(57)【要約】  微多孔霧化シートであり、浸水面（６）と背水面（７）を有する振動シート（１）を含み、前記振動シート（１）には細孔エリア（３）が設けられ、前記細孔エリア（３）には霧化孔（４）が複数分布しており、前記振動シート（１）の背水面（７）の表面粗さが１５０ナノメートルよりも小さい。該微多孔霧化シートは、振動シートの表面粗さを最適化することにより、振動シートにおける霧化孔をより均一に分布させ、それにより、霧化噴出される液滴の粒度分布がより狭くより均一になり、定量的且つ部位特異的に投与するという霧化効果を実現する。
2021520298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸水面（６）と背水面（７）を有する振動シート（１）を含み、前記振動シート（１）には細孔エリア（３）が設けられ、前記細孔エリア（３）には霧化孔（４）が複数分布している微多孔霧化シートであって、前記振動シート（１）の背水面（７）の表面粗さが１５０ナノメートルよりも小さいことを特徴とする微多孔霧化シート。
【請求項２】
前記振動シート（１）の背水面（７）の表面粗さが１０〜１２０ナノメートルであることを特徴とする請求項１に記載の微多孔霧化シート。
【請求項３】
前記振動シート（１）の背水面（７）の表面粗さが２０〜１１０ナノメートルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の微多孔霧化シート。
【請求項４】
前記振動シート（１）の背水面（７）の表面粗さが５０〜１００ナノメートルであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の微多孔霧化シート。
【請求項５】
前記霧化孔の形状（４）がラッパ状であり、前記霧化孔（４）の両端がそれぞれ給水端と出水端であり、前記給水端の直径が前記出水端の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の微多孔霧化シート。
【請求項６】
前記細孔エリア（３）に突起が複数設けられ、前記霧化孔（４）が突起に位置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の微多孔霧化シート。
【請求項７】
前記振動シート（１）の浸水面（６）及び／又は背水面（７）に防腐層が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の微多孔霧化シート。
【請求項８】
前記防腐層が高分子釉であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の微多孔霧化シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体霧化装置の分野に関し、特に微多孔霧化シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における微多孔霧化シートは、主に圧電セラミックスシート及び圧電セラミックスシートに貼り付けられる振動シートからなり、圧電セラミックスシート及び振動シートにそれぞれ一本のリードが接続され、使用過程では、霧化シートに電圧を印加し、励起電気信号がリードにより圧電セラミックスシートに伝送されると、圧電セラミックスシートが振動し、さらに振動シートを一緒に振動させる。振動シートに設けられる大きさが均一である複数の細孔は、振動の励起で絶えずに液面を押し付け、一定の周波数及び振幅に達すると、振動シートに接触する一部の液体が細孔を通して押出され、小さい液滴になり、霧化される。
【０００３】
ネブライザー療法の分野で、微多孔霧化シートは携帯型霧化器の重要な部品であり、その性能の良否は噴霧投与の効果に直接影響を与える。しかし、従来の微多孔霧化シートには、振動霧化された液滴の粒度分布が広く、集中していないため、病巣に到達する薬物の割合が小さくなる一方、病巣ではない場所に拡散分布する薬物の割合が大幅に増加し、薬物の利用率が低く治療効果が低下し、吸入する薬物がホルモンなど副作用の大きい薬物の場合、病巣ではない場所に過剰な薬物が到達すると、副作用の強化を引き起こし、患者の身体に重大な傷害を与える、という欠陥がある。
【０００４】
上記事情に基づいて、上記問題を解決できる微多孔霧化シートを設計する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術に存在する課題を解決するために、本発明は、霧化効果に優れ、微多孔霧化シートの表面粗さを最適化することにより、金属振動シートの表面がより平らで、加工される細孔の分布がより均一で、霧化噴出する液滴の粒度分布がより狭く、それにより、肺部に定量的かつ部位特異的に投与するという霧化効果を実現する微多孔霧化シート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】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明は以下の技術的解決手段を採用する。
【０００７】
微多孔霧化シートは、浸水面と背水面を有する振動シートを含み、前記振動シートには細孔エリアが設けられ、前記細孔エリアには霧化孔が複数分布しており、前記振動シートの背水面の表面粗さは１５０ナノメートルより小さい。
【０００８】
