(57)【要約】  本発明は、流体キャビテーション処理方法に関し、より具体的には、水又は他の液層の具体的な含有率が総重量の３０〜３５％を超える流体のキャビテーション処理に関する。個別セル内に配置された、異なる複数の流体媒体を、同時処理にさらすことが可能である。  流体媒体で満たされた複数のセルの同時超音波誘導キャビテーション処理の方法であって、処理流体で満たされた槽の中にセルを配置することを必要とする方法であって、流体セルの材料は、処理流体の音響抵抗と同じかこれに近い特定の音響抵抗を示し、特定の処理流体の十分に成長した音響キャビテーションを処理流体及び処理にさらされている全てのセルにおいて発生させるのに十分な音響波振幅が生成され、処理流体槽は、方形の形状を有し、この方形槽では、音響定在波が、処理流体内で発生し、自己共振第１高調波周波数を有する弾性メンブレンとして設計された槽壁及び底面から反射されることを特徴とし、方形槽の対向する槽壁は、第１高調波周波数が同じでも異なっていてもよく、槽の長さ「ａ」及び幅「ｂ」は、次式のように、横方向の槽壁によって処理流体内で励振される波長の４分の１の倍数として選択され、ａ＝（ｋ／４）＊（ｃ／ｆｉ）、ｂ＝（ｋ／４）＊（ｃ／ｆｉ）、但し、「ｃ」は、処理流体内で評価される音響速度（ｍ／秒）であり、「ｆｉ」は、槽の横壁の第１高調波周波数（Ｈｚ）であり、「ｋ＝１，２，３…」は整数であり、処理流体レベルの高さ「ｈ」は、槽の底面によって励振される波長の４分の１の倍数として指定され、振動周波数「ｆｉ」は、直交多因子「ｋ」によって評価される、方法である。本方法は、様々な組成、又は同じ組成の複数の流体媒体を効果的且つ同時に処理することを意図している。特に、本方法は、個々の、サブミクロンサイズの分散相のクリーム製品の調製に首尾よく適用されることが可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体媒体で満たされた複数のセルの同時超音波誘導キャビテーション処理の方法であって、処理流体で満たされた槽の中にセルを配置することを必要とする方法であって、前記流体セルの材料は、前記処理流体の音響抵抗と同じかこれに近い特定の音響抵抗を示し、特定の処理流体の十分に成長した音響キャビテーションを処理流体及び処理にさらされている全てのセルにおいて発生させるのに十分な音響波振幅が生成され、前記処理流体槽は、方形の形状を有し、前記方形槽では、音響定在波が、処理流体内で発生し、自己共振第１高調波周波数を有する弾性メンブレンとして設計された槽壁及び底面から反射されることを特徴とし、前記方形槽の対向する槽壁は、第１高調波周波数が同じでも異なっていてもよく、前記槽の長さ「ａ」及び幅「ｂ」は、次式のように、前記横方向の槽壁によって処理流体内で励振される波長の４分の１の倍数として選択され、
ａ＝（ｋ／４）＊（ｃ／ｆｉ）、
ｂ＝（ｋ／４）＊（ｃ／ｆｉ）、
但し、「ｃ」は、処理流体内で評価される音響速度（ｍ／秒）であり、
「ｆｉ」は、槽の横壁の第１高調波周波数（Ｈｚ）であり、
「ｋ＝１，２，３…」は整数であり、
処理流体レベルの高さ「ｈ」は、前記槽の底面によって励振される波長の４分の１の倍数として指定され、振動周波数「ｆｉ」は、直交多因子「ｋ」によって評価される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体キャビテーション処理方法に関し、より具体的には、水又は他の液相の具体的な含有率が総重量の３０〜３５％を超える流体のキャビテーション処理に関する。個別セル内に配置された、異なる複数の流体媒体を、同時処理にさらすことが可能である。
【背景技術】
【０００２】
１９９１年３月２２日に出願されたカナダ国特許第２０２５８３３号の、同時コラーゲン処理の方法及び装置であって、複数のコラーゲン小瓶（シリンジ）を、流体で満たされた槽の中に配置し、槽の底面を約２０ｋＨｚ乃至３ＭＨｚの範囲の周波数で超音波振動させることが必要な方法及び装置が知られている。処理にさらされる各セル内では、特定の十分に成長した音響キャビテーションが生成される。この方法の弱点は、異なる周波数においては、流体を同等に処理できないことである。これは、槽内の流体レベルが、処理に使用されるセルの体積に依存し、流体内の超音波の波長には依存しない為である。更に、槽流体内の超音波励振が多少なりとも有効であることによって振動下の槽底面の具体的な弾性特性を規定できるのは、幾つかの周波数の場合だけである。固有振動の最初の２、３個の高調波だけ、具体的には、非特許文献１、２で指定されているものだけが、上述の周波数に該当しうる。
