(57)【要約】【課題】分散層に含まれる流体を混合し、多くの流体を処理することができる微粒子の製造技術を提供することを目的とする。【解決手段】微粒子製造ユニット１は、複数の孔２２を有する混合体２Ｂを備える。混合体２Ｂは、一体物で構成され、前記孔２２の一部又は全部が混合体２Ｂの表面に開放されている。混合体２Ｂ内部の前記孔２２の一部又は全部は、隣接する孔２２との間で流体Ａを流通可能に連通し、流体Ａを混合体２Ｂ内部で複数方向に分割し、合流するように形成されている。そして、混合体２Ｂの表面に開放される前記孔２２の開口面積は、混合体２Ｂ内部の孔２２の一部又は全部の断面積より小さく形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の孔を有する混合体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記混合体の前記孔の一部又は全部が、前記混合体の表面に開放され、
前記混合体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
前記混合体の表面に開放される前記孔の開口面積が、前記混合体内部の前記孔同士が連通することにより形成される連通流路の一部又は全部の断面積より小さい微粒子製造ユニット。
【請求項２】
複数の孔を有する混合体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記混合体の前記孔の一部又は全部が、前記混合体の表面に開放され、
前記混合体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
前記混合体の表面に開放される前記孔と該孔に隣接する孔とが連通することにより形成される連通流路の断面積が、前記混合体の表面に開放される前記孔の開口面積より小さく、かつ、当該連通流路より上流側に設けられた孔同士が連通することにより形成される連通流路の一部又は全部の断面積より小さい微粒子製造ユニット。
【請求項３】
複数の孔を有する混合体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記混合体の前記孔の一部又は全部が、前記混合体の表面に開放され、
前記混合体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
連通した孔間に形成される連通流路の断面積がそれら孔の断面積より小さい微粒子製造ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、流体を混合体内部で複数方向に分割し、且つ合流するように形成された微粒子製造ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体が一体物で構成された微粒子製造ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体は、階層化された一体物で構成されており、
前記複数の孔は、前記混合体の各階層において層厚方向に貫通形成されている微粒子製造ユニット。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体の両端部には、それぞれ第１の板と第２の板が一体に形成されており、
前記第２の板には、前記混合体の少なくとも１つの孔に連通する開口部が設けられている微粒子製造ユニット。
【請求項８】
請求項１〜４の何れか１項に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体の両端部に、それぞれ第１の板と第２の板が設けられている微粒子製造ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体は、前記孔より大きい内径の中空部が貫通形成され、
前記第２の板には、前記混合体の少なくとも１つの孔に連通する開口部が設けられ、
前記第２の板の開口部が前記中空部を介して前記混合体の少なくとも１つの孔に連通されている微粒子製造ユニット。
【請求項１０】
請求項８に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体は、複数の混合エレメントが積層されて形成され、
前記混合エレメントは、複数の第１の貫通孔を有し、
前記混合エレメントは、前記第１の貫通孔の一部又は全部が、隣接する混合エレメントの第１の貫通孔との間で流体を混合エレメントの延在する方向に流通可能に連通するように配置されている微粒子製造ユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記複数の混合エレメント、前記第１の板及び前記第２の板は、互いに分解可能に固定されている微粒子製造ユニット。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合エレメントは、第１の貫通孔より大きい第２の貫通孔を有し、且つ前記第２の貫通孔が積層方向に連通して前記混合体に中空部が形成されるように配置されており、
前記第２の板の開口部が前記中空部を介して前記混合体の少なくとも１つの孔に連通されている微粒子製造ユニット。
【請求項１３】
請求項１０〜１２の何れか１項に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記複数の混合エレメントは、前記混合体の表面に開放された第１の貫通孔として、外周部に開口する第１の貫通孔を有する外周開口型混合エレメントと、当該貫通孔を有しない外周閉塞型混合エレメントと含んで構成され、
前記外周開口型混合エレメントは、前記外周閉塞型混合エレメントより薄く形成されている微粒子製造ユニット。
【請求項１４】
請求項１０〜１２の何れか１項に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記複数の混合エレメントは、前記混合体の表面に開放された第１の貫通孔として、内周部に開口する第１の貫通孔を有する内周開口型混合エレメントと、当該貫通孔を有しない内周閉塞型混合エレメントと含んで構成され、
