒子を形成する光照射装置５１と、を有する。【選択図】図４
2020081982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子用材料を含む材料原液を液滴として吐出する吐出装置と、
前記吐出装置から吐出され飛翔している前記液滴に光を照射することで、前記液滴を加熱し沸騰させ、これにより、前記液滴を分裂させて、前記微粒子用材料を含む複数の微粒子を形成する光照射装置と、
を有する微粒子製造装置。
【請求項２】
前記材料原液は水を含み、
前記光照射装置は、２．５〜３．２μｍの範囲内の波長を有する赤外線を前記液滴に照射する、
請求項１に記載の微粒子製造装置。
【請求項３】
前記光照射装置は、ＬＥＤ又はレーザーダイオードである、
請求項１又は２に記載の微粒子製造装置。
【請求項４】
前記材料原液は紫外線を吸収して発熱する紫外線吸収剤を含み、
前記光照射装置は、前記紫外線を前記液滴に照射する、
請求項１に記載の微粒子製造装置。
【請求項５】
微粒子用材料を含む材料原液を液滴として吐出する吐出工程と、
前記吐出工程で吐出され飛翔している前記液滴に光を照射することで、前記液滴を加熱し沸騰させ、これにより、前記液滴を分裂させて、前記微粒子用材料を含む複数の微粒子を形成する光照射工程と、
を含む微粒子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子製造装置及び微粒子製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、材料の微粒子化は、ミルなどによる物理的破砕により行われていたが、その手間を省き、材料の微粒子化を効率的に行うために、インクジェット技術を用いた微粒子製造方法が開発されてきている。
【０００３】
特許文献１は、微粒子化対象の材料を含む組成物をインクジェットヘッドから剥離層上に吐出し、剥離層上に塗布された組成物に固化処理を施し微粒子生成物を形成し、その後、剥離層上の微粒子生成物を回収する微粒子生成物の製造方法を開示する。特許文献１では、組成物の組成毎に異なる固化処理が用いられており、例えば、組成物がＵＶ硬化性である場合、固化処理は紫外線照射により行われる。
【０００４】
特許文献２は、粒子の原料を含むエマルジョンを液滴として噴出させるインクジェットヘッドと、この液滴を乾燥させる乾燥炉（セラミックヒーター式管状炉など）と、液滴の乾燥により得られた原料からなる球状物を焼成させる焼成炉とを有する粒子製造装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５３１２４２号公報
【特許文献２】特開２００５−１３７９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２では、できあがった微粒子の粒径はインクジェットヘッドのノズルの径に依存するため、ノズル径と同程度の粒径を有する微粒子しか形成できない。
【０００７】
そこで、本発明は、粒径の小さい微粒子を好適に製造できる装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に係る微粒子製造装置は、
微粒子用材料を含む材料原液を液滴として吐出する吐出装置と、
前記吐出装置から吐出され飛翔している前記液滴に光を照射することで、前記液滴を加熱し沸騰させ、これにより、前記液滴を分裂させて、前記微粒子用材料を含む複数の微粒子を形成する光照射装置と、
を有する。
【０００９】
以上の構成によれば、粒径の小さい微粒子を好適に製造できる。
【００１０】
前記材料原液は水を含み、
前記光照射装置は、２．５〜３．２μｍの範囲内の波長を有する赤外線を前記液滴に照射する、
ことが好ましい。
【００１１】
以上の構成によれば、粒径の小さい微粒子を好適に製造できる。さらに、光吸収剤などの余分な添加物を必要としないので、安全な微粒子を簡便に製造できる。
【００１２】
前記光照射装置は、ＬＥＤ又はレーザーダイオードである、
ことが好ましい。
【００１３】
