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超臨界溶媒に溶質を溶かした溶液を微細なノズルから大気中に噴出すると、溶液は断熱膨張しその圧力、温度は急激に低下し、それに伴い溶媒の溶解力が激減し溶質が析出する。この原理を利用した超臨界噴出法を応用して、工業的に重要である多成分造粒およびコーティングを噴流層を用いて行なうプロセスを開発することを目的として、本研究を行った。本年度は基礎研究として超臨界噴出法による粒子・膜生成機構の解析および噴流層による核粒子表面へのパラフィンのコーティング実験を行なって、以下の知見が得られた。
(1)超臨界噴出法による粒子・膜生成機構
ノズル-ターゲット間距離が5mmのときは平滑な膜が、10mmで中央が隆起した膜が、30mm以上では粒子のみが生成した。ノズル径が小さい場合および二酸化炭素流量が大きい場合は生成した平均粒子径は小さく、粒径分布を狭かった。このことは、ノズル内で核発生が起っておりノズル内滞留時間が短いほど粒子径が小さく、ノズル内滞留時間が一次粒子の大きさに重要な影響を与えることを示していると考えられる。また、ノズルから噴出した後も粒子成長が起り、ノズルからの距離とともに平均粒子径が少し大きくなることがわかった。
(2)噴流層によるコーティング実験
核粒子表面がパラフィンの膜あるいは微粒子で被覆できた。コーティング速度はほぼ一定で、コーティング効率は16%であった。また、コーティングは噴流層の中心軸付近すなわち噴流のスパウト部分で行われていることがわかった。今後、噴流層によるコーティング造粒機構の解明およびその制御と、コーティング効率およびコーティング速度の向上を目指す。
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