前記内周開口型混合エレメントは、前記内周閉塞型混合エレメントより薄く形成されている微粒子製造ユニット。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れか１項に記載の微粒子製造ユニットと、この微粒子製造ユニットへ流体を送るための圧送手段とを備える微粒子製造装置。
【請求項１６】
請求項１〜１４の何れか１項に記載の微粒子製造ユニット又は請求項１５に記載の微粒子製造装置を使用して微粒子を製造する微粒子製造方法であって、
流体を圧送して前記微粒子製造ユニットの混合体内部に流入させ、当該混合体内部で流体を複数方向に分割するように流通させて混合し、微粒子製造ユニット外部の連続相中に流出させる微粒子製造方法。
【請求項１７】
複数の孔を有するユニット本体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記ユニット本体の前記孔の一部又は全部が、前記ユニット本体の表面に開放され、
前記ユニット本体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
前記ユニット本体の表面に開放される前記孔の開口面積が、前記ユニット本体内部の前記孔同士が連通することにより形成される連通流路の一部又は全部の断面積より小さい微粒子製造ユニット。
【請求項１８】
複数の孔を有するユニット本体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記ユニット本体の前記孔の一部又は全部が、前記ユニット本体の表面に開放され、
前記ユニット本体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
前記ユニット本体の表面に開放される前記孔と該孔に隣接する孔とが連通することにより形成される連通流路の断面積が、前記ユニット本体の表面に開放される前記孔の開口面積より小さく、かつ、当該連通流路より上流側に設けられた孔同士が連通することにより形成される連通流路の一部又は全部の断面積より小さい微粒子製造ユニット。
【請求項１９】
複数の孔を有するユニット本体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記ユニット本体の前記孔の一部又は全部が、前記ユニット本体の表面に開放され、
前記ユニット本体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
連通した孔間に形成される連通流路の断面積がそれら孔の断面積より小さい微粒子製造ユニット。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載の微粒子製造ユニットにおいて、
前記ユニット本体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、流体をユニット本体内部で複数方向に分割し、且つ合流するように形成された微粒子製造ユニット。
【請求項２１】
請求項１７〜２０の何れか１項に記載の微粒子製造ユニットを使用して微粒子を製造する微粒子製造方法であって、
１種類の流体又は均一に混合された流体を圧送して前記微粒子製造ユニットのユニット本体内部を流通させた後、前記微粒子製造ユニット外部の連続相中に流出させる微粒子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体から微粒子を製造する技術であり、食品、医薬品、化粧品、燃料等用の微粒子やエマルジョン等を製造するために使用される。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されたマイクロスフィアの製造方法は、貫通孔を形成した隔壁を介して分散相と連続相を分離し、分散相に連続相にかかる圧力よりも大きな圧力をかけることで分散相を連続相中にマイクロスフィア（微粒子）として押し出すようにし、前記貫通孔から連続相中に押し出される分散相の界面に不均一な剪断力を作用させて、分散相が分離してマイクロスフィアになるきっかけが容易に得られるようにして均一な粒径のマイクロスフィアを製造するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１９８４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示の微粒子の製造方法では、分散層が多種類の流体を含むものである場合には、予め分散層に含まれる流体を混合しなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、分散層が多種類の流体を含むものである場合であっても、予め分散層に含まれる流体を混合する必要が無く、多くの流体を処理することができる微粒子の製造技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る微粒子製造ユニットは、
複数の孔を有する混合体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記混合体の前記孔の一部又は全部が、前記混合体の表面に開放され、
前記混合体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
前記混合体の表面に開放される前記孔の開口面積が、前記混合体内部の前記孔同士が連通することにより形成される連通流路の一部又は全部の断面積より小さいものである。
【０００７】
本発明に係る微粒子製造ユニットは、
複数の孔を有する混合体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記混合体の前記孔の一部又は全部が、前記混合体の表面に開放され、
前記混合体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
前記混合体の表面に開放される前記孔と該孔に隣接する孔とが連通することにより形成される連通流路の断面積が、前記混合体の表面に開放される前記孔の開口面積より小さく、かつ、当該連通流路より上流側に設けられた孔同士が連通することにより形成される連通流路の一部又は全部の断面積より小さいものである。