以上の構成によれば、粒径の小さい微粒子を好適に製造できる。さらに、ＬＥＤ又はレーザーダイオードはエネルギー効率に優れているので、微粒子を経済的に製造できる。
【００１４】
前記材料原液は紫外線を吸収して発熱する紫外線吸収剤を含み、
前記光照射装置は、前記紫外線を前記液滴に照射する、
ことが好ましい。
【００１５】
以上の構成によれば、粒径の小さい微粒子を好適に製造できる。さらに、紫外線硬化成分などの余分な添加物を必要としないので、安全な微粒子を簡便に製造できる。
【００１６】
本発明の第２の観点に係る微粒子製造方法は、
微粒子用材料を含む材料原液を液滴として吐出する吐出工程と、
前記吐出工程で吐出され飛翔している前記液滴に光を照射することで、前記液滴を加熱し沸騰させ、これにより、前記液滴を分裂させて、前記微粒子用材料を含む複数の微粒子を形成する光照射工程と、
を含む。
【００１７】
以上の構成によれば、粒径の小さい微粒子を好適に製造できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、粒径の小さい微粒子を好適に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る微粒子製造方法の流れ図。
【図２】溶媒中に微粒子用材料が溶けている溶液である材料原液からなる液滴が分裂する様子を示す模式図。（ａ）は分裂前の液滴、（ｂ）は分裂後の微粒子、（ｃ）は乾燥後の微粒子を示す。
【図３】分散媒中に微粒子用材料の固体微粒子が分散されている分散液である材料原液からなる液滴が分裂する様子を示す模式図。（ａ）は分裂前の液滴、（ｂ）は分裂後の微粒子、（ｃ）は乾燥後の微粒子を示す。
【図４】第２の実施形態に係る微粒子製造装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る微粒子製造方法について説明する。本製造方法では、図１に示すように、吐出工程Ｓ１、光照射工程Ｓ２、及び回収工程Ｓ３を主に行う。
【００２１】
（吐出工程Ｓ１）
吐出工程Ｓ１では、吐出装置を用いて、光照射領域に向けて、材料原液を液滴として、吐出する。
【００２２】
（吐出装置）
吐出装置は、後述の材料原液を液滴の形状で吐出できるのであれば任意である。
【００２３】
吐出装置としては、インクジェット式吐出装置、ディスペンサなどを採用できる。
【００２４】
インクジェット式吐出装置としては、オンデマンド型（例えば、ピエゾ方式、サーマル方式）及びコンティニュアス型のインクジェットプリントヘッドが挙げられる。こうしたインクジェットプリントヘッドとしては、インクジェットプリンタにおいて用いられている任意の構成を採用できる。
【００２５】
吐出装置から液滴を吐出する方向は、その方向に吐出した液滴が光照射領域を通過し、後述の光照射工程Ｓ２でこの液滴から形成された微粒子を回収装置で回収できるのであれば、任意である。
【００２６】
例えば、吐出方向は、重力方向でもよいし、水平方向のいずれか一方向でもよいし、または、重力方向とは反対方向でもよい。
【００２７】
吐出装置は、後述の光照射工程Ｓ２での液滴への光の照射時間が確保される速度で液滴を吐出する。例えば、後述の光照射工程Ｓ２においてａ秒以上光を照射すれば液滴が沸騰して微粒子化するならば、吐出装置は、液滴が光照射領域内をａ秒以上飛翔する速度で液滴を吐出する。
【００２８】
液滴が小さいほど、液滴を沸騰させやすいものの、吐出装置から単位時間に吐出される液滴の量も少なくなる。液滴が大きいほど、吐出装置から単位時間に吐出される液滴の量は多くなるものの、液滴を沸騰させづらい。後述の光照射工程Ｓ２で照射する光の照射強度を強くすれば、大きい液滴も容易に沸騰させられる。従って、液滴を大きく且つ光の照射強度を強くすれば、単位時間あたりの微粒子製造効率を改善できる。例えば、これに限定されるわけではないが、吐出装置から吐出される液滴１個の体積は０．５〜１０００ｐＬであってもよい。
【００２９】
