(57)【要約】【課題】  カプセルを効率よく生成可能なカプセル製造装置を提供する。【解決手段】  回転軸の周囲に放射状に設けられた複数のノズルから第１の液体を噴射する液体噴射部と、第２の液体を膜状に保持する液膜保持部と、を備え、前記液体噴射部が前記回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、前記回転軸の遠心方向の成分を含む方向に前記複数のノズルから前記第１の液体を噴射して液滴を形成し、前記第１の液体の液滴が、前記液膜保持部に保持された第２の液体の液膜を貫通する際に、前記第２の液体によって前記第１の液体の液滴を被覆させる。【選択図】  図３
2013150950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周囲に放射状に設けられた複数のノズルから第１の液体を噴射する液体噴射部と、
第２の液体を膜状に保持する液膜保持部と、
を備え、
前記液体噴射部が前記回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、前記回転軸の遠心方向の成分を含む方向に前記複数のノズルから前記第１の液体を噴射して液滴を形成し、
前記第１の液体の液滴が、前記液膜保持部に保持された第２の液体の液膜を貫通する際に、前記第２の液体によって前記第１の液体の液滴を被覆させる、ことを特徴とするカプセル製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカプセル製造装置であって、
前記複数のノズルは、前記回転軸からの距離がそれぞれ等しくなるように配置され、
隣り合う位置に配置される前記ノズル同士の間隔が等間隔である、ことを特徴とするカプセル製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカプセル製造装置であって、
前記液膜保持部は、前記液体噴射部を取り囲むように、前記回転軸を中心とする円周上で前記第２の液体の液膜を保持する、ことを特徴とするカプセル製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のカプセル製造装置であって、
前記液膜保持部は、外部フレームと、該外部フレームで囲まれる領域を複数の領域に分割する内部フレームと、を有し、
前記内部フレームによって膜状に保持された第２の液体が、平面状に隣接して並ぶことにより、前記第２の液体の液膜が形成される、ことを特徴とするカプセル製造装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のカプセル製造装置であって、
前記第１の液体は、カプセル機能を発現する有効成分を含んだ液体であり、
前記第２の液体は、カプセルのシェル材となる液体であり、
第３の液体は、前記第２の液体の硬化を誘発する液体であり、
前記第１の液体を液滴化してコアを形成し、
前記コアを被覆する前記第２の液体によってシェルを形成し、
前記シェルと前記第３の液体とを接触させて硬化反応を生じさせることにより、前記シェルを硬化させる、ことを特徴とするカプセル製造装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のカプセル製造装置であって、
前記第１の液体は、カプセル機能を発現する有効成分を含んだ液体、及び、カプセルのシェル材となる液体の混合液であり、
前記第２の液体は、前記第１の液体のうち前記シェル材となる液体の硬化を誘発する液体であり、
前記第１の液体を液滴化してコアを包含するマトリックスを形成し、
前記マトリックスと前記第２の液体とを接触させて硬化反応を生じさせることにより、前記マトリックスのシェル材の成分を硬化させる、ことを特徴とするカプセル製造装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれかに記載のカプセル製造装置で製造された医療用カプセル。
【請求項８】
回転軸の周囲に放射状に設けられた複数のノズルを有する液体噴射部が、前記回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、前記回転軸の遠心方向の成分を含む方向に第１の液体を噴射して液滴を形成することと、
前記第１の液体の液滴が、膜状に保持された第２の液体の液膜を貫通する際に、前記第２の液体によって前記第１の液体の液滴を被覆させることと、
を有するカプセル製造方法。
【請求項９】
回転軸の周囲に放射状に設けられた複数のノズルを有する液体噴射部が、前記回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、前記回転軸の遠心方向の成分を含む方向に、カプセル機能を発現する有効成分を含む液体とカプセルのシェル材となる液体との混合液を噴射して液滴を形成することと、
前記混合液からなる液滴が、膜状に保持された第２の液体の液膜を貫通する際に、前記第２の液体によって前記混合液からなる液滴のシェル材の成分が硬化されることと、
を有するカプセル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル製造装置、医療用カプセル、及び、カプセル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芯物質（コア）を皮膜（シェル）で覆うことによって生成されるカプセルが知られている。このようなカプセルのうち、粒径がマイクロメートルオーダーの微小なカプセルはマイクロカプセルと呼ばれ（マイクロスフィアやゲルビーズとも呼ばれる）、近年開発が進んでいる。マイクロカプセルは、コアやシェルの形成材料を適当に選択することで様々な機能を持たせることができる。例えば、コアを外部環境から保護する機能や、外部環境へコアを放出する速度を調節する機能等を持たせることができ、現在では、機能性材料として食品、医薬品等の多岐の分野に渡って応用されている。
【０００３】
このようなマイクロカプセルの生成方法として、カプセルのコアを形成するコア材及びシェルを形成するシェル材（ともに液体である）を用いて、シェル材によってコア材を被覆させることでカプセルを生成する方法がある。例えば、コア材によって形成される液面の上に、該コア材よりも比重の小さいシェル材を浮かべるようにしてシェル材を液膜状に形成して保持する。そして、コア材とシェル材との界面付近（コア材液面の下側）で気泡を発生・破裂させる。この気泡が破裂する際に生じる圧力によって、コア材をシェル材の液膜側に噴射させ、シェル材によってコア材を包み込むように被覆してマイクロカプセルを生成する方法が提案されている。（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２４６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法によれば、シェルの厚さが均一なマイクロカプセルを生成しやすくなる。
しかし、特許文献１の方法では、１つのマイクロカプセルを生成するごとに気泡を発生させて破裂させる必要があるため、カプセルの生成効率が悪く、カプセルの大量生産には適していない。
【０００６】