【０００８】
本発明に係る微粒子製造ユニットは、
複数の孔を有する混合体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記混合体の前記孔の一部又は全部が、前記混合体の表面に開放され、
前記混合体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
連通した孔間に形成される連通流路の断面積がそれら孔の断面積より小さいものである。
【０００９】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、流体を混合体内部で複数方向に分割し、且つ合流するように形成されたものとすることができる。
【００１０】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体が一体物で構成されたものとすることができる。
【００１１】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体は、階層化された一体物で構成されており、
前記複数の孔は、前記混合体の各階層において層厚方向に貫通形成されているものとすることができる。
【００１２】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体の両端部には、それぞれ第１の板と第２の板が一体に形成されており、
前記第２の板には、前記混合体の少なくとも１つの孔に連通する開口部が設けられているものとすることができる。
【００１３】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体の両端部に、それぞれ第１の板と第２の板が設けられているものとすることができる。
【００１４】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体は、前記孔より大きい内径の中空部が貫通形成され、
前記第２の板には、前記混合体の少なくとも１つの孔に連通する開口部が設けられ、
前記第２の板の開口部が前記中空部を介して前記混合体の少なくとも１つの孔に連通されているものとすることができる。
【００１５】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合体は、複数の混合エレメントが積層されて形成され、
前記混合エレメントは、複数の第１の貫通孔を有し、
前記混合エレメントは、前記第１の貫通孔の一部又は全部が、隣接する混合エレメントの第１の貫通孔との間で流体を混合エレメントの延在する方向に流通可能に連通するように配置されているものとすることができる。
【００１６】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記複数の混合エレメント、前記第１の板及び前記第２の板は、互いに分解可能に固定されているものとすることができる。
【００１７】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記混合エレメントは、第１の貫通孔より大きい第２の貫通孔を有し、且つ前記第２の貫通孔が積層方向に連通して前記混合体に中空部が形成されるように配置されており、
前記第２の板の開口部が前記中空部を介して前記混合体の少なくとも１つの孔に連通されているものとすることができる。
【００１８】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記複数の混合エレメントは、前記混合体の表面に開放された第１の貫通孔として、外周部に開口する第１の貫通孔を有する外周開口型混合エレメントと、当該貫通孔を有しない外周閉塞型混合エレメントと含んで構成され、
前記外周開口型混合エレメントは、前記外周閉塞型混合エレメントより薄く形成されているものとすることができる。
【００１９】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記複数の混合エレメントは、前記混合体の表面に開放された第１の貫通孔として、内周部に開口する第１の貫通孔を有する内周開口型混合エレメントと、当該貫通孔を有しない内周閉塞型混合エレメントと含んで構成され、
前記内周開口型混合エレメントは、前記内周閉塞型混合エレメントより薄く形成されているものとすることができる。
【００２０】
本発明に係る微粒子製造装置は、
前記微粒子製造ユニットと、当該微粒子製造ユニットへ流体を送るための圧送手段とを備えるものである。
【００２１】
本発明に係る微粒子製造方法は、
前記微粒子製造ユニット又は前記微粒子製造装置を使用して微粒子を製造する微粒子製造方法であって、
流体を圧送して前記微粒子製造ユニットの混合体内部に流入させ、当該混合体内部で流体を複数方向に分割するように流通させて混合し、微粒子製造ユニット外部の連続相中に流出させるものである。
【００２２】
本発明に係る微粒子製造ユニットは、
複数の孔を有するユニット本体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記ユニット本体の前記孔の一部又は全部が、前記ユニット本体の表面に開放され、
前記ユニット本体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
前記ユニット本体の表面に開放される前記孔の開口面積が、前記ユニット本体内部の前記孔同士が連通することにより形成される連通流路の一部又は全部の断面積より小さいものである。
【００２３】
本発明に係る微粒子製造ユニットは、
複数の孔を有するユニット本体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記ユニット本体の前記孔の一部又は全部が、前記ユニット本体の表面に開放され、
前記ユニット本体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