吐出装置から高速で材料原液が吐出される場合、特に、吐出装置がインクジェットプリントヘッドである場合、吐出装置から吐出される材料原液は、当初液柱状をしており、空中を移動するに伴い、複数の液滴（先頭のメイン滴、最後尾のサテライト滴、この中間に形成される複数の液滴）に分離する。そこで、本願明細書で、吐出装置から高速で材料原液が吐出される場合、吐出装置から吐出される『液滴』は、前述の液柱及び複数の液滴（メイン滴、サテライト滴、及び、この中間に形成される複数の液滴）を包含する。また、本願明細書で、吐出装置から高速で材料原液が吐出される場合、吐出装置から吐出される『液滴』１個の体積とは、メイン滴（前述の液柱が分離し球状化した液）の体積を意味する。
【００３０】
（光照射領域）
光照射領域は、液滴が飛翔する空中の一領域であり、この領域に向けて後述の光照射工程で光が照射される。
【００３１】
光照射領域の広さは、後述の光照射工程Ｓ２での液滴への光の照射時間が確保されるのであれば任意である。
【００３２】
吐出装置のノズルの先端から光照射領域までの距離（最短距離）は、後述の光照射工程Ｓ２で形成された微粒子がノズルに届かないほど長いことが好ましい。
【００３３】
（材料原液）
材料原液は、微粒子用材料を含み、前述の吐出装置から吐出可能であり、且つ、後述の光照射工程Ｓ２で照射された光を吸収し加熱される任意の液体である。
【００３４】
微粒子用材料は、最終的に得たい微粒子の材料であり、最終的に製造された微粒子を使用又は保存する際の温度で、例えば、２０℃〜４０℃の範囲で、特に、２５℃で、固体である任意の材料である。
【００３５】
材料原液は、（ｉ）溶媒中に微粒子用材料が溶けている溶液、又は、（ｉｉ）分散媒中に微粒子用材料の固体微粒子が分散されている分散液である。
【００３６】
光照射工程Ｓ２で照射された光を吸収し加熱されるよう、（１）材料原液の溶媒又は分散媒が、それ自体、光照射工程Ｓ２で照射される光を吸収し発熱するものでもよいし、（２）材料原液が、光照射工程Ｓ２で照射される光を吸収し発熱する光吸収剤を含有してもよい。
【００３７】
（１）の場合、例えば、材料原液の溶媒又は分散媒を水又は水を含有する液体とし、光照射工程Ｓ２で２．５〜３．２μｍの範囲内の波長を有する赤外線を照射し材料原液を加熱する。
【００３８】
（２）の場合、光吸収剤は、材料原液の溶媒又は分散媒中に、溶解されていてもよいし、固体又は液体微粒子の形態で分散されていてもよい。例えば、材料原液と光吸収剤がエマルションを形成していてもよい。分散媒中に分散されている微粒子用材料の固体微粒子自体が光吸収剤として機能するものでもよい。
【００３９】
例えば、紫外線を吸収し発熱する紫外線吸収剤を材料原液に配合してもよく、この場合、光照射工程Ｓ２で前記紫外線（例えば、２６０〜４９０ｎｍの範囲内の波長を有する紫外線）を照射する。
【００４０】
こうした紫外線吸収剤として、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化チタンなどの無機粒子や、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの有機粒子が挙げられる。
【００４１】
材料原液の溶媒又は分散媒は、光照射工程Ｓ２での光照射で蒸発しやすい成分であることが好ましい。例えば、こうした成分として、水、イソパラフィン、エタノール、ジエチレングリコール、石油系溶剤などが挙げられる。
【００４２】
材料原液が、固体粒子、例えば、微粒子用材料の固体粒子などを含有する場合、これらの固体粒子の粒径は、吐出装置のノズルに目詰まりしないように、このノズルの径よりも小さいことが好ましい。
【００４３】
材料原液の粘度及び表面張力は、吐出装置で目詰まりを生じないのであれば（例えば、吐出装置の配管やノズルに目詰まりしないのであれば）、任意である。材料原液の粘度又は表面張力を制御するために、材料原液に増粘剤又は表面張力調整剤を配合してもよい。
【００４４】
（光照射工程Ｓ２）
光照射工程Ｓ２では、光照射装置を用いて、光照射領域に存在する前述の液滴に光を照射することで、液滴中の材料原液を加熱し沸騰（特に、突沸）させ、これにより液滴を分裂させて、微粒子用材料を含む複数の微粒子を形成する。
【００４５】