本発明では、カプセルを効率よく生成可能なカプセル製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、回転軸の周囲に放射状に設けられた複数のノズルから第１の液体を噴射する液体噴射部と、第２の液体を膜状に保持する液膜保持部と、を備え、前記液体噴射部が前記回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、前記回転軸の遠心方向の成分を含む方向に前記複数のノズルから前記第１の液体を噴射して液滴を形成し、前記第１の液体の液滴が、前記液膜保持部に保持された第２の液体の液膜を貫通する際に、前記第２の液体によって前記第１の液体の液滴を被覆させる、ことを特徴とするカプセル製造装置である。
【０００８】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】カプセルの概念図である。
【図２】第１の液体の液滴が第２の液体の液膜によって被覆される際の動作について概略的に説明する図である。
【図３】第１実施形態におけるカプセル製造装置１の基本的な構成を説明する概略図である。
【図４】図４Ａは、回転体１１のＸＺ平面における断面を表す図である。図４Ｂは、回転体１１のＸＹ平面における断面を表す図である。
【図５】回転体１１を正１２角柱とした場合の例について説明する図である。
【図６】第１実施形態においてカプセル製造装置１を用いてカプセルを生成する工程のフローを表す図である。
【図７】アルギン酸ナトリウムの説明図である。
【図８】アルギン酸ナトリウムからアルギン酸カルシウムゲルへ変化する中間の様子を示す説明図である。
【図９】アルギン酸カルシウムゲルの説明図である。
【図１０】変形例１における液膜保持部３０の概略図である。
【図１１】変形例２で用いられる液膜保持部３０の一例を表す図である。
【図１２】変形例２で用いられる液膜保持部３０の一例を表す図である。
【図１３】変形例２で用いられる液膜保持部３０の一例を表す図である。
【図１４】第２実施形態におけるカプセル製造装置２の基本的な構成を説明する概略図である。
【図１５】第２実施形態においてカプセル製造装置２を用いてカプセルを生成する工程のフローを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。  
【００１１】
回転軸の周囲に放射状に設けられた複数のノズルから第１の液体を噴射する液体噴射部と、第２の液体を膜状に保持する液膜保持部と、を備え、前記液体噴射部が前記回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、前記回転軸の遠心方向の成分を含む方向に前記複数のノズルから前記第１の液体を噴射して液滴を形成し、前記第１の液体の液滴が、前記液膜保持部に保持された第２の液体の液膜を貫通する際に、前記第２の液体によって前記第１の液体の液滴を被覆させる、ことを特徴とするカプセル製造装置。
このようなカプセル製造装置によれば、カプセルを効率よく生成することができる。
【００１２】
かかるカプセル製造装置であって、前記複数のノズルは、前記回転軸からの距離がそれぞれ等しくなるように配置され、隣り合う位置に配置される前記ノズル同士の間隔が等間隔であることが望ましい。
このようなカプセル製造装置によれば、液体噴射部が回転する際に生じる遠心力が各ノズルに均等に作用するため、各ノズルにおける第１の液体の噴射条件（液体の噴射量や噴射速度）が揃いやすくなる。したがって、各ノズルから噴射される第１の液体の液滴も均等になり、生成されるカプセル（コア）の品質を均一に保ちやすくなる。
【００１３】
かかるカプセル製造装置であって、前記液膜保持部は、前記液体噴射部を取り囲むように、前記回転軸を中心とする円周上で前記第２の液体の液膜を保持することが望ましい。
このようなカプセル製造装置によれば、第２の液体の液膜が液体噴射部１０の周囲に隙間なく形成されるため、液体噴射部１０から噴射された第１の液体の液滴が当該液膜に着弾しやすくなる。また、液体噴射部１０に設けられた各ノズルから第２の液体の液膜までの距離が等しくなるため、第１の液体の液滴が噴射されてから液膜に着弾するまでの飛翔時間等の条件も同じになる。これにより、均一な形状のカプセルをより効率的に生成しやすくなる。
【００１４】
かかるカプセル製造装置であって、前記液膜保持部は、外部フレームと、該外部フレームで囲まれる領域を複数の領域に分割する内部フレームと、を有し、前記内部フレームによって膜状に保持された第２の液体が、平面状に隣接して並ぶことにより、前記第２の液体の液膜が形成されることが望ましい。
このようなカプセル製造装置によれば、形成される個々の液膜の面積を小さくすることができるため、液膜全体が損壊しにくくなる。特に、液膜が液体噴射部の回転による外乱の影響を受けやすい場合や、液膜を鉛直方向に保持するのが難しい場合において、液膜を安定して保持することができるため、カプセル生成動作が中断されにくくなり、カプセルを効率的に生成することができる。
【００１５】
かかるカプセル製造装置であって、前記第１の液体は、カプセル機能を発現する有効成分を含んだ液体であり、前記第２の液体は、カプセルのシェル材となる液体であり、第３の液体は、前記第２の液体の硬化を誘発する液体であり、前記第１の液体を液滴化してコアを形成し、前記コアを被覆する前記第２の液体によってシェルを形成し、前記シェルと前記第３の液体とを接触させて硬化反応を生じさせることにより、前記シェルを硬化させることが望ましい。
このようなカプセル製造装置によれば、コアとシェルからなるカプセルを生成することができる。このようなカプセルは人体に無害で医療分野等に対する応用性が高い。また、親水性のゲルによるシェルを形成することが可能であるため、保水性能が高く、また、外部環境とカプセルとの間でシェルを介しての浸透圧調整が容易なカプセルを生成することができる。さらに、コアを形成するコア材とシェルを形成するシェル材とを別個に選択することができる。これにより、カプセルの用途や目的に応じて自由にカプセル材料を組み合わせることで、様々な種類のカプセルを生成することができる。
【００１６】
かかるカプセル製造装置であって、前記第１の液体は、カプセル機能を発現する有効成分を含んだ液体、及び、カプセルのシェル材となる液体の混合液であり、前記第２の液体は、前記第１の液体のうち前記シェル材となる液体の硬化を誘発する液体であり、前記第１の液体を液滴化してコアを包含するマトリックスを形成し、前記マトリックスと前記第２の液体とを接触させて硬化反応を生じさせることにより、前記マトリックスのシェル材の成分を硬化させることが望ましい。
このようなカプセル製造装置によれば、コアを含有するマトリックスからなるカプセルを生成することができる。このようなカプセルは人体に無害で医療分野等に対する応用性が高い。
【００１７】
また、かかるカプセル製造装置で製造された医療用カプセルが明らかなる。
このような医療用カプセルによれば、所望のサイズや硬さの微小カプセルが製造できるため、ＤＤＳ（ドラックデリバリーシステム）のように、薬剤などのコアとそれを被覆するシェルなどを構成することにより、途中で吸収・分解されることなく患部に到達させ、患部で薬剤を放出することができる。