【０００３】
処理流体内に配置された複数のセルに適用されると、キャビテーション処理効率はかなり低下する。
【０００４】
別の先行技術では、生物学的組織照射パラメータを測定する方法が説明されている（１９９４年７月２６日に出願された特許登録第６２０７８９３号）。
【０００５】
被測定セルは、処理流体で満たされた容器内に配置される。
【０００６】
流体の処理は、処理流体中に沈められた超音波振動ツールによって下方から励振される超音波音響波によって行われる。
【０００７】
被処理組織が中に配置される複数のセルは、音響抵抗が処理流体の音響抵抗に近い材料で作られる。従って、音響キャビテーションが成長した状態は、処理流体内で生成されるだけでなく、被処理組織が中に配置された流体セルの内側でも生成される。先行技術と同様に、最後に紹介したものも、キャビテーション処理効率が処理流体のレベルに依存する点で不利である。
【０００８】
流体レベルが音響波の波長の４分の１の倍数になっていない場合は、表面反射下で入射波と反射波とが複雑に重なり合う。その結果、キャビテーション気泡挙動の最適条件が変化することは避けられず、大域的に、キャビテーション効果が低下する。
【０００９】
最も新しい応用は、化粧乳濁液生産方法（２０１０年９月８日に出願されたロシア国特許第２４２７３６２号）である。この方法において示されている音響キャビテーション条件は、流動式機械振動システム、即ち、方形チャネルの内側で発生する二重共鳴効果の下で形成され、その両側で同相の音の振動、及び定在波が基本調波周波数で生成され、これが、今度は、チャネル壁間のギャップにおいて可動被処理媒体の中に準平面定在波を形成し、チャネルギャップの幅は、チャネル壁によって励振される波長の４分の１の倍数である。その結果、特定の高強度音響波が、同一の共振周波数で被処理流体中に形成される。この方法の弱点は、含有率が異なる複数のセルを、同時に処理することはできない点だが、チャネル壁の第１高調波周波数及び選択されたギャップに照らして評価される単一周波数であれば効率よく処理できる。
【００１０】
異なる２つの周波数で同時に行われるキャビテーション処理は、それらの周波数の相乗効果が、それらの周波数で逐次行われる場合の相乗効果より格段に高いことが知られている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】アルマノヴィチ  Ｉ．Ｇ．（Ａｒｍａｎｏｖｉｃｈ Ｉ．Ｇ．）、レヴィン  Ｖ．Ｉ．（Ｌｅｖｉｎ Ｖ．Ｉ．）著「数理物理学方程式  第２版（Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｅｑｕａｔｉｏｎ，  ｓｅｃｏｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ）」Ｍ．， Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９６９年
【非特許文献２】シャロミー  Ｖ．Ｎ（Ｃｈａｌｏｍｅｙ Ｖ．Ｎ．）の監修による６部構成のリファレンスマニュアルの「振動技術（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ）」Ｍ．， Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、１９７９年
【非特許文献３】マルグリス  Ｍ．Ａ．（Ｍａｒｇｕｌｉｓ Ｍ．Ａ．）著「音響化学の基本原理  音響場における化学反応 （Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ  Ｓｏｎｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄ  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ）」− Ｍ．： Ｈｉｇｈｅｒ  Ｓｃｈｏｏｌ、１９８４年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、複数の少量の単一成分含有量を有する複数の流体で満たされたセルの同時処理、並びに、複数の共振音響波の同時作用下での処理の手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】
【００１３】