前述の吐出工程Ｓ１で触れたように、液滴中の材料原液（特に、材料原液の溶媒、分散媒、又は光吸収剤）は光照射装置から照射された光を吸収することで加熱され（発熱し）、この熱により液滴は沸騰する。
【００４６】
材料原液が、（ｉ）溶媒中に微粒子用材料が溶けている溶液である場合、この材料原液の液滴は、図２（ａ）に示すようになる。この液滴を沸騰させると、沸騰で生じた気泡により液滴が分裂して、図２（ｂ）に示すように、材料原液の微粒子が無数に形成される。この微粒子の溶媒は、光照射工程Ｓ２での光照射又は後述の加熱工程により、その大部分又は全部（例えば、光照射前の材料原液中の５０質量％以上、６０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、又は９９質量％以上）が蒸発する。この結果、図２（ｃ）に示すように、微粒子用材料を主成分とする微粒子が形成される。
【００４７】
材料原液が、（ｉｉ）分散媒中に微粒子用材料の固体微粒子が分散されている分散液である場合、この材料原液の液滴は、図３（ａ）に示すようになる。この液滴を沸騰させると、沸騰で生じた気泡により液滴が分裂して、図３（ｂ）に示すように、少数の微粒子用材料の固体微粒子（好ましくは、１個の粒子）が分散媒中にそれぞれ分散されている微粒子が無数に形成される。この微粒子の分散媒は、光照射工程Ｓ２での光照射又は後述の加熱工程により、その大部分又は全部（例えば、光照射前の材料原液中の５０質量％以上、６０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、又は９９質量％以上）が蒸発する。この結果、図３（ｃ）に示すように、微粒子用材料を主成分とする微粒子が形成される。
【００４８】
（光照射装置）
光照射装置は、液滴が光照射領域を横断する時間内で、光照射領域内の液滴中の材料原液に沸騰（特に、突沸）するエネルギーを付与できるのであれば任意である。
【００４９】
例えば、光照射装置として、これらに限定されるわけではないが、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）（例えば、ＬＥＤ２９（株式会社プロリンクス製）など）やレーザーダイオードなどが挙げられる。特に、エネルギー効率の観点から、光照射装置としてＬＥＤ（特に、シングルピーク発光のもの）を用いることが好ましい。
【００５０】
（光照射条件）
光照射装置から照射する光の照射強度及び照射時間は、液滴が光照射領域を横断する間に、液滴中の材料原液を沸騰（特に、突沸）させるように設定する。
【００５１】
沸騰により生じた気泡により液滴を無数の微粒子に分裂させることができるのであれば、光照射による加熱時間及び加熱速度は任意だが、液体を短時間で急激に加熱して沸騰（特に、突沸）させることが特に好ましい。
【００５２】
例えば、０．５〜１０００ｐＬの体積を有する液滴（例えば、水を５０質量％以上含有する材料原液からなる液滴）を沸騰させ分裂させるには、１秒以内に、０．５Ｊ／ｃｍ２以上、１Ｊ／ｃｍ２以上、又は１．５Ｊ／ｃｍ２以上の積算エネルギーで光を照射すればよい。このとき、液滴が光照射領域を横断する時間が１秒以上となるように、光照射領域の広さ及び／又は光照射領域内の液滴の移動速度を調節する。光照射領域内の液滴の移動速度は、吐出装置からの液滴の吐出速度に加えて、吐出方向や、回収装置への真空吸引力や静電吸引力などにより調節できる。また、光照射強度は、上述の積算エネルギーをＸＪ／ｃｍ２、液滴が光照射領域を横断する時間をｔ秒とすれば、（Ｘ÷ｔ）Ｗ／ｃｍ２以上に設定すればよい。
【００５３】
特に、光照射装置から照射する光の照射強度及び照射時間は、液滴が光照射領域を横断する間に、分裂により形成された微粒子中の溶媒又は分散媒の大部分又は全部（例えば、光照射前の材料原液中の５０質量％以上、６０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、又は９９質量％以上）が蒸発するように設けられることが好ましい。
【００５４】
（回収工程Ｓ３）
回収工程Ｓ３では、回収装置を用いて、光照射工程Ｓ２で形成された微粒子を回収する。