具体的には、霧化された粒子の粒度分布の均一さが霧化孔の均一さと緊密に関連し、振動シートの表面粗さが霧化孔の均一さに大きく影響するため、霧化された霧化粒子の粒度が均一に分布するよう保証するために、霧化シートの金属振動シートの表面粗さを一定範囲内に制御する必要がある。本発明は、微多孔霧化シートの金属振動シートの表面粗さについて研究し、振動シートの背水面の表面粗さを小さくすることで、振動シートの表面がより平らにする。振動シートの表面を加工して霧化孔をつくる場合、霧化孔のサイズがより均一に分布し、それにより霧化された液滴の粒度の正規分布がより狭く、より均一に噴霧できる。
【０００９】
なお、発明者は研究により、霧化孔が加工される前に、振動シートには浸水面と背水面の区別はなく、両面の表面粗さが同じであることを発見した。振動シートに霧化孔が加工された後でも、振動シートの表面粗さは変化しない。振動シートに霧化孔が加工された後、背水面の表面粗さを変更する場合、霧化孔の分布の均一さが変わり、且つ霧化された液滴の粒度の正規分布も変わる。一方、浸水面の表面粗さのみ変更し、背水面の表面粗さを変更しない場合、霧化孔の分布の均一さは影響されず、霧化された液滴の粒度の正規分布も影響されない。また、大量の研究により、発明者は、振動シートの背水面の表面粗さが１５０ｎｍよりも大きい場合、霧化粒子の粒度分布が広く、粒子の粒度が主に１〜１０μｍに分布していながら、２５〜３５０μｍの範囲内にもある程度分布していること、振動シートの背水面の表面粗さが１５０ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ及び１０ｎｍ（誤差が±２０％以下）の場合、本発明の微多孔霧化シートの霧化器を使用して霧化された粒子の粒度分布が正規分布になっており、霧化粒子が均一で且つ集中し、粒子の粒度が１〜１０μｍにある霧化粒子が９６％以上を占め、肺部投薬に適し、それにより、薬物の利用率を大幅に向上されて投薬量を低減することができることを発見した。しかし、表面粗さを小さく、即ち振動シートの表面を滑らかにしようとするほど、加工機械及び加工プロセスへの要求が高くなり、それに応じてコストも高くなり、発明者は、必要に応じて霧化効果と材料費との間にバランスを取り、適切な表面粗さを持つ微多孔霧化シートを選択してもよいと考えている。本発明的いくつかの実施形態において、振動シートは浸水面の表面粗さと背水面の表面粗さが同じである。他の実施形態において、振動シートは浸水面の表面粗さと背水面の表面粗さが異なる。
【００１０】
好ましくは、前記振動シート的の材質は金属又は高分子材料である。
【００１１】
好ましい技術的解決手段として、前記振動シートの背水面の表面粗さを１０〜１２０マイクロメートルとする。
【００１２】
好ましい技術的解決手段として、前記振動シートの背水面の表面粗さを２０〜１２０マイクロメートルとする。
【００１３】
好ましい技術的解決手段として、前記振動シートの背水面の表面粗さを５０〜１００マイクロメートルとする。
【００１４】
好ましい技術的解決手段として、前記霧化孔の形状がラッパ状であり、前記霧化孔の両端がそれぞれ給水端と出水端であり、前記給水端の直径が前記出水端の直径よりも大きい。
【００１５】
具体的には、前記給水端は前記浸水面側に位置し、前記出水端は前記背水面側に位置する。前記ラッパ状を有する霧化シートを利用することにより、液体は霧化孔を通して霧化しやすく、容易に超微細霧化粒子を得られる。
【００１６】
好ましい技術的解決手段として、前記細孔エリアに突起が複数設けられ、前記霧化孔が突起に位置する。
【００１７】
具体的には、前記細孔エリアに突起が設けられることにより、霧化シートと液体と接触面積を効果的に増加すると同時に、霧化孔を通った粒子を異なる方向に噴出し、霧化方向をより分散させることができ、それにより、霧化粒子同士の相互衝突と融合による粒子の増大と増加が低減される。また、このような構造を採用することで、更にエネルギー変換の効率を効果的に向上させ、電力損失と発熱を低減することができる。
【００１８】
好ましい技術的解決手段として、前記振動シートの浸水面及び／又は背水面に防腐層が設けられる。
【００１９】
具体的には、振動シートの浸水面又は背水面に防腐層を設け、或いは振動シートの浸水面と背水面と両方ともに防腐層を設けることにより、振動シートを液体から隔離して、液体による腐食を避け、振動シートを保護して、さらに霧化シートの耐食性を向上させ、耐用年数を延長することができる。
【００２０】
好ましい技術的解決手段として、前記防腐層は高分子釉薬である。
【００２１】
具体的には、高分子釉薬は耐酸性と耐アルカリ性に優れ、高い防腐効果を持っている。
【発明の効果】
【００２２】
微多孔霧化シートを提供し、振動シートの表面粗さを最適化することにより、振動シートにおける霧化孔をより均一に分布させ、それにより、霧化噴出される液滴の粒度分布をより狭くより均一にし、定量的且つ部位特異的に投与するという霧化効果を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】本発明実施例１の微多孔霧化シートの断面図である。
【図３】本発明実施例２の微多孔霧化シートの断面図である。
【図４】図３のＡ箇所の拡大概略図である。
【図５】本発明実施例１の微多孔霧化シートで霧化して得られた粒子の粒度分布図である。
【図６】本発明実施例３の微多孔霧化シートで霧化して得られた粒子の粒度分布図である。
【図７】本発明実施例４の微多孔霧化シートで霧化して得られた粒子の粒度分布図である。