前記ユニット本体の表面に開放される前記孔と該孔に隣接する孔とが連通することにより形成される連通流路の断面積が、前記ユニット本体の表面に開放される前記孔の開口面積より小さく、かつ、当該連通流路より上流側に設けられた孔同士が連通することにより形成される連通流路の一部又は全部の断面積より小さいものである。
【００２４】
本発明に係る微粒子製造ユニットは、
複数の孔を有するユニット本体を備える微粒子製造ユニットであって、
前記ユニット本体の前記孔の一部又は全部が、前記ユニット本体の表面に開放され、
前記ユニット本体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、
連通した孔間に形成される連通流路の断面積がそれら孔の断面積より小さいものである。
【００２５】
前記微粒子製造ユニットにおいて、
前記ユニット本体内部の前記孔の一部又は全部が、隣接する孔との間で流体を流通可能に連通し、流体をユニット本体内部で複数方向に分割し、且つ合流するように形成されたものとすることができる。
【００２６】
本発明に係る微粒子製造方法は、
前記微粒子製造ユニットを使用して微粒子を製造する微粒子製造方法であって、
１種類の流体又は均一に混合された流体を圧送して前記微粒子製造ユニットのユニット本体内部を流通させた後、前記微粒子製造ユニット外部の連続相中に流出させるものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、微粒子製造ユニットの内部に流入した流体は、微粒子製造ユニットの内部で連通する孔を流通しながら複雑に流動し高度に混合又は撹拌され、微粒子又は２以上の流体を含む微粒子を製造することができる。また、流体の流れる流路面積を大きくすることができるので、多くの微粒子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１の微粒子製造ユニットを示す分解斜視図及び斜視図である。
【図２】実施形態１の微粒子製造ユニットの混合体を構成する混合エレメントの平面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）及び図２（ｂ）の混合エレメントが積層された状態の平面図である。
【図３】実施形態１の微粒子製造ユニット内部の流体の流動状態を示す断面図である。図３（ａ）は積層方向の流動状態を、図３（ｂ）は半径方向の流動状態を示している。
【図４】実施形態２の微粒子製造ユニットを示す分解斜視図である。
【図５】実施形態３の微粒子製造ユニットを示す分解斜視図及び斜視図である。
【図６】実施形態３の微粒子製造ユニット内部の流体の積層方向の流動状態を示す断面図である。
【図７】混合体を構成する混合エレメント又は混合エレメント層の変形例１の平面図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）及び図７（ｂ）の混合エレメント又は混合エレメント層が積層された状態の平面図である。
【図８】混合体を構成する混合エレメント又は混合エレメント層の変形例２の平面図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）及び図８（ｂ）の混合エレメント又は混合エレメント層が積層された状態の平面図である。
【図９】混合エレメント又は混合エレメント層の変形例２において、流体の半径方向の流動状態を示す平面図である。
【図１０】混合体を構成する混合エレメント又は混合エレメント層の変形例３の平面図である。図１０（ｃ）は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の混合エレメント又は混合エレメント層が積層された状態の平面図である。
【図１１】混合体を構成する混合エレメント又は混合エレメント層の変形例３を含んで構成された微粒子製造ユニットを示す斜視図である。
【図１２】混合体を構成する混合エレメント又は混合エレメント層の変形例３を含んで構成された微粒子製造ユニットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（実施形態１）
図１及び図２に示すように、微粒子製造ユニット１は、混合体２を構成する第１の貫通孔２２及び第２の貫通孔２３を設けた混合エレメント２１ａ，２１ｂと、混合エレメント２１ａ，２１ｂの積層方向の両端面に設けられた円板状の第１の板３及び第２の板４とを備える。第１の板３及び第２の板４は、例えば、適宜な位置に配された３組のボルト１１及びナット１２の固定手段にて混合エレメント２１ａ，２１ｂの積層方向の両端面に密接して取り付けられている。よって、固定手段を取り外すと、混合エレメント２１ａ，２１ｂ、第１の板３、第２の板４に分解される。
【００３０】
第１の板３は、ボルト用孔１３を有する円板で形成されている。第２の板４は、ボルト用孔１４とともに、中央部に流体Ａが流入または流出する円形の開口部４１を有する円板で形成されている。第１の板３及び第２の板４は、混合体２を構成する混合エレメント２１ａ，２１ｂと略同一の外径を有する。
【００３１】
図２に示すように、混合エレメント２１ａ（図２（ａ）），２１ｂ（図２（ｂ））には、略四角形（図２では、円錐台の側面を母線で切断して展開した図形の形状）その他の形状の第１の貫通孔２２が複数形成されるとともに、中央部に第１の貫通孔２２より大きい内径を有する略円形の第２の貫通孔２３が形成されている。第２の貫通孔２３の内径（混合エレメント２１ｂにあっては、最も中心側の部位を通過する円の直径）は、第２の板４の開口部４１の内径と略同一、且つ略同心に配設される。第２の貫通孔２３は、各混合エレメント２１ａ，２１ｂ間で積層方向に連通されており、混合体２の中空部２４を形成する。複数の第１の貫通孔２２は、第２の貫通孔２３の中心点を中心として同心円状に配設され、全体として千鳥状に配列されている。一方の混合エレメント２１ａでは、第１の貫通孔２２は、第２の貫通孔２３の内周面に沿って配設される内周部分が閉じられ、外周面に沿って配設される外周部分には切欠き部２７が設けられている。他方の混合エレメント２１ｂでは、第１の貫通孔２２は、内周面に沿った内周部分が開放され、外周面に沿った外周部分が閉じられている。