この目的は、処理流体で満たされた方形槽を適用することによって達成され、方形槽では、定在音響波が発生して、自己共振第１高調波共振周波数を有する弾性メンブレンとして設計された槽壁及び底面から反射され、対向する方形槽壁は、第１高調波周波数が同じでも異なっていてもよく、槽の長さ「ａ」及び幅「ｂ」は、次式のように、横方向の槽壁によって処理流体内で励振される波長の４分の１の倍数として選択される。
ａ＝（ｋ／４）＊（ｃ／ｆｉ）、
ｂ＝（ｋ／４）＊（ｃ／ｆｉ）、
但し、「ｃ」は、処理流体内で評価される音響速度（ｍ／秒）であり、
「ｆｉ」は、槽の横壁の第１高調波周波数（Ｈｚ）であり、
「ｋ＝１，２，３…」は整数である。
【００１４】
処理流体レベルの高さ「ｈ」は、槽の底面によって励振される波長の４分の１の倍数として指定され、振動周波数「ｆｉ」は、直交多因子「ｋ」によって評価される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る方法の実装の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る方法の実装の一例を示す写真である。
【図３】本発明に係る方法の実装の一例を示す写真である。
【図４】本発明に係る方法の実装の一例を示す写真である。
【図５】本発明に係る方法の一例を実施した場合の顕微鏡写真及び効果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本方法の実装については、図１を参照されたい。この図は、処理流体２で満たされた方形槽１を示し、方形槽１には、被処理流体媒体セル３が配置されている。槽内の処理流体レベルの高さは、値「ｈ」で評価される。方形槽の各壁は、弾性メンブレンとして設計される。流体内で得られるキャビテーション効果及び音響波振幅が最大になるのは、この種のメンブレンが第１高調波による振動を発生させ、これによって、メンブレン表面に第１高調波の定在波が発生する場合である。この周波数の計算については既知であり、困難なことでは全くない（非特許文献１〜２）。同じことが方形槽にも関係しており、方形槽の横壁は同じ周波数を有する。図２は、異なる複数の単一成分含有量を有する４個の流体で満たされたセルに対して同時処置を２４Ｈｚで行うことに適用される手法の１つを示す。７０〜９０ｍｌの調製を行う為に、１００ｍｌのプラスチック製カップを使用している。
【００１７】
ポリエチレンの音響抵抗の定格（密度が０．９２〜０．９４ｇ／ｃｍ３、長手方向の波の速度が約１９００〜１９５０ｍ／秒）は、処理流体用として選択された水の抵抗とほぼ同じである。
【００１８】
対向する槽壁が異なる周波数を発生させることに関しては、これは、解決の難しい性質の問題である。この場合は、メンブレンがリブで補強されてよく、メンブレンの面積は槽壁の面積より小さくてよい。実装の手法については、図３及び図４を参照されたい。
【００１９】
得られるキャビテーション効果及び副次共振効果を最大にする為には、処理流体で満たされたセルにおいて、選択された周波数「ｆｉ」を有する定在音響波を発生させなければならない。これらの効果の為には、槽の内部寸法が、槽の横壁間の流体内で励振される波長の４分の１の倍数でなければならない。定在波の節と腹のマッチングは、次に、周波数「ｆｉ」の直交多因子性によって条件付けされる。処理流体レベルの高さ「ｈ」は、槽底面によって励振される波長の４分の１の倍数として指定される。
【００２０】
流体セルの処理によってもたらされる流体全体の二重共振効果は、特に、顧客の肌の個々のタイプに応じた少量の化粧乳濁液の調製に利用されてよい。丸善製薬（Ｍａｒｕｚｅｎ  Ｐｈａｒｍ）の配合を用いて偏光顕微鏡によって得られた具体的なクリーム構造及びリン脂質ベースの（液晶）顕微鏡写真を、図５に示す。この種の配合は、高級品クラスの価格セグメントに適用される。これらの構造の品質は、偏光顕微鏡によってのみ定着される典型的な脂質メンブレン発光効果に照らして検査されてよい。なお、処理流体内で特定の共振定在波が励振されている状態で、乳濁液ベースの組成が同一であるが活性混和剤組成が異なる４個の化粧品セルの同時処理の後に生成された好ましい感覚刺激性クリーム特性によって、クリーム構造が著しく改善され、分散相が２分の１から３分の１に低減され、均質性レベルが２倍に高まる。
【００２１】
ＳＰＬＡＴの配合を用いた懸濁液、具体的には、チョークデンタルペーストの処理についても、同様の結果が得られている。
【００２２】
従って、本目的の達成、及び本発明の商品力は、十分に認められる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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