【００１８】
また、回転軸の周囲に放射状に設けられた複数のノズルを有する液体噴射部が、前記回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、前記回転軸の遠心方向の成分を含む方向に第１の液体を噴射して液滴を形成することと、前記第１の液体の液滴が、膜状に保持された第２の液体の液膜を貫通する際に、前記第２の液体によって前記第１の液体の液滴を被覆させることと、を有するカプセル製造方法が明らかとなる。
【００１９】
また、回転軸の周囲に放射状に設けられた複数のノズルを有する液体噴射部が、前記回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、前記回転軸の遠心方向の成分を含む方向に、カプセル機能を発現する有効成分を含む液体とカプセルのシェル材となる液体との混合液を噴射して液滴を形成することと、前記混合液からなる液滴が、膜状に保持された第２の液体の液膜を貫通する際に、前記第２の液体によって前記混合液からなる液滴のシェル材の成分が硬化されることと、を有するカプセル製造方法が明らかとなる。
【００２０】
＝＝＝概要＝＝＝
＜カプセルとは＞
図１Ａ及び図１Ｂに、カプセルの概念図を示す。一般に、カプセルには、図１Ａのように「コア」（内包物）、及びそれを覆う「シェル」によって構成されるカプセルと、図１Ｂのように複数のコアを内包する「マトリックス（シェルに相当する）」によって構成されるカプセルとがある。いずれの場合も、コアがシェル（マトリックス）によって被覆される構造を有する。本明細書ではこれらのカプセルを製造する装置について説明を行なう。
【００２１】
なお、「コア」を形成するコア材は、カプセルの機能を発現する有効成分（例えば、ハイドロキノン、セラミド、牛血清アルブミン、γ−グロブリン、リピオドール、ビフィズス菌、ビタミン、ヒアルロン酸、ＩＰＳ細胞等）を含んだ物質である。コア材には当該有効成分が溶解していているもの、有効成分が分散しているもの、また、有効成分が固体もしくは気体状で存在しているものが含まれる。このようなカプセルは、食料、医薬部外品、医薬品等、種々の分野で使用されており、カプセルの大きさ（内包物の容量）や、シェルの厚さはその用途に応じて様々である。
【００２２】
＜カプセルの生成方法＞
図１Ａに示されるようなカプセルを生成する方法の概要について簡単に説明する。本実施形態では複数種類の液体を原材料としてカプセルが生成される。具体的には、膜状に保持された第２の液体（以下、第２の液体の「液膜」とも呼ぶ）に向けて第１の液体を噴射して第１の液体の液滴（カプセルのコア）を形成させる。そして、第１の液体の液滴が第２の液体の液膜を貫通する際に、第２の液体によって当該第１の液体の液滴（コア）が被覆されることで、シェルによってコアが覆われたカプセルが形成される。第１の液体及び第２の液体は、生成されるカプセルの機能や用途に応じてそれぞれ最適な液体材料が選択される。第１の液体及び第２の液体の詳細については後で説明する。
【００２３】
図２は、第１の液体の液滴が第２の液体の液膜によって被覆される際の動作について概略的に説明する図である。図の（Ａ）〜（Ｄ）は第１の液体（コア材とする）の液滴が第２の液体の液膜を貫通する際の様子を時系列順に表したものである。図では、鉛直方向に保持された液膜（斜線部）に対して左側から右側へコア材が突入するものとする。
【００２４】
（Ａ）はじめに、第１の液体（コア材）の液滴によって形成されたコアが第２の液体の液膜に所定の速度（液膜を貫通可能な速度）で突入する。（Ｂ）液膜と接触したコアはそのまま直進を続け、液膜を貫通しようとする。これに対して、液膜はコアを包み込むように変形する。（Ｃ）コアは液膜に包まれたまま直進を続ける。コアが当初の液膜の位置を通過した段階では、コアの大部分が第２の液体（液膜）によって覆われる。なお、コアが通過した部分では液膜に穴が開いたような状態となるが、その穴の鉛直上方側から下方側へシェル材（第２の液体）が穴を塞ぐように移動（流動）することにより、液膜を穴のない状態に戻そうとする。（Ｄ）コアが液膜を完全に貫通すると、コア（第１の液体）全体が第２の液体によって被覆された状態となる。また、コアが貫通することによって液膜に開いた穴は第２の液体によって閉じられる。
【００２５】
このような動作を経ることで、シェルによってコアが被覆された構造を有するカプセルが生成される。
【００２６】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
発明を実施するためのカプセル製造装置の形態として、液体噴射装置を用いたカプセル製造装置１を例に挙げて説明する。
【００２７】
カプセル製造装置１では、遠心分離方式（スプレー方式）の液体噴射装置を用いて第１の液体の液滴を噴射することにより、カプセルの大きさやシェルの厚さを自由に調整しながら、所望のサイズのカプセルを製造（生成）する。また、噴射条件を制御することにより微少量の液滴を噴射することで、カプセル径がナノメートル（ｎｍ）オーダーやマイクロメートル（μｍ）オーダーとなるような、微小サイズのカプセルを生成することが可能である。
【００２８】
＜カプセル製造装置の構成＞
図３は、第１実施形態におけるカプセル製造装置１の基本的な構成を説明する概略図である。カプセル製造装置１は、液体噴射部１０と、液膜保持部３０と、液体接触部４０と、制御部６０とを備える。
【００２９】
また、説明のため、図３に示されるように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標軸を設定する。Ｚ軸は鉛直方向（図３において下向きの方向）であり、本実施形態において液体噴射部１０の回転中心（回転軸）はＺ軸と一致するものとする。また、Ｘ軸はＺ軸に対して垂直な方向であり、Ｙ軸はＺ軸及びＸ軸に対して垂直な方向である。すなわち、ＸＹ平面は水平面である。
【００３０】
（液体噴射部１０）
液体噴射部１０は、第１の液体を噴射することによってマイクロカプセルのコアとなる液滴を形成するコア形成部である。図４に、液体噴射部１０の概略説明図を示す。液体噴射部１０は回転体１１とモーター１２と、回転体１１に設けられた複数のノズルＮｚとを有する。図４Ａは、回転体１１のＸＺ平面における断面図を表している。図４Ｂは、回転体１１のＸＹ平面における断面図を表している。
【００３１】
回転体１１は、回転軸を中心として回転可能な円筒形の容器である。回転体１１の内部には図４Ａの斜線部で表されるように第１の液体が貯留される。回転体１１の側面には第１の液体を噴射する複数のノズルＮｚが設けられている。図４Ｂに示されるように、各ノズルＮｚは、回転軸に対して放射状であり、かつ、回転中心（回転軸）からノズルまでの距離ｒがそれぞれ等しくなるような位置に配置される。すなわち、回転軸（本実施形態ではＺ軸）を中心とした半径ｒの円周上で、それぞれが遠心方向（中心から遠ざかる方向）に向かうように配置される。これにより、当該ノズルから噴射される第１の液体は、ＸＹ平面上で遠心方向の成分を有する方向に噴射される。その際、噴射方向がＺ軸方向の成分を含むようにしてもよい。また、隣り合うノズルとノズルとの間隔ｄ（周方向におけるノズル間距離）が等間隔となるように配置されることが望ましい。ノズルの直径は、第１の液体を１回噴射する際の噴射量に基づいて決定される。すなわち、生成したいカプセルの大きさに応じて決定される。例えば直径２０μｍ程度のノズルが用いられる。