【００３２】
図２（ｃ）及び図３をも参照して、各混合エレメント２１ａ，２１ｂは、第１の貫通孔２２の配列パターンを異ならせているため、混合エレメント２１ａ，２１ｂの各々の第１の貫通孔２２は、積層方向に隣接する混合エレメント２１ａ，２１ｂの第１の貫通孔２２と半径方向及び周方向に、部分的に位置がずれて重なり合うように配置され、混合エレメント２１ａ，２１ｂの延在方向（積層方向に対して略垂直方向）に連通し、図３（ａ）に示す連通流路２８を形成する。
【００３３】
混合体２の外周面に開放されている切欠き部２７の開口面積は、各混合エレメント２１ａ，２１ｂの第１の貫通孔２２により形成される連通流路２８の断面積より小さく設定されている。ここで、連通流路２８の断面積とは、連通流路２８の各部分において流体が流れる方向に対して略垂直方向の断面積をいう。流体が流れる際の流動抵抗は各連通流路２８の断面積による。なお、切欠き部２７の開口面積が全ての連通流路２８の断面積より小さく設定される必要はなく、微粒子製造ユニット１により製造される微粒子に求められる仕様（例えば粒径、生産効率）の範囲において、切欠き部２７の開口面積より一部の連通流路２８の断面積が小さくてもよい。
【００３４】
微粒子製造ユニット１は、混合体２の両端部に第１の板３及び第２の板４が対向配置されているので、混合体２内部の流体Ａは、第１の板３及び第２の板４の設置範囲で混合エレメント２１ａ，２１ｂの積層方向両端部の第１の貫通孔２２から流出することが妨げられる。したがって、図３（ａ），（ｂ）に示したように、流体Ａは、混合体２内部を混合エレメント２１ａ，２１ｂの積層方向とともに延在方向の複数方向へ確実に流通する。そして、流体Ａは、総じて、微粒子製造ユニット１内部を内周部から外周部へ流通させられる。
【００３５】
以上の微粒子製造ユニット１に、例えば、流体Ａを適宜な圧送手段により第２の板４の開口部４１を経由して中空部２４に流入させると、流体Ａは中空部２４の内周面に開く混合エレメント２１ｂの第１の貫通孔２２から混合体２内部に流入する。続いて、流体Ａは、当該第１の貫通孔２２に連通する他の第１の貫通孔２２を通り抜け、当該他の第１の貫通孔２２に連通する他の第１の貫通孔２２を通り抜ける流れを繰り返し、すなわち連通流路２８を流通する。最終的に、流体Ａは、混合体２の外周面に開く混合エレメント２１ａの切欠き部２７を介して混合体２の外部へ流出する。
【００３６】
流体Ａは断面積の小さい切欠き部２７を介して混合体２の外部へ流出し、混合体２の周囲に存在する連続相に放出される際に微粒子を形成する。混合体２の外周面の切欠き部２７の開口面積は、各混合エレメント２１ａ，２１ｂの第１の貫通孔２２により形成される連通流路２８の断面積より小さく設定されているので、確実に微粒子が製造される。
【００３７】
この間、混合体２内部の流体Ａは、複数の第１の貫通孔２２により混合エレメント２１ａ，２１ｂの延在方向に分割、合流されながら、内周部から外周部に向かって略放射状に流動する（図３（ａ）参照）。同時に、混合体２内部の流体Ａは、複数の第１の貫通孔２２により混合エレメント２１ａ，２１ｂの積層方向にも分割、合流されながら流動する（図３（ｂ）参照）。以上により、流体Ａは、混合体２内部において、半径方向への二次元的（平面的）な分割と合流だけではなく、混合エレメント２１ａ，２１ｂの層厚方向にも分割と合流が行われ、混合体２内部で広がりをもった三次元的な分割と合流が行われる。よって、この微粒子製造ユニット１によれば、流体Ａに対して高い混合効果が発揮される。なお、上記流体Ａとしては、複数種類の流体を合せたものや、同じ種類の流体であるが、温度、濃度等が異なるものを合せたもの等が想定される。
【００３８】
混合体２を構成する混合エレメント２１ａ，２１ｂの各第１の貫通孔２２は千鳥状に配列されているので、当該第１の貫通孔２２と上下の他の第１の貫通孔２２との間で流体Ａが流出、流入する際に、流体Ａの流れが容易に分割、合流させられるから、効率的に混合される。したがって、流体Ａの流量が少ない場合でも、流体Ａは分割、合流されて高度に混合される。
【００３９】
第２の貫通孔２３は、第１の貫通孔２２より大きい内径を有するので、各混合エレメント２１ａ，２１ｂの第２の貫通孔２３によって形成される中空部２４は、各第１の貫通孔２２より十分な大きさを有する。そのため、流体Ａが中空部２４を流れる際の流動抵抗は、混合体２内部を流れる際の流動抵抗と比較して小さく、圧力損失も小さい。したがって、流体Ａは、混合エレメント２１ａ，２１ｂの積層枚数が多い場合でも、積層方向の位置に関らず略均等に各混合エレメント２１ａ，２１ｂの内周部に到達し、混合体２内部を内周部から外周部へ略均等に流れる。このような中空部２４を備えることで、中空部２４を設けない場合と比較して、微粒子製造ユニット１内に略均等に流体Ａが入りやすく、第１の貫通孔２２への流入もさせやすい。
【００４０】
図２（ｃ）に示されるように、２種類の混合エレメント２１ａと２１ｂの積層状態において、紙面手前位置に配された混合エレメント２１ａの周方向に隣接する２つの第１の貫通孔２２が、紙面奥位置に配された混合エレメント２１ｂの第１の貫通孔２２と重なる部分の面積が非均等になるように半径方向の仕切壁２５ａが設置されている。これにより、流体は第１の貫通孔２２を通り抜ける際に周方向に対して非均等に分割され、混合が促される。なお、本実施形態では、流体は第１の貫通孔２２を通り抜ける際に周方向に対して非均等に分割されるが、均等に分割されるように仕切壁２５ａを設置しても一定の混合効果は期待できる。
【００４１】
微粒子製造ユニット１は、混合エレメント２１ａ，２１ｂ、第１の板３、第２の板４により構成されているので、混合エレメント２１ａ，２１ｂの積層枚数を多くすることにより流体の流れる流路面積を大きくすることができるので、多くの微粒子を製造することができる。また、混合エレメント２１ａ，２１ｂ、第１の板３、第２の板４のそれぞれに分解可能なので、混合エレメント２１ａ，２１ｂの第１の貫通孔２２に残存した残留物や異物の除去のような洗浄作業を容易に行うことができる。