【図８】本発明実施例５の微多孔霧化シートにで霧化して得られた粒子の粒度分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の構造的特徴及び達成する効果を更に理解し認識させるために、以下、好ましい実施例及び図面を参照しながら詳しく説明する。
【００２５】
実施例１
図１と図２に示すように、微多孔霧化シートは、振動シート１と振動シート１の振動中心に貼り付けられる中空環状圧電セラミックシート２を備え、振動シート１と中空環状圧電セラミックシート２のそれぞれに、電気信号を伝送する一本のリード５が接続される。中空環状圧電セラミックシート２の中心円孔の位置に対応する振動シート１に細孔エリア３が設けられ、細孔エリア３内に霧化孔４が複数分布している。振動シート１は浸水面６と背水面７を有し、霧化孔４がラッパ状であり、霧化孔４の両端がそれぞれ給水端と出水端であり、そのうち、給水端の直径が出水端の直径よりも大きく、給水端の直径が６６マイクロメートルであり、出水端の直径が３マイクロメートルであり、給水端が浸水面６に接続され、出水端が背水面７に接続される。霧化孔４の数は３０００である。振動シート１の背水面７の表面粗さは１０ナノメートルである。
【００２６】
実施例２
図３と図４に示すように、本実施例は、細孔エリア３に突起が複数設けられ、霧化孔４が突起に位置することで、実施例１と異なる。
【００２７】
本実施例における他の構造は実施例１と同じであり、ここで説明を省略する。
【００２８】
実施例３
本実施例は、振動シート１の背水面７の表面粗さが５０ナノメートルであることで、実施例１と異なる。
【００２９】
本実施例における他の構造は実施例１と同じであり、ここで説明を省略する。
【００３０】
実施例４
本実施例は、振動シート１の背水面７の表面粗さが１００ナノメートルであることで、実施例１と異なる。
【００３１】
本実施例における他の構造は実施例１と同じであり、ここで説明を省略する。
【００３２】
実施例５
本実施例は、振動シート１の背水面７の表面粗さが１５０ナノメートルであることで、実施例１と異なる。
【００３３】
本実施例における他の構造は実施例１と同じであり、ここで説明を省略する。
【００３４】
実施例６
本実施例は、振動シート１の浸水面６及び／又は背水面７に防腐層が設けられることで、実施例１と異なる。防腐層は高分子釉薬である。
【００３５】
本実施例における他の構造は実施例１と同じであり、ここで説明を省略する。
【００３６】
粒度分布測定：
【００３７】
（１）測定方法上記各実施例に係る微多孔霧化シートをそれぞれ霧化器に装着し、微多孔霧化シートに一つの超音波を与え、霧化シートが電気信号を受信すると、中空環状圧電セラミックシート２が機械振動をし、中空環状圧電セラミックシート２の機械振動が振動シート１を振動させ、振動シート１と接触する液体が振動によって霧化孔４を通って噴出されて、霧滴になる。上記霧化器を使用してアルブテロール薬液の霧化を行い、霧化で得られた霧化粒子の粒度分布を粒子サイズ分析器で測定する。
【００３８】
（２）測定の結果：図５は実施例１の微多孔霧化シートを使用して霧化した粒子の粒度分布図である；図６は実施例３の微多孔霧化シートを使用して霧化した粒子の粒度分布図である；図７は実施例４の微多孔霧化シートを使用して霧化した粒子の粒度分布図である；図８は実施例５の微多孔霧化シートを使用して霧化した粒子の粒度分布図である。図５〜図８から分かるように、振動シート１の背水面７の表面粗さが１５０ナノメートルよりも小さい場合、上記実施例に係る微多孔霧化シートを使用して霧化した粒子は、粒度分布が集中し、９６％以上が１〜１０μｍの範囲内に集中している。以上より、本発明の微多孔霧化シートを使用して霧化噴出された液体粒子の粒度の正規分布がより狭くより均一であり、それにより、定量的且つ部位特異的に投与するという霧化効果を実現できることが分かる。
【００３９】
本発明において触れられていない部分は、全て従来技術と同じであるか、又は従来技術で実現できる。
【００４０】
なお、上記実施例は、本発明の技術的解決手段を説明するためのものに過ぎず、それを制限するためではない。前述した実施例を参照しながら本発明を詳細に説明したが、当業者は、前記各実施例に記載の技術的手段に対する修正又はその一部の技術的手段に対する等価な置換が、これらの修正又は置換が対応する技術的手段の本質を本発明の各実施例の技術的手段の主旨及び範囲から離脱逸脱させるものでない限り、依然として可能であることを、理解すべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１  振動シート
２  中空環状圧電セラミックシート
３  細孔エリア
４  霧化孔
５  リード
６  浸水面、
７  背水面
【図１】
2021520298.tif 000003
【図２】
2021520298.tif 000004
【図３】
2021520298.tif 000005
【図４】
2021520298.tif 000006
【図５】
2021520298.tif 000007
【図６】
2021520298.tif 000008
【図７】
2021520298.tif 000009
【図８】
2021520298.tif 000010
【国際調査報告】
2021520298.tif 000011
2021520298.tif 000012
2021520298.tif 000013
2021520298.tif 000014
2021520298.tif 000015
2021520298.tif 000016