【００３２】
また、回転体１１の形状は円筒形以外であってもよい。例えば、正８角柱や正１２角柱等の多角柱（Prism）形状としてもよい。図５は、回転体１１を正１２角柱とした場合の例である。図は回転体１１のＸＹ平面における断面図を表している。図５で、回転体１１の外観は円筒形とは異なるが、回転体１１の側部に配置される各ノズルＮｚの位置関係は円筒形の場合と同様である。すなわち、回転中心（回転軸）からノズルまでの距離ｒが等しくなる位置で、それぞれが遠心方向に向かうように配置され、また、隣り合うノズル同士の間隔ｄ（周方向におけるノズル間距離）が等間隔となるように配置される。
【００３３】
このようなノズル配置であれば、回転体１１の回転による遠心力が各ノズルに均等に作用するため、各ノズルにおける噴射条件（第１の液体の噴射量や噴射速度）も同一となり、どのノズルからも均等に液体が噴射されることになる。したがって、大量に生成されるカプセル（コア）の品質を均一に保ちやすい。
【００３４】
なお、回転体１１が静止している状態において内部に第１の液体を貯留している状態でも、ノズルから第１の液体が外部に漏れ出すことはない。言い換えると、回転体１１に何らかの力が働いていない場合には第１の液体は噴射されない。また、回転体１１には、第１の液体を内部に導入するための液体補充口（不図示）が設けられる。
【００３５】
回転体１１は回転軸及び不図示のギア輪列を介してモーター１２に接続され、モーター１２が回転することによって回転体１１も回転軸を中心に回転する。モーター１２の回転速度は制御部６０によって調整される。回転体１１が回転することにより遠心力が発生し、第１の液体が各ノズルから遠心方向に所定量ずつ断続的に噴射される。噴射された第１の液体は、その表面張力により球形（液滴）となる。つまり、回転体１１の回転速度を変更することによって、噴射される液滴の大きさ（液体の量）を調整することができる。これにより、所望のサイズのカプセルコアを形成できるようになる。なお、第１の液体に酸素分子が溶け込んでいると、ノズル内部を移動する間に第１の液体中に気泡が生じるおそれがある。よって、本実施形態において使用される第１の液体は、予め溶存空気（酸素）が除去されていることが望ましい。
【００３６】
（液膜保持部３０）
液膜保持部３０は、液膜保持枠３１を有する。液膜保持枠３１は、第２の液体を薄膜状に保持する枠である。第２の液体は、周囲を液膜保持枠３１に取り囲まれることによって、該液膜保持枠３１を外縁とする液膜として保持される。液膜保持枠３１は図３に示されるように、同一形状の枠が液体噴射部１０（回転体１１）の周囲を取り囲むように複数設置される。また、液膜保持枠３１の高さは、液体噴射部１０から噴射された第１の液体の液滴が、液膜保持枠３１によって保持された第２の液体の液膜に着弾（突入）可能な高さに調整される。
【００３７】
液膜保持枠３１は、液膜を保持できるものであれば材質は自由であり、本実施形態では金属製（例えば、ステンレス、アルミニウム、銅、金、銀、真鍮、チタン、炭素鋼、洋白等）や樹脂製（例えば、アクリル、ポリウレタン、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン等）の液膜保持枠を用いることができる。また、液膜を保持できるのであれば形状も自由であり、図３に示されるような四角形以外の形状であってもよい。なお、液膜保持枠３１の厚さは、保持するべき液膜の厚さを考慮して決定される。
【００３８】
液膜の形成は、不図示の液膜形成機構によって行なわれる。液膜形成機構は、液膜の原料となる第２の液体を液膜保持部３０に供給し、液膜を形成するものである。液膜形成機構は、例えば、第２の液体を貯留する第２液体タンクと、液膜保持枠３１の一辺の幅以上の幅（長さ）を有する刷毛状の塗布部とを有する。そして、第２液体タンクに貯留されている第２の液体を、該塗布部を用いて液膜保持枠３１に塗布することによって液膜を形成するような機構とすることができる。このような液膜形成機構によれば、カプセル生成動作（詳細は後述）中に液膜が損壊した（破れた）場合であっても、すぐに液膜を再形成することができる。ただし、カプセル製造装置１にとって液膜形成機構は必須の構成ではなく、カプセルを生成する際に、液膜保持部３０によって第２の液体の液膜が保持されていればよい。
【００３９】
（液体接触部４０）
液体接触部４０は、シェル材（本実施形態においては第２の液体）を硬化させるためのシェル硬化材（本実施形態においては第３の液体）を液体の状態で貯留して液相を形成する。そして、シェル材とシェル硬化材とを接触させることにより化学反応を生じさせ、コアを被覆するシェルを適切な硬さに硬化させる。
【００４０】
液体接触部４０は、液体を貯留しておくことができる液体貯留容器４１を有する。液体貯留容器４１は図３のように上部が開口された容器であり、液体噴射部１０及び液膜保持部３０よりも鉛直下側（Ｚ軸方向側）に設置される。開口部の大きさは、液膜を貫通した後に降下するカプセルが液体貯留容器４１の内部に進入しやすいよう、周状に配置された液膜保持部３０よりも広い範囲をカバーできるようにする。すなわち、液膜保持部３０が配置されている位置の円よりも大きな領域とする。また、液体貯留容器４１は、内部にシェル硬化材（第３の液体）を貯留するため、第３の液体と接触しても化学反応を生じないガラス等の材質で形成される。
【００４１】
また、液体貯留容器４１は、シェルが硬化された後のカプセルを回収するためのカプセル回収部としての機能も有する。
【００４２】
（制御部６０）
制御部６０は、液体噴射部１０の回転速度（モーター１２の回転速度）や動作時間等を制御することにより、第１の液体の噴射量、噴射速度、カプセル生成個数等を調整する。
【００４３】
＜カプセル生成動作について＞
カプセル生成装置１を用いたカプセル生成動作の詳細について説明する。第１実施形態では、まず、コア材（第１の液体）を噴射して液滴（コア）を形成する。その後、形成されたコア（第１の液体の液滴）をシェル材（第２の液体）で被覆させ、シェルを形成する。そして、形成されたシェルをシェル硬化材（第３の液体）と接触させることで、シェルの表面で化学反応を生じさせる。この化学反応によってコアを被覆するシェルが硬くなり、コア及びコアを内包するシェルからなるカプセルが生成される。
【００４４】
図６に、第１実施形態においてカプセル製造装置１を用いてカプセルを生成する工程のフローを表す図を示す。本実施形態では、コア形成工程（Ｓ１０１）、シェル形成工程（Ｓ１０２）、シェル硬化工程（Ｓ１０３）の３つの工程によりカプセルが生成される。
【００４５】
Ｓ１０１：コア形成工程
まず、液体噴射部１０から噴射される第１の液体（コア材）の液滴によってカプセルのコアが形成される。
【００４６】
本実施形態において、第１の液体（コア材）としてカプセルの機能を発現する有効成分（例えば、ハイドロキノン、セラミド、牛血清アルブミン、γ−グロブリン、リピオドール、ビフィズス菌、ビタミン、ヒアルロン酸、ＩＰＳ細胞等）を含んだ物質（水溶液）が用いられる。