【００５５】
回収装置は、光照射工程Ｓ２で形成された微粒子を回収できるのであれば任意の粉体回収装置である。例えば、回収装置として、固定式又は移動式の回収部（トレー、フィルム状ベルトなど）を備える粉体回収装置、集塵装置（重力式集塵装置、遠心力式集塵装置、電気集塵機、慣性力集塵装置、深層ろ過式集塵装置、湿式集塵装置、隔壁式集塵装置（バグフィルタ式集塵装置など）など）などが挙げられる。
【００５６】
（その他の工程）
光照射工程Ｓ２で分裂により微粒子が形成されて以降に、分裂により形成された微粒子中の溶媒又は分散媒の大部分又は全部（例えば、光照射前の材料原液中の５０質量％以上、６０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、又は９９質量％以上）を蒸発させるための加熱工程をさらに行ってもよい。こうした加熱工程は、回収工程Ｓ３と並行して行うことが好ましい。例えば、固定式又は移動式の回収部を備える粉体回収装置を用いる場合、回収部の裏面に設けた乾燥装置（例えば、乾燥ヒーターなど）により、加熱工程を行ってもよい。
【００５７】
（第１の実施形態の効果）
インクジェットプリンタなどの液滴を吐出する吐出装置を用いた従来の微粒子製造方法では、微粒子用材料の液滴を乾燥させて当該液滴形状の微粒子を製造するため、吐出装置のノズルと同程度の大きさの微粒子しか製造できなかった。また、こうした製造方法では、液滴を乾燥させるために、微粒子用材料に紫外線硬化成分を配合したり、予備加熱などのためにエネルギー消費の甚大な乾燥炉を用いたりする必要があるので、安全性や経済性に問題があった。
【００５８】
一方、第１の実施形態に係る微粒子製造方法では、液滴を光照射により加熱し沸騰させ、当該液滴より細かい微粒子を形成するので、吐出装置のノズルの径より小さい、所望の大きさの微粒子を製造できる。また、本微粒子製造方法では、光照射のみで微粒子を形成できるため、液滴への紫外線硬化成分の配合や乾燥炉内の予備加熱が不要なので、安全性及び経済性に優れている。
【００５９】
特に、水又は水を含有する液体を溶媒又は分散媒とする材料原液と、２．５〜３．２μｍの赤外線を照射する光照射装置との組み合わせを採用する場合、光吸収剤などの添加剤を材料原液に追加する必要がないので、所望の組成の微粒子、特に、有害物質を含まぬ安全な微粒子を、簡便に製造できる。
【００６０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る微粒子製造装置１００について、図４を参照しつつ、説明する。
【００６１】
微粒子製造装置１００は、材料原液貯蔵部１０と、材料原液供給機構２０と、吐出部３０と、開口部４０と、光照射部５０と、開口部６０と、回収装置７０と、乾燥装置８０とを備える。
【００６２】
材料原液貯蔵部１０は、材料原液を貯蔵するカートリッジ又はボトルなどの液体貯蔵容器であり、微粒子製造装置１００に取り付けられる。材料原液は、溶媒又は分散媒として、水又は水を含有する液体を用いる点を除いては、第１の実施形態と同様に調整される。
【００６３】
材料原液供給機構２０は、材料原液貯蔵部１０内の材料原液を後述する吐出装置３１に供給する機構である。材料原液供給機構２０は、材料原液を貯留するサブタンクと、材料原液供給機構２０内の材料原液をサブタンクに供給する供給管と、サブタンクに貯留した材料原液を吐出装置３１に供給する供給管と、サプタンクに貯留した材料原液を吐出装置３１を介して循環させる循環路を形成する循環路と、循環路での材料原液の循環を制御する弁と、この弁を駆動する駆動装置と、を備える。図４中では、簡略化のために、材料原液供給機構２０として、供給管のみを示している。
【００６４】
吐出部３０は、吐出装置３１と、給気部３２とを備える。吐出部３０の形状は任意であり、例えば、下面に開口部４０を有する略円筒形であってもよい。
【００６５】