【００４２】
微粒子製造ユニット１は、第１の板３や第２の板４を適宜の状態で保持すれば、様々な部位に、自由な態様で適用することができる。このため、様々な装置に微粒子製造ユニット１を適用できる。
【００４３】
（第１実施形態の変形例）
（第１実施形態）では、混合体２の外周面に開放されている第１の貫通孔２２に形成された切欠き部２７の開口面積を、各混合エレメント２１ａ，２１ｂの第１の貫通孔２２間に形成される連通流路２８の断面積より小さく設定したが、当該切欠き部２７の開口面積を上記連通流路２８の断面積より大きくし、混合体２の外周面に開放されている第１の貫通孔２２と該孔２２に隣接する他の第１の貫通孔との連通流路２８の断面積を、当該連通流路２８より上流側に設けられた他の連通流路２８の断面積より小さく設定してもよい。このようにしても、流体Ａが混合体２の最も外周面側に設けられた連通流路２８から切欠き部２７を介して混合体２の外部へ流出し、当該連通流路２８から流出して連続相に放出される際に微粒子を形成する。そして、混合体２の最も外周面側に設けられた連通流路２８の開口面積は、その連通流路２８より上流側に設けられた他の連通流路２８の断面積より小さく設定されているので、確実に微粒子が製造される。
【００４４】
微粒子製造ユニット１は、上記実施形態のみに限定されず、適宜に変更を施すことが可能である。
（実施形態２）
図４に示すように、微粒子製造ユニット１Ａを構成する混合体２Ａは、２種類の混合エレメント層２１ｃ，２１ｄが層厚方向に交互に形成された階層構造（ここでは６層構造）を有する一体物により構成されていてもよい。図４では、各混合エレメント層２１の境界は点線で示されている。このように構成される混合体２Ａは、微粒子製造ユニット１を構成する混合体２と比べて部品点数が削減され、取扱いが容易である。混合体２Ａの２種類の混合エレメント層２１ｃ，２１ｄの第１の貫通孔２２の形成パターンを混合エレメント２１ａ，２１ｂと同じようにすることにより、微粒子製造ユニット１と同じように流体Ａを混合し、微粒子を製造することができる。
【００４５】
このような混合体２Ａは、例えば、３Ｄプリンター等の３次元造形装置や、鋳造法により製作することができる。
【００４６】
また、微粒子製造ユニット１として、混合体２Ａのみならず混合体２Ａの両端部に配設する第１の板３及び第２の板４を含めて一体物としたものでもよい。このような一体物の微粒子製造ユニット１も、３Ｄプリンター等の３次元造形装置や、鋳造法により製作することができる。
【００４７】
（実施形態３）
微粒子製造ユニット１を構成する混合体２又は微粒子製造ユニット１Ａを構成する混合体２Ａにおいて、外周部から流体Ａが流出する切欠き部２７を備える混合エレメント２１又は混合エレメント層２１のみを薄く形成した混合体２Ｂ（つまり、外周部から流体Ａが流出する切欠き部２７を備える混合エレメント２１又は混合エレメント層２１を、外周部に切欠き部２７を備えない混合エレメント２１又は混合エレメント層２１より薄く形成した混合体２Ｂ）としてもよい。図５に示される微粒子製造ユニット１Ｂは、図１の外周部に切欠き部２７を備える混合エレメント２１ａと同一平面視を有して厚さのみ薄く形成されている混合エレメント２１ｅと、図１の混合エレメント２１ｂと同一の形状を有する混合エレメント２１ｆとを交互に積層することにより構成される。このように混合エレメント２１ｅのみを薄く形成することにより、微粒子製造ユニット１Ｂから流体Ａが流出する混合体２の外周面に開放されている切欠き部２７の開口面積がさらに小さくなるので、微粒子製造ユニット１Ｂにより製造される微粒子のサイズをさらに小さくすることができる。また、混合体２にあっては、そうすることで、当該エレメント２１の剛性を高めることができ、ボルト１１およびナット１２を締め付けた際に積層された各エレメント２１が撓みにくくなる。また、混合体２、２Ａでは、流体Ａが流出する切欠き部２７を備えない混合エレメント２１又は混合エレメント層２１を厚くすることにより、混合体２，２Ａ内における流体Ａの流動抵抗を小さくすることができる。
【００４８】
このような微粒子製造ユニット１Ｂによっても、流体Ａは混合体２Ｂ内部において、当該第１の貫通孔２２に連通する他の第１の貫通孔２２を通り抜け、当該他の第１の貫通孔２２に連通する他の第１の貫通孔２２を通り抜ける流れを繰り返す。そして図６に示したように、複数の第１の貫通孔２２により混合エレメント２１ｅ，２１ｆの延在方向及び積層方向にも分割、合流されながら流動し、半径方向への二次元的（平面的）な分割と合流だけではなく、混合エレメント２１ｅ，２１ｆの層厚方向にも分割と合流が行われ、混合体２Ｂ内部で広がりをもった三次元的な分割と合流が行われ、流体Ａに対して高い混合効果が発揮される。
【００４９】
なお、図５では、図１において切欠き部２７が外周部に配設されている混合エレメント２１ａを薄く形成して混合エレメント２１ｅとしているが、図１又は図４において内周部の第１の貫通孔２２が第２の貫通孔２３側に開放されている混合エレメント２１ｂ又は混合エレメント層２１ｄのみを薄く形成するとともに当該内周部の第１の貫通孔２２を切欠き部２７とした混合エレメント２１ｆとし、図１又は図４における混合エレメント２１ａ又は混合エレメント層２１ｃの外周部の切欠き部２７を外周部に開放された第１の貫通孔２２として混合体２又は２Ａを構成してもよい。この場合、例えば、流体Ａを、適宜な圧送手段により、混合体２又は２Ａの外周部の切欠き部２７から混合体２又は２Ａに流入させ、流体Ａが混合体２又は２Ａの内周部の切欠き部２７から連続相に流出する際に微粒子が形成される。
【００５０】
上記実施形態３の混合体では、流体Ａを流出させる切欠き部２７を備える混合エレメント２１又は混合エレメント層２１を、流体Ａを流出させる切欠き部２７を備えない混合エレメント２１又は混合エレメント層２１より薄く形成したが、もちろん、両方の混合エレメント２１又は両方の混合エレメント層を同程度に薄く形成しても流体Ａを流出させる切欠き部２７の開口面積を小さくでき、製造される微粒子のサイズを小さくすることができる。
【００５１】
（混合エレメントの変形例１）