【００４７】
上述したように本実施形態では、液体噴射部１０が回転軸（Ｚ軸）に沿って回転し、第１の液体は回転軸の遠心方向の成分を含む方向に噴射される。つまり、液体噴射部１０を取り囲むように周上に配置された液膜に向けてコア材（第１の液体）が噴射される。このとき、コア材の噴射方向は、遠心方向成分に加えて液体噴射部１０の回転方向の成分を有していてもよい。
【００４８】
なお、液体噴射部１０の回転軸を必ずしも鉛直な方向（Ｚ軸）に合わせる必要は無い。噴射されたコア材の液滴がシェル材の液膜を貫通することができ、かつ、シェル材によってコア材の液滴がほぼ均一に被覆されるのであれば、液体噴射部１０の回転方向が水平面に対して多少傾くことは許容される。
【００４９】
コア材（第１の液体）を噴射する際の噴射量は、生成されるカプセルのコアの大きさ（容量）に応じて決定される。本実施形態においては、噴射されたコア材の液滴の大きさによって、完成後のカプセルの大きさが決定されるからである。つまり、コア材を噴射する量を制御することによって、生成されるカプセルのサイズを自由に設定することができる。なお、上述したように、液体噴射部１０から噴射されるコア材の量は、制御部６０によって液体噴射部１０の回転速度を変更することによって調整することができる。
【００５０】
このことは、コア材（第１の液体）の歩留まりが非常に高いということを意味する。すなわち、噴射されたコア材がそのままカプセル（コア）を形成するため、コア材はほとんど無駄にならない。したがって、カプセルの原料コストを安く抑えることができる。特に、コア材として非常に高価な物質を使用しなければならない場合（例えば、医療用カプセルを生成する際に、医療用材料をコアとする場合）に非常に効果的である。また、使用される液体の量が最適化できるため、廃棄される液体の量が少なく環境保護という観点でも有効である。また、医療用カプセルに限らず、化粧用カプセルや食品用カプセルにおいても、上述したとおり、使用される液体材料の量が最適化できる。
【００５１】
コア材を噴射する際の液体噴射速度は、次工程のシェル形成工程（Ｓ１０２）においてシェル材（第２の液体）の液膜を貫通できるような速度に設定される。すなわち、噴射されたコア材の液滴が、シェル材の液膜を貫通するのに十分な大きさの運動量を有するように設定される。設定するべき速度は、貫通するべき液膜の厚さ、液膜材料（第２の液体）の粘度や液膜の表面張力、コア材（第１の液体）の噴射量や密度等によって条件が異なる。また、液体噴射部１０と液膜保持部３０との位置関係（噴射されてから液膜に突入するまでの距離）によっても条件が異なる。したがって、実際にカプセルが生成される条件にてあらかじめ実験を行なって、シェル材の液膜を貫通できる最小のコア材噴射速度を調べておき、実際の噴射速度が調整される。
【００５２】
Ｓ１０２：シェル形成工程
Ｓ１０１で形成されたコア（第１の液体の液滴）は、液膜保持部３０に保持されたシェル材（第２の液体）の液膜に突入する。その際、第２の液体によってコアが被覆され、第２の液体からなるシェルが形成される（図２参照）。
【００５３】
本実施形態において、第２の液体（シェル材）としては、多糖類、もしくは蛋白質類（例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウム、エチルセルロース、メチルセルロース、ペクチン、ジェランガム、キトサン、コラーゲン、フィブリノーゲン等）を含んだ物質（水溶液）が用いられる。
【００５４】
本実施形態では、コアを被覆するシェル材（第２の液体）の量によってカプセルのシェルの厚さが決定される。すなわち、シェルの厚さは第２の液体の液膜の厚さに影響される。そのため、第２の液体の液膜の厚さを変更することでシェルの厚さを簡単に調整することができ、コアの大きさ及びシェルの厚さに関して、より正確なサイズのカプセルを生成しやすくなる。
【００５５】
また、第２の液体（シェル材）の液膜が保持される位置と液体噴射部１０の各ノズルとの間の距離（図３でＸ、Ｙ方向の距離）は小さい方が望ましい。コア材（第１の液体）が噴射されてから空気中を長距離移動すると、移動する間にコア材が蒸発して、形成されるコアの大きさが予定よりも小さくなってしまうおそれがあるからである。特に、上述のような微小サイズのカプセル（例えば、マイクロカプセル）を生成する場合には、移動中にコア材が蒸発しやすいため、注意が必要となる。
【００５６】
特に、マイクロカプセルの直径が１００μｍ未満である場合には、液膜を貫通させるための噴射速度を減少させないためにも、両者の距離は短い方が有利である。したがって、本実施形態では、コア材が噴射されてからシェル材の液膜に着弾するまでの距離が１０〜１００００μｍ程度となるように、液膜保持部３０が配置される。特に、１０〜５０００μｍの距離が速度減衰の観点から液滴蒸発に有利であるため、より望ましい。
【００５７】
また、マイクロカプセルの直径が１００μｍ以上１０００μｍ以下である場合には、コア材が噴射されてからシェル材の液膜に着弾するまでの距離が１〜１０００ｍｍ程度となるように、液膜保持部３０が配置される。特に、１〜３００ｍｍ付近の距離が速度減衰の観点から液滴蒸発に有利であるため、より望ましい。なお、液滴の蒸発は着弾精度の低下を防ぐために、無風環境下が望ましい。さらに蒸発を抑制するために、液滴飛行環境は多湿が望ましい。
【００５８】
本実施形態においては、第２の液体（シェル材）を原材料としてカプセルのシェルが形成される。したがって、カプセル生成動作を繰り返すうちに第２の液体が消費され、液膜の厚さが薄くなることが考えられる。この場合、シェルの厚さが薄くなったり、液膜自体が破れやすくなったりするおそれがある。また、カプセル生成動作を繰り返すうちに、液膜中に不純物（例えば、気泡やコア材の残留物、サテライト）が混入するおそれがある。
【００５９】
そこで、カプセル生成動作中の所定のタイミングで、液膜を形成し直したり、液膜保持枠３１ごと液膜を交換したりすることにより、液膜の状態が変動することを抑制する。これにより、生成されるカプセルのシェルを高品質に保つことができる。なお、液膜を交換等するタイミングは、例えば、カプセル生成動作の継続時間や、液体噴射部１０によるコア材の合計噴射量等を基準として判断される。
【００６０】
（Ｓ１０３：シェル硬化工程）
Ｓ１０２でコアを被覆するシェルが形成された後、液体接触部４０において当該シェルが硬化される。本実施形態では、液体接触部４０の液体貯留容器４１が液体噴射部１０及び液膜保持部３０の下側に設置されおり（図１４参照）、液体噴射部１０から噴射されたコア材（第１の液体）はシェル材（第２の液体）の液膜を貫通した後、そのまま液体貯留容器４１内に進入する。そして、液体貯留容器４１内に貯留されたシェル硬化材（第３の液体）とシェル（第２の液体）とが接触することで化学反応（架橋反応等）を生じ、シェル（第２の液体）がゲル化して硬くなる。
【００６１】