吐出装置３１は、材料原液供給機構２０から供給された材料原液を、０．５〜１０００ｐＬの体積を有する液滴として、オンデマンド型のインクジェット方式で、開口部４０を介して後述の光照射領域に向けて吐出するインクジェットプリントヘッドである。図中では、吐出装置３１から吐出される材料原液の液滴を破線で示す。吐出装置３１は、材料原液供給機構２０の循環路を循環する材料原液を貯留する貯留室と、貯留室に貯留されている材料原液を押し出す圧電素子又はヒーターと、押し出された材料原液を吐出するノズルとを備えるオンデマンド型のインクジェット方式の吐出機構を少なくとも１つ備える。
【００６６】
給気部３２は、吐出部３０の上面を貫通して１つ以上（例として、図４では、吐出装置３１を挟んで左右に２つ）配置される。給気部３２は、空気を供給する空気供給装置と、空気供給装置から供給された空気を吐出部３０の内部空間に送り込むダクトと、ダクトの出口に設けられたフィルタとを備える。図４中では、簡略化のために、空気供給装置は省略している。給気部３２から供給された空気は、給気部３２から開口部４０へと流れる気流を形成する。この気流により、吐出部３０内が換気されるため、光照射部５０から開口部４０を介して流れ込んだ水蒸気による結露、特に、吐出装置３１のノズル周辺での結露を防ぐことができる。
【００６７】
開口部４０は、吐出部３０と後述の光照射部５０とにまたがる任意の形状（例えば、円形）の開口である。
【００６８】
光照射部５０は、吐出部３０の下方に配置されている。光照射部５０の形状は任意であり、例えば、上面に開口部４０を下面に開口部６０をそれぞれ有する略円筒形であってもよい。吐出部３０の内部空間と光照射部５０の内部空間とは、開口部４０を介して接続されている。光照射部５０は、光照射装置５１と、防汚層５２と、給気部５３と、排気部５４とを備える。
【００６９】
光照射装置５１は、２．５〜３．２μｍの波長の赤外線をシングルピークで照射する赤外線ＬＥＤであり、少なくとも吐出部３０から光照射部５０へと液滴が送られている間、光照射部５０の内側の光照射領域Ｌ（図４中では一点鎖線で囲まれた領域として示す）に向けて光を照射する。光照射装置５１の配置は、光照射部５０の内側の光照射領域Ｌの全体に光を照射できるのであれば任意だが、例えば、光照射装置５１は、光照射部５０の内壁に沿って内向きで且つ光照射領域Ｌを円周状に取り囲むように配置されている。
【００７０】
光照射装置５１から照射される光の垂直方向の長さとこの光の照射強度は、吐出部３０から吐出された液滴が、光照射領域Ｌ内を時間ｔ１のうちに距離ｄ１だけ移動する間に光照射により微粒子（図４中では砂点で示す）となり、その後、この微粒子が、光照射領域Ｌ内を時間ｔ２のうちに距離ｄ２だけ移動する間に光照射により乾燥するように構成される。
【００７１】
より具体的には、光照射装置５１から照射される光の照射強度は、時間ｔ１以内に液滴が沸騰し図２及び３に示すような微粒子となるように、例えば、時間ｔ１以内に０．５Ｊ／ｃｍ２以上、１Ｊ／ｃｍ２以上、又は１．５Ｊ／ｃｍ２以上の積算エネルギーを液滴に与えるように、設定される。例えば、ｔ１が１０秒、液滴の沸騰に必要な積算エネルギーが０．５Ｊ／ｃｍ２なら、必要とされる照射強度は０．０５Ｗ／ｃｍ２以上となる。
【００７２】
また、時間ｔ２は、上述の照射強度の光を時間ｔ２の間照射することで微粒子中の溶媒又は分散媒の大部分又は全部（例えば、最終的に光照射前の材料原液中の５０質量％以上、６０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、又は９９質量％以上）が蒸発するように設定される。
【００７３】
光照射装置５１から照射される光の垂直方向の長さは、液滴が時間ｔ１内に移動する距離ｄ１と、微粒子が時間ｔ２内に移動する距離ｄ２との合計値以上であればよい。例えば、光照射領域Ｌ内での液滴及び微粒子の落下速度が１００〜１０００ｃｍ／秒、時間ｔ１及びｔ２の合計値が２秒である場合、距離ｄ１及びｄ２の合計値は２００〜２０００ｃｍとなる。
【００７４】
光照射装置５１から照射される光の垂直方向の長さとこの光の照射強度に、特段の上限はないが、微粒子用材料が加熱に弱い成分を含む場合などは、上述の下限に近いほど好ましい。
【００７５】