微粒子製造ユニット１を構成する混合エレメント２１は、図７に示す混合エレメント２１ｇ（図７（ａ）），２１ｈ（図７（ｂ））としてもよい。混合エレメント２１ｇ，２１ｈは図２の混合エレメント２１ａ，２１ｂと異なり、第１の貫通孔２２の半径方向の仕切壁２５ａ及び円周方向の仕切壁２５ｂが厚く形成されている。そのため、図７（ｃ）に示す混合エレメント２１ｇ，２１ｈの積層状態において、流体Ａが混合エレメント２１ｇ，２１ｈ間で互いに流入・流出する部分の面積が図２（ｃ）に示すその面積より小さくなっている。また、連通する第１の貫通孔２２間に形成される連通流路２８の断面積が当該第１の貫通孔２２の断面積（図７に現れているように板厚方向から視た第１の貫通孔の面積）より格段に小さくなっている。
【００５２】
なお、混合エレメント２１ｇ，２１ｈの厚さについては、（実施形態３）で述べた理由と同様の理由により、流体Ａが流出する切欠き部２７を備える混合エレメントのみを薄くし、流体Ａが流出する切欠き部２７を備えない混合エレメントはある程度厚くする（前者の混合エレメントを後者の混合エレメントより薄くする）ことが望ましい。
【００５３】
混合エレメント２１ｇ，２１ｈの積層状態における第１の貫通孔２２、切欠き部２７等の主な連通形態を図７（ｃ）の拡大図Ａ、Ｂに示す。図７（ｃ）の拡大図Ａに示す連通形態は、混合エレメント２１ｇの内周部に開放された（切欠き部２７が形成された）第１の貫通孔２２の外周側エッジ部と混合エレメント２１ｈの第１の貫通孔２２の内周エッジ部とで連通流路５１，５２が形成されている。図７（ｃ）の拡大図Ｂに示す連通形態では、混合エレメント２１ｇの第１の貫通孔２２の外周側エッジ部と混合エレメント２１ｈの第１の貫通孔２２の内周エッジ部とで連通流路５１，５２が形成され、さらに、混合エレメント２１ｇの第１の貫通孔２２の内周側と混合エレメント２１ｈの外周側とで連通流路５３が形成されている。
【００５４】
混合エレメント２１ｇ，２１ｈの仕切壁２５ａ，２５ｂを上記のように厚く形成することにより、微粒子製造ユニット１の流動抵抗は大きくなるが、流体Ａはより確実に周方向に分割され、合流される。本混合エレメントの変形例１では、混合エレメント２１ｇ，２１ｈの積層状態において、半径方向の仕切壁２５ａ（混合エレメント２１ｇに形成された仕切壁２５ａ）が、半径方向に隣接する第１の貫通孔２２の仕切壁２５ａ（混合エレメント２１ｈに形成された仕切壁２５ａ）の中間に設置されるようになっている。なお、図７（ｃ）においては、混合エレメント２１ｇ，２１ｈの積層状態において第１の貫通孔２２の重なり部分が分りやすいように混合エレメント２１ｇを塗りつぶしている。
【００５５】
（混合エレメントの変形例２）
微粒子製造ユニット１を構成する混合エレメント２１は、図８に示す混合エレメント２１ｉ（図８（ａ）），２１ｊ（図８（ｂ））としてもよい。混合エレメント２１ｉは図２の混合エレメント２１ａと同一の形状を有するが，混合エレメント２１ｊは図２の混合エレメント２１ｂと異なり、第１の貫通孔２２が外周方向に向かって突起部２９を具備する凸型の形状である。そのため図８（ｃ）に示す混合エレメント２１ｉ，２１ｊの積層状態において、混合エレメント２１ｊの第１の貫通孔２２の外周側と混合エレメント２１ｉの第１の貫通孔２２の内周側との間で流体Ａが互いに流入・流出する部分の面積が図７（ｃ）のそれと比較してさらに小さくなっている。また、連通する第１の貫通孔２２間に形成される連通流路２８の断面積はそれらの第１の貫通孔２２の断面積（図８に現れているように板厚方向から視た第１の貫通孔の面積）より格段小さくなっている。図９に示すように、混合エレメント２１ｉの第１の貫通孔２２の外周側エッジ部と混合エレメント２１ｊの第１の貫通孔２２の内周エッジ部とで連通流路５５，５６が形成され、さらに、混合エレメント２１ｉの第１の貫通孔２２の内周側の周方向中央部と混合エレメント２１ｊの第１の貫通孔２２の外周側とで連通流路５７が形成されている。混合エレメント２１ｉ，２１ｊをこのように形成することにより、微粒子製造ユニット１の流動抵抗はさらに大きくなるが、図９に示すように流体Ａはより確実に周方向に分割され、合流される。なお、図８（ｃ）及び図９においては、混合エレメント２１ｉ，２１ｊの積層状態において第１の貫通孔２２の重なり部分が分りやすいように混合エレメント２１ｉを塗りつぶしている。
【００５６】
なお、混合エレメント２１ｇ，２１ｈの厚さについては、（実施形態３）で述べた理由と同様の理由により、流体Ａが流出する切欠き部２７を備える混合エレメントのみを薄し、流体Ａが流出する切欠き部２７を備えない混合エレメントはある程度厚くする（前者の混合エレメントを後者の混合エレメントより薄くする）ことが望ましい。
【００５７】
なお、混合エレメント２１ｊの最外周部の第１の貫通孔２２の形状は、凸型でなく矩形形状でもよい。そのような混合エレメント２１ｊでも、積層状態では混合エレメント２１ｉの切欠き部２７により流路が制限されて図８（ｃ）のようになるからである。
【００５８】
なお、以上の混合エレメントの変形例においては、混合体２が階層構造を有する一体物により構成されている場合には、混合エレメント２１は混合エレメント層２１とされる。
【００５９】
（混合エレメントの変形例３）
微粒子製造ユニット１を構成する混合エレメント２１は、図１０に示す混合エレメント２１ｋ（図１０（ａ）），２１ｍ（図１０（ｂ））としてもよい。混合エレメント２１ｋ，２１ｍは図２の混合エレメント２１ａ，２１ｂと異なり、第１の貫通孔２２の半径方向の仕切壁２５ａ及び円周方向の仕切壁２５ｂが厚く形成されている。そのため、図１０（ｃ）に示す混合エレメント２１ｋ，２１ｍの積層状態において、流体Ａが混合エレメント２１ｋ，２１ｍ間で互いに流入・流出する部分の面積が図２（ｃ）に示すその面積より小さくなっている。また、図１０（ｂ）に示すように、混合エレメント２１ｋの外周面に開放される切欠き部２７の開口面積が図２（ａ）に示すその面積より格段に大きくなっている。また、連通する第１の貫通孔２２間に形成される連通流路２８の断面積はそれらの第１の貫通孔２２の断面積（図１０に現れているように板厚方向から視た第１の貫通孔の面積）より格段小さくなっている。