本実施形態において、第３の液体（シェル硬化材）として、ゲル化誘発因子を持つような多価金属塩（例えば、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、クエン酸カルシウム、乳酸カルシウム、炭酸カルシウム等のカルシウム塩を含むものや、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、リン酸アルミニウム等のアルミニウム塩、塩化マンガン、硝酸マンガン、酢酸マンガン、硫酸マンガン等のマンガン塩、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等のマグネシウム塩、リン酸第１鉄、リン酸第２鉄等の鉄塩等）を含む物質（水溶液）が用いられる。
【００６２】
本実施形態では、第２の液体（シェル材）が第３の液体（シェル硬化材）と接触して架橋反応、重合反応、高分子反応といった化学反応を生じることにより、シェルが硬化（ゲル化）する。なお、ここで言う「硬化（ゲル化）」とは粘度が高くなる状態も含む。化学反応の詳細については後で説明する。
【００６３】
シェルが硬化された後のカプセルは、そのまま液体貯留容器４１の液相中に沈降し、回収される。沈降したカプセルは、例えば、遠心分離法やろ過法を用いることによって容易に回収することができる。つまり、本実施形態ではシェル硬化工程がカプセル回収工程を兼ねているとも言える。
【００６４】
＜化学反応について＞
ここで、第２の液体（シェル材）としてアルギン酸ナトリウム水溶液を用い、第３の液体（シェル硬化材）として塩化カルシウム水溶液を用いた場合に生じる化学反応について説明する。図７は、アルギン酸ナトリウムの説明図である。図８は、アルギン酸ナトリウムからアルギン酸カルシウムゲルへ変化する中間の様子を示す説明図である。図９は、アルギン酸カルシウムゲルの説明図である。
【００６５】
図７に示されるように、アルギン酸ナトリウム（Ｃ６Ｈ７Ｏ６Ｎａ）はアルギン酸に１価のナトリウムイオンが結合している。このアルギン酸ナトリウムが塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）水溶液と接触すると、２価のカルシウムイオン（Ｃａ２＋）が、アルギン酸ナトリウムのナトリウムイオン（Ｎａ＋）と置換されることで、ゲル化が進行する（図８）。このとき、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）は１価であり、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）は２価であるので、２個のナトリウムイオン（Ｎａ＋）に対して、１個のカルシウムイオン（Ｃａ２＋）が置換される。このとき、アルギン酸ナトリウムは、２つのアルギン酸ナトリウム間において、２つのナトリウムイオン（Ｎａ＋）が脱離して、２価の金属イオンである１つのカルシウムイオン（Ｃａ２＋）に置換される（図９）。そして、２つのアルギン酸間を橋架けする架橋凝縮が生じ、ゲル化（硬化）する。このような化学反応は架橋反応とも呼ばれる。
【００６６】
ところで、図９には、破線で囲われた領域が示されている。アルギン酸カルシウムゲルでは、この破線で囲われた領域を通じてゲルの内部から外部へ水分子が移動したり、外部から内部へと水分子が移動したりする。このように破線で囲われた領域に水分子が存在することにより、弾力性のあるゲルが実現される。そして、ゲルにおける水分子の流入量と流出量は均衡している。本実施形態において、親水性を有するゲル状のシェルが形成されることによって、人体に摂取する場合に生体親和性が高いカプセルを生成することができる。また、親水性のシェルであることから、コアと外部環境との間で該シェルを介した浸透圧の調整が容易になるという利点もある。
【００６７】
また、アルギン酸ナトリウムに対してグリセリンが添加されている場合には、水分子の流入量と流出量との均衡が崩れ、より水分子が外部に流出しやすくなる。図９の破線で囲われた領域にグリセリンも存在するのであるが、このグリセリンが外部に流出する際、この破線で囲われた領域の網目が収縮する。そうすると、アルギン酸カルシウムの密度が高まることから、ゲルが硬くなる。また、グリセリンはゲル化の反応速度を速くすることに貢献していると考えられ、このためゲルが硬くなるとも考えられる。なお、グリセリンは人体に与える影響が少ないため薬剤を含むゲルを製造する際の添加剤として有利である。
【００６８】
本実施形態では、このような化学反応（上述の例では架橋反応）の性質を利用して、シェルのゲルの硬さを調整することが可能である。例えば、第２の液体（シェル材）と第３の液体（シェル硬化材）との接触時間を変更することによってシェルの硬さを調整する。第２の液体の液膜を貫通することによりシェルが形成されたカプセルが、液液体貯留容器４１内に貯留された第３の液体に進入した後、すぐにカプセルを回収したとする。この場合、第２の液体と第３の液体との接触時間が短いため、化学反応はシェル（第２の液体）の表面では進行するが、シェルの内側では十分に進行しない。これにより、シェルが薄く、あまり硬くないカプセルを生成できる。
【００６９】
逆に、第２の液体の液膜を貫通したカプセルが液体貯留容器４１に進入した後、十分な時間が経過した後にカプセルを回収した場合、化学反応はシェル（第２の液体）の内側まで十分に進行し、シェルが厚く、硬めのカプセルを生成することができる。また、化学反応の進行速度は液体の濃度などによっても影響されるため、第２の液体及び第３の液体の濃度を調整することによっても、シェルの硬化速度を変えることができる。
【００７０】
このようにして、形成されるシェルの厚さやゲルの硬さを調整することによって、様々な用途に対応したカプセルを生成することができる。例えば、カプセルを医療分野に応用する場合、シェルの強さ（硬さ）を調整することによって人体に摂取されてからシェルが壊れて内部物質（コア）が露出するまでの時間を選択することができるようになる。具体的には、薬剤等を含むコアとそれを被覆するシェルによって構成されるカプセルを生成する。このようなカプセルでシェルの強さを調整することにより、人体に摂取された後、途中で吸収・分解されることなく患部まで薬剤（コア）を到達させ、患部に到達した段階で薬剤を放出させる等、ＤＤＳ（ドラックデリバリーシステム）への応用が可能となる。
【００７１】
＜変形例１＞
図３に示した例では、複数の液膜保持枠３１が液体噴射部１０の周囲を取り囲む様に周状に配置されることで液膜保持部３０が形成されていた。しかしこの場合、隣り合って配置される２つの液膜保持枠３１同士の間には隙間や保持枠が存在するため、当該部分において液膜が形成されない。したがって、この部分（隣り合う２つの液膜保持枠３１の間で液膜が形成されていない部分）に噴射されたコアはシェル材の液膜上に着弾せず、該液膜を貫通しないためシェルが形成されず、不良カプセルが生成される原因となる。
【００７２】
そこで、液膜保持部３０に保持されるシェル材（第２の液体）の液膜の形状を変更した例について変形例１として説明する。図１０は、変形例１における液膜保持部３０の概略図である。変形例１において、液膜保持部３０以外の各構成は第１実施形態のカプセル製造装置１（図３参照）と同様である。
【００７３】
（液膜保持部３０）