防汚層５２は、光照射装置５１の光照射面への微粒子の付着を抑制するために、光照射部５０の内側に面した光照射装置５１の側面に設けられた光透過性の板である。防汚層５２の材料は、光照射装置５１から照射される光が、吐出部３０から吐出された液滴を加熱し沸騰させることを阻害しないのであれば任意である。防汚層５２は、例えば、透明なガラス板などである。
【００７６】
給気部５３は、光照射部５０の側壁を貫通して光照射装置５１の上方に１つ以上（例として、図４では、左右に２つ）配置される。給気部５３は、空気を供給する空気供給装置と、空気供給装置から供給された空気を光照射部５０の内部空間に送り込むダクトと、ダクトの出口に設けられたフィルタとを備える。図４中では、簡略化のために、空気供給装置は省略している。
【００７７】
排気部５４は、光照射部５０の側壁を貫通して光照射装置５１の下方に１つ以上（例として、図４では、左右に２つ）配置される。排気部５４は、光照射部５０の内部空間に供給された空気を外部に送り出すダクトと、ダクトの入口に設けられたフィルタとを備える。図４中では、簡略化のために、空気供給装置は省略している。
【００７８】
排気部５４の上方に給気部５３が配置されているので、給気部５３から供給される空気は、光照射部５０の上面の開口部４０から光照射部５０の下面の開口部６０へと流れる気流を形成する。この気流により、吐出部３０から吐出された液滴は開口部４０から開口部６０に向けて誘導される。また、この気流により光照射部５０内が換気されるため、光照射部５０内の蒸気圧は飽和蒸気圧未満に保たれる。これにより、光照射部５０内の蒸気圧が飽和蒸気圧となり又は飽和蒸気圧に近づき光照射領域Ｌ内での微粒子の乾燥が阻害されることを防げる。
【００７９】
開口部６０は、光照射部５０から回収装置７０に開けた任意の形状の（例えば、円形の）開口である。
【００８０】
回収装置７０は、光照射部５０の下方に設けられている。回収装置７０は、回収容器７１と、開口部６０を通ってベルト上に落下した微粒子を回収容器７１まで搬送するベルトコンベア７２とを備える。
【００８１】
乾燥装置８０は、ベルトコンベア７２の裏面に設けられた間接式乾燥ヒーターである。乾燥装置８０は、微粒子が回収容器７１に保存される前に、微粒子をより一層乾燥させる。
【００８２】
（第２の実施形態の効果）
第２の実施形態に係る微粒子製造装置は、第１の実施形態に係る微粒子製造方法を好適に実行できる。従って、第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８３】
さらに、光照射装置５１として、材料原液に含まれる水の吸収波長に一致する波長の赤外線を高照射強度で照射する赤外線ＬＥＤを用いているので、エネルギー効率良く且つ短時間で材料原液の液滴を沸騰させて、微粒子用材料からなる微粒子を製造できる。その上、液滴の沸騰を短時間で行えるので、光照射装置５１から照射される光の垂直方向の長さ、即ち、光照射装置５１の垂直方向の長さを、例えば、１０ｃｍ程度まで、短くできる。このため、第２の実施形態に係る微粒子製造装置は、従来の微粒子製造装置よりもコンパクトにできる。
【００８４】
（変形例１）
第２の実施形態では、吐出部３０及び光照射部５０内の換気のために、給気部３２、給気部５３、排気部５４を用いているが、換気装置はこれらに限られず、任意である。また、第２の実施形態において、換気装置を省略してもよい。
【００８５】
（変形例２）
第２の実施形態及び変形例１において、材料原液の組成、及び液滴の大きさ、並びに、吐出装置３１、光照射装置５１、回収装置７０、及び乾燥装置８０の構成は、第１の実施形態と同様に任意である。
【００８６】
例えば、材料原液が水を含む場合（特に、水又は水を含有する液体を溶媒又は分散媒とする材料原液を用いる場合）、光照射装置５１は、２．５〜３．２μｍの範囲内の波長を有する赤外線を照射する任意の光照射装置であってもよい。
【００８７】
例えば、こうした光照射装置としては、ＬＥＤやレーザーダイオードが挙げられる。こうした光照射装置は、それ自体が、２．５〜３．２μｍの波長域に発光波長のピークを持つ赤外線を照射するものでもよいし、また、波長変換機構により２．５〜３．２μｍの波長域にピークを有する光に変換され得る光を照射するものでもよい。