【００６０】
混合エレメント２１ｋ，２１ｍの積層状態における第１の貫通孔２２、切欠き部２７等の主な連通形態を図１０（ｃ）の拡大図Ａ〜Ｃに示す。図１０（ｃ）の拡大図Ａに示す連通形態は、混合エレメント２１ｍの内周部に開放された（切欠き部２７が形成された）第１の貫通孔２２の外周側エッジ部と混合エレメント２１ｋの第１の貫通孔２２の内周エッジ部とで連通流路５８，５９が形成されている。さらに、混合エレメント２１ｍの第１の貫通孔２２の内周側と混合エレメント２１ｋの外周側とで連通流路６０が形成されている。図１０（ｃ）の拡大図Ｂに示す連通形態は、混合エレメント２１ｍの第１の貫通孔２２の外周側エッジ部と混合エレメント２１ｋの第１の貫通孔２２の内周側エッジ部とで連通流路５８，５９が形成されている。さらに、混合エレメント２１ｍの第１の貫通孔２２の内周側と混合エレメント２１ｋの外周側とで連通流路６０が形成されている。図１０（ｃ）の拡大図Ｃに示す連通形態では、混合エレメント２１ｍの第１の貫通孔２２の外周側エッジ部と、混合エレメント２１ｋの外周部に開放された（切欠き部２７が形成された）第１の貫通孔２２の内周側エッジ部とで連通流路６１，６２が形成されている。
【００６１】
混合エレメント２１ｋと混合エレメント２１ｍとが交互に積層されてなる混合体２Ｃは、図１１、図１２に示すように、混合体２の混合エレメント２１ｋの外周表面に、比較的大きな凹部５０（連通流路６１，６２の流路断面積より格段に大きな開口面積を有する凹部）が形成され、その凹部５０内に流体Ａが流出する連通流路６１，６２が形成されている。なお、図１１は、混合エレメント２１ｋと混合エレメント２１ｍとを同じ厚さで形成した場合を例示しており、図１２は、混合エレメント２１ｋを混合エレメント２１ｍより薄く形成した場合を例示している。
【００６２】
（実施形態４）
既述の実施形態に係る微粒子製造ユニット１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、混合体に流体Ａを流通させ、連続相中に流体Ａを流出させることにより、微粒子を生成するものとして説明し、その流体Ａとして、複数種類の流体を合せたものや、同じ種類の流体であるが温度、濃度等が異なるもの同士を合せたもの等を例示した。勿論、１種類の流体のみからなる流体、あるいは、均一に混合された複数種類の流体からなる流体を混合体に流通させ、連続相中に当該流体を流出させることによっても微粒子を生成することができる。この場合、流体の混合処理は必要ではないが、流体が混合体内を通過する際に、切欠き部２７から連続相中に流出することにより、小さな粒径の微粒子が生成される。このため、１種類の流体のみからなる流体、あるいは、均一に混合された複数種類の流体からなる流体を分散層として使用する場合にも、小さな粒径の微粒子を生産するという点で意義がある。
【００６３】
なお、１種類の流体のみからなる流体、あるいは、均一に混合された複数種類の流体からなる流体を混合体に流通させ、連続相中に当該流体を流出させることによって微粒子を生成する場合、混合体２，２Ａ，２Ｂ内で流体は３次元的な分割・合流を繰り返しながら流れるものの、混合処理が行われているとは言えない場合もあり得るので、当該流体を混合体に流通させる場合は、微粒子製造ユニットにおける「混合体２」、「混合体２Ａ」、「混合体２Ｂ」、「混合体２Ｃ」をそれぞれ、「ユニット本体２」、「ユニット本体２Ａ」、「ユニット本体２Ｂ」、「ユニット本体２Ｃ」と称する。
【００６４】
以上に説明した微粒子製造ユニット１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにより得られる主な効果を挙げると概ね次の（１）〜（２）の通りとなる。
（１）流体Ａ（分散層）が多種類の流体を含むものである場合であっても、混合体２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃを流通する際に混合されるので、予め分散層に含まれる流体を混合する必要が無い。
（２）混合体は、混合エレメントが積層されたもの、あるいは、階層化された一体物からなる混合エレメント層で構成されているため、積層数又は階層数を増すだけで処理能力を増強することができ、容易に多くの流体を処理することが可能となる。
なお、微粒子製造ユニット１，１Ａ，１Ｂに関しては、切欠き部２７の開口面積は、全ての連通流路２８の断面積に対して小さいことが望ましいが、切欠き部２７の開口面積が、一部の連通流路２８の断面積に対して小さい場合であっても、一定の作用効果は期待できる。また微粒子製造ユニット１Ｃに関しては、凹部に形成される連通流路６１，６２の面積は、他の連通流路２８の断面積に対して小さいことが望ましいが、凹部に形成される連通流路６１，６２の面積が、他の一部の連通流路２８の断面積に対して小さい場合であっても、一定の作用効果は期待できる。
【００６５】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。
【符号の説明】
【００６６】
１    微粒子製造ユニット
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ    混合体
３    第１の板
４    第２の板
２１  混合エレメント、混合エレメント層
２２  第１の貫通孔
２３  第２の貫通孔
２４  中空部
２５  仕切壁
２７  切欠き部
２８，５１〜５３，５５〜６２  連通流路
２９  （第１の貫通孔２２の）突起部
４１  （第２の板４の）開口部
Ａ    流体
【図１】
2017189717.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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１１】
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【図１２】
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