変形例１の液膜保持部３０は、図１０のように液膜保持枠３２を有する。液膜保持枠３２は半径Ｒのリング状のフレームを上下に一つずつ有し、当該上下のリング状フレームがＺ軸方向に伸びた複数の縦方向フレームによって結合されている。また、液膜保持枠３２の中心軸の位置は、液体噴射部１０の回転軸の位置となるように配置される。この液膜保持枠３２によって、図１０の斜線部で示されるように、回転軸を中心とする半径Ｒの円周上で液体噴射部１０を取り囲むようにしてシェル材の液膜が保持される。液膜が液体噴射部１０（回転体１１）の周囲に隙間なく保持されるため、液体噴射部１０から噴射されたコア材の液滴がシェル材の液膜に着弾（突入）する確率が高くなる。したがって、不良カプセルが生成されにくくなり、より効率的なカプセル生成が可能になる。
【００７４】
また変形例１では、液体噴射部１０の複数のノズルが設置される位置の円（回転軸を中心とした半径ｒの円）と、液膜保持枠３２によって液膜が保持される位置の円（回転軸を中心とした半径Ｒの円）とが同心円となる。したがって、各ノズルの出口から液膜までの距離が等しくなる。つまり、各ノズルから噴射されたコア材の液体の液滴がシェル材の液膜に着弾するまでの距離がほぼ等しくなる。これにより、異なるノズル間でのカプセル生成条件（噴射されてから液膜に着弾するまでの飛翔時間等）の差が小さくなり、より均一なカプセルを生成しやすくなる。
【００７５】
＜変形例２＞
変形例１で説明した液膜保持枠３２を用いることで、より効率的にカプセルを生成することができる。一方、変形例１では液膜保持枠３１により保持される場合よりも広い面積の液膜を曲面として保持する必要が生じる（図３及び図１０参照）。また、本実施形態では、液膜が鉛直方向（Ｚ軸方向）に保持されるため、液膜を形成する液体が重力の影響によって下側に移動しやすく、液膜を安定的に保持することが難しい。
【００７６】
そこで、液膜を安定して保持できるように液膜保持部３０を変形した例を変形例２として説明する。図１１〜図１３は、変形例２で用いられる液膜保持部３０の例を示す図である。変形例２において、液膜保持部３０以外の各構成は、第１実施形態のカプセル製造装置１（図３参照）と同様である。
【００７７】
（液膜保持部３０）
変形例２の液膜保持部３０は、液膜保持枠３３を有する。液膜保持枠３３は、上述の液膜保持枠３２と同形状の外部フレーム３３１と、内部フレーム３３５とを有する。内部フレーム３３５は外部フレーム３３１の内側に張られたワイヤーのような線状の枠であり、例えば、図１１に示されるような横格子状の複数の枠線である。図では、外部フレーム３３１によって囲まれた領域に保持される液膜Ａ（図１１の着色部）が、５本の内部フレーム３３５によって幅ｈの横長の領域ａ１〜ａ６に分割されている。言い換えると、領域ａ１〜ａ６に保持される液膜が、平面状に隣接して並ぶことによって、液膜Ａが形成されている。ａ１〜ａ６の各領域に形成される液膜は、それぞれ外部フレーム３３１及び内部フレーム３３５によって形成・保持される。例えば、領域ａ１の液膜は上側と左右を外部フレーム３３１に、下側を内部フレーム３３５によって保持され、領域ａ２の液膜は左右を外部フレーム３３１に、上下を内部フレーム３３５によって保持されている。
【００７８】
内部フレーム３３５の形状は任意であるが、液膜を安定して保持可能であり、かつ、コア材の液滴が液膜に突入する際に邪魔にならないようにすることが望ましい。例えば、図１１２のように縦格子状のフレームや、図１３のようにメッシュ状のフレームであってもよい。
【００７９】
内部フレーム３３５によって、個々の液膜の面積が小さくなるため、液膜全体が安定して保持されやすくなる。特に、本実施形態では、液膜の付近で液体噴射部１０（回転体１１）が高速で回転運動をしているため、風圧などの影響によって液膜が破壊されやすい。しかし、個々の液膜が保持される面積を内部フレームによって小さくすることで、液膜が損壊することを抑制しやすくなる。これにより、損壊した液膜を再形成させるためにカプセル生成動作が中断されるようなことが少なくなり、より効率的にカプセルを生成することができる。
【００８０】
＜第１実施形態のまとめ＞
本実施形態のカプセル製造装置１では、液体噴射部が回転軸に沿って回転する際に生じる遠心力により、複数のノズルから回転軸の遠心方向の成分を含む方向に第１の液体（コア材）を噴射する。そして、コアが第２の液体（シェル材）の液膜に突入して貫通する際に、シェル材によってコアを被覆させることで、シェルを形成する。その後、液体接触部において当該シェルを第３の液体（シェル硬化材）と接触させることにより、シェルとシェル硬化材との間に化学反応を生じさせ、シェルを硬化させる。
【００８１】
このようなカプセル製造装置によれば、複数のノズルからコア材の液滴を断続的に噴射し、それぞれの液滴について簡単にシェルを硬化させることができる。つまり、１度に大量のカプセルを効率よく生成することができる。また、噴射されたコア材が、そのままコアを形成するための原料となるため、コア材の歩留まりが非常に高く、コスト面でも有利である。
【００８２】
また、カプセルの材料として、様々な液体を組み合わせることが可能である。すなわち、コア材（第１の液体）、シェル材（第２の液体）、及びシェル硬化材（第３の液体）をそれぞれ別個に選択できるため、カプセル材料の選択性が広くなり、多様なカプセルを生成することができる。
【００８３】
さらに、シェル材液膜の厚さを変更することで、カプセルのシェルの厚さを調整しやすくなる。また、シェル材とシェル硬化材との接触時間を変更することで、シェルの硬さを調整しやすくなる。これにより、カプセルの使用用途や要求される機能に応じてシェルの厚さや硬さを適切に調整しながらカプセルを生成することができる。
【００８４】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
第１実施形態では、第２の液体（シェル材）でシェルを形成し、第３の液体（シェル硬化材）と接触させることによってシェルを硬化させていた。これに対して、第２実施形態では、第１の液体をコア材とシェル材との混合溶液、第２の液体をシェル硬化材とする。そして、第１の液体の液滴により図１Ｂに示されるようなコアを包含するマトリックスを形成し、当該マトリックスを第２の液体と接触させることで、マトリックス中のシェル材の成分を硬化させ、カプセルを生成する。
【００８５】
＜カプセル製造装置の構成＞
第２実施形態では、カプセル製造装置２を用いて図１Ｂに示されるようなカプセルを生成する。カプセル製造装置２はカプセル回収部５０を有し、また、液体接触部４０が不要である点がカプセル製造装置１と異なる。
【００８６】
図１４に、カプセル製造装置２の概略図を示す。液体噴射部１０及び液膜保持部３０は上述の第１実施形態（または変形例）と同様である。ただし、本実施形態では、液体噴射部１０から噴射される第１の液体、及び、液膜保持部３０に液膜として保持される第２の液体の種類が第１実施形態とは異なる。各液体の詳細については後述する。
【００８７】
（カプセル回収部５０）
カプセル製造装置２の下部（Ｚ軸方向）にはカプセル回収部５０が備えられる。カプセル回収部５０は第２の液体の液膜を貫通した後のカプセルを回収するものである。カプセル回収部５０は、回収容器５１を有する。回収容器５１の形状は上述の液体貯留容器４１と同様である。図１４では、回収容器５１は空の容器であるが、カプセルを回収する際の緩衝材として水等の液体を貯留しておいてもよい。