【００８８】
波長変換機構としては、例えば、これらに限定されるわけではないが、波長変換素子、波長変換フィルムなどが挙げられる。
【００８９】
光照射装置から照射される光が２．５〜３．２μｍの波長域以外の成分を有する場合、この成分が微粒子製造装置１００の部材の望ましくない加熱を引き起こさぬよう、光照射装置に２．５〜３．２μｍの波長域以外の成分の少なくとも一部を抑制又はカットするフィルタを設けてもよい。
【００９０】
こうしたフィルタとしては、例えば、これらに限定されるわけではないが、赤外線バンドパスフィルタなどが挙げられる。
【００９１】
また、例えば、第２の実施形態に記載の上述の材料原液の代わりに、光吸収剤を含む材料原液（溶媒又は分散媒自体が光吸収剤として機能する場合を含む）を用いる場合、光照射装置５１は、この光吸収剤に吸収され光吸収剤を発熱させる光を照射する任意の光照射装置であってもよい。
【００９２】
例えば、光吸収剤として第１の実施形態に記載した紫外線吸収剤を用いる場合、こうした光照射装置は、紫外線（例えば、２６０〜４９０ｎｍの範囲内の波長を有する紫外線）を照射する紫外線照射装置であることが好ましい。こうした紫外線照射装置としては、紫外線ＬＥＤ、紫外線レーザーなどが挙げられる。
【００９３】
また、例えば、防汚層５２を省略してもよい。
【００９４】
（変形例３）
第２の実施形態、変形例１、２では、吐出部３０、光照射部５０、回収装置７０は、垂直方向に並んで配置され、材料原液の液滴は下向きに（重力方向に）吐出されるが、吐出部３０、光照射部５０、回収装置７０の配置及び液滴の吐出方向は、これに限定されず、任意である。また、吐出部３０と光照射部５０は、開口部４０を介して接続されているが、この代わりに、吐出部３０と光照射部５０が、ダクトなどの連結部材を介して接続されてもよい。同様に、光照射部５０と回収装置７０とが、開口部６０の代わりに、他の連結部材を介して接続されてもよい。
【００９５】
例えば、第２の実施形態において、吐出部３０、光照射部５０、回収装置７０が、水平方向に並んで配置され、材料原液を水平方向に吐出することとしてもよい。この場合、吐出部３０から回収装置７０まで液滴及び微粒子を運搬できるよう、回収装置７０としてサイクロン式集塵装置などの吸引力のある回収装置を用いることが好ましい。
【００９６】
（変形例４）
第１及び第２の実施形態、変形例１〜３では、１種類の材料原液から微粒子を形成するが、これに限らず、複数種の材料原液の微粒子を含む混合物を形成してもよい。
【００９７】
例えば、第２の実施形態において、材料原液貯蔵部１０を複数設け、それぞれの材料原液貯蔵部１０に、異なる微粒子用材料を含む材料原液を保存し、それぞれの材料原液貯蔵部１０に対応する吐出装置３１の吐出機構を設け、吐出装置３１から複数種の材料原液を任意の組み合わせで同時に吐出することで、複数種の材料原液の微粒子を含む混合物を形成してもよい。
【００９８】
（変形例５）
第１及び第２の実施形態、変形例１〜４では、製造された微粒子を回収装置７０などの回収装置により回収するが、製造された微粒子を回収せずともよい。例えば、製造された微粒子に、回収装置により回収する代わりに、粉末混合装置の投入口に直接投入してもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０  材料原液貯蔵部
２０  材料原液供給機構
３０  吐出部
３１  吐出装置
３２  給気部
４０  開口部
５０  光照射部
５１  光照射装置
５２  防汚層
５３  給気部
５４  排気部
６０  開口部
７０  回収装置
７１  回収容器
７２  ベルトコンベア
８０  乾燥装置
１００  微粒子製造装置
Ｌ  光照射領域
【図１】
2020081982.tif 000003
【図２】
2020081982.tif 000004
【図３】
2020081982.tif 000005
【図４】
2020081982.tif 000006