【００８８】
＜カプセル生成動作について＞
カプセル生成装置２を用いたカプセル生成動作の詳細について説明する。第２実施形態では、第１の液体によって形成される液滴（コアを包含するマトリックス）を第２の液体で被覆させる。そして、マトリックス表面の第１の液体と第２の液体とが接触する部分において硬化反応（化学反応）を生じさせる。この化学反応によりマトリックスのシェル材の成分が硬くなり、コア及びコアを内包するマトリックス（シェルに相当）からなるカプセルが生成される。
【００８９】
図１５に、第２実施形態においてカプセル製造装置２を用いてカプセルを生成する工程のフローを表す図を示す。本実施形態では、マトリックス形成工程（Ｓ２０１）、マトリックス硬化工程（Ｓ２０２）、カプセル回収工程（Ｓ２０３）の３つの工程によりカプセルが生成される。
【００９０】
（Ｓ２０１：マトリックス形成工程）
本実施形態のマトリックス形成工程（Ｓ２０１）における動作は、第１実施形態のコア形成工程（Ｓ１０１）とほぼ同様である。
【００９１】
本実施形態において、第１の液体のコア材の成分としては、カプセルの機能を発現する有効成分（例えば、ハイドロキノン、セラミド、牛血清アルブミン、γ−グロブリン、リピオドール、ビフィズス菌、ビタミン、ヒアルロン酸、ＩＰＳ細胞等）を含んだ物質（水溶液）が用いられる。
【００９２】
また、第１の液体のシェル材の成分としては多糖類、もしくは蛋白質類（例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウム、エチルセルロース、メチルセルロース、ペクチン、ジェランガム、キトサン、コラーゲン、フィブリノーゲン等）を含んだ物質（水溶液）が用いられる。
【００９３】
コア材成分とシェル材成分を含む第１の液体を液体噴射部より噴射して液滴を形成させることにより、多数のコアを内包するマトリックスが形成される。
【００９４】
（Ｓ２０２：マトリックス硬化工程）
液体噴射部１０から噴射されたマトリックス（第１の液体の液滴）は、液膜保持部３０に保持された第２の液体の液膜に突入し、貫通する。その際、第２の液体によってマトリックスが被覆される。
【００９５】
本実施形態において、第２の液体（シェル硬化材）として、ゲル化誘発因子を持つような多価金属塩（例えば、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、クエン酸カルシウム、乳酸カルシウム、炭酸カルシウム等のカルシウム塩を含むものや、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、リン酸アルミニウム等のアルミニウム塩、塩化マンガン、硝酸マンガン、酢酸マンガン、硫酸マンガン等のマンガン塩、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等のマグネシウム塩、リン酸第１鉄、リン酸第２鉄等の鉄塩等）を含む物質（水溶液）が用いられる。
【００９６】
マトリックス（第１の液体）中に含まれるシェル材の成分が第２の液体（シェル硬化材）と接触して硬化反応（化学反応）を生じることにより、マトリックスの一部分が硬化（ゲル化）してカプセルが形成される。
【００９７】
（Ｓ２０３：カプセル回収工程）
液膜を貫通することによってシェルが硬化された状態のカプセルは、そのまま下方へと降下してカプセル回収部５０によって回収される。
【００９８】
＜化学反応について＞
第１の液体中のシェル材の成分（シェル材に相当）と第２の液体（シェル硬化材）とが接触して生じる化学反応については、第１実施形態体とほぼ同様である。
【００９９】
本実施形態では、液膜保持部３０によって保持される液膜を調整することで、ゲルの硬さを調整することが可能である。例えば、第２の液体（シェル硬化材）の濃度や液膜の厚さを変更することによって化学反応の進行を調整する。第２の液体の濃度が薄ければ、同じ量の液体中に含まれるカルシウムイオンの量が相対的に少なくなるため、化学反応はマトリックス（第１の液体の液滴）の表面では進行するが、マトリックスの内側では十分に進行しない。これにより、硬度の低いカプセルを生成することができる。逆に、第２の液体の濃度が高ければ、同じ量の液体中に含まれるカルシウムイオンの量が相対的に多くなるため、化学反応はマトリックスの内側まで十分に進行し、硬度の高いカプセルを生成することができる。
【０１００】
＜第２実施形態のまとめ＞
第２実施形態では、液体噴射部１０から第１の液体（コア材とシェル材との混合溶液）を断続的に噴射させて液滴（マトリックス）を形成する。そして、マトリックスが第２の液体（シェル硬化材）の液膜を貫通する際に、第２の液体によってマトリックスを被覆させる。これにより、マトリックスの表面で第１の液体のシェル成分と第２の液体とが接触し、化学反応を生じてマトリックスの一部が硬化され、カプセルが生成される。
【０１０１】
本実施形態によれば、マトリックスが多数のコアを内包する構造のカプセル（マイクロスフィアとも言う）を生成することができる。また、カプセル原料としての液体材料は、様々な液体を組み合わせることが可能であり、材料選択性が広いため、多様なカプセルを生成することができる。
【０１０２】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
一実施形態としてのカプセル製造装置を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【０１０３】
＜カプセル生成材料について＞
前述の各実施形態では、第１の液体〜第３の液体についてそれぞれ具体例が例示されていたが、例示された以外のカプセル生成材料を用いてカプセルを生成することも可能である。
【０１０４】
＜カプセルの用途について＞
前述の各実施形態では、カプセルの用途としてＤＤＳをはじめとする医療用カプセルとして利用する例について説明されていたが、例示された以外にも幅広い用途にカプセルを利用することができる。例えば、ファンデーションの顔料や香料の粒子として利用する化粧品としての用途や、機能性食品としての用途等がある。
【符号の説明】
【０１０５】
１、２  カプセル製造装置、
１０  液体噴射部、１１  回転体、１２  モーター、
３０  液膜保持部、３１〜３３  液膜保持枠、
３３１  外部フレーム、３３５  内部フレーム、
４０  液体接触部、４１  液体貯留容器、
５０  カプセル回収部、５１  回収容器
【図２】
2013150950.tif 000003
【図４】
2013150950.tif 000004
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１】
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【図３】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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