[发明专利]微小颗粒制造系统及工艺

说明书

技术领域

本发明有关一种微小颗粒制造系统及工艺，尤指一种利用喷墨技术制造微小颗粒的系统及工艺。

背景技术

现行制造微小颗粒的方式主要分为两种，第一种为利用机械研磨(mechanicalcomminution)加上过滤的方式，第二种则为喷雾干燥(spray drying)的方式，然而这些传统制造微小颗粒的方法皆有相当的缺点存在。

首先，以机械研磨加上过滤的方式为例，其是利用微粉粉碎机以高能球磨或气流磨的方法，通过物料与磨料间的相互研磨与冲击，将物料粉碎为颗粒。采用这种方式虽然设备简单、操作容易、成本较低且可得到尺寸微小的颗粒，甚至可以达到纳米级(nanometer scale)的颗粒，但是由于制造过程中的机械碰撞易产生污染，且研磨及其产生的热量会分别造成微小颗粒表面的磨损及物性的破坏。此外，机械研磨的方式亦有粒径分布不均的问题，且并非所有纳米材料皆能适用机械研磨制得。

而使用喷雾干燥的方式虽然可以大量制造微小颗粒，且较无污染的情况，但由于喷雾干燥所产生的颗粒尺寸较大且不均匀，所以不易达到纳米级的需求。

近来，喷墨技术被应用在制造微小颗粒的用途上，其主要的原理是将预计制备的物质溶解在特定溶剂中，以形成一种溶液，然后再将该溶液利用喷墨的方式喷出形成微小液滴，最后将液滴干燥使溶剂蒸发，便可析出微小颗粒的溶质，但是现有技术在干燥的过程中，需要通以高温气体来加速溶剂蒸发的速度，然而在此高温、高浓度溶剂、以及高密度粉尘的环境下，极易产生爆炸的危险。

有鉴于此，如何发展一种简便的微小颗粒制造系统及工艺，以解决上述缺失并制造颗粒尺寸均匀的微小颗粒，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种制造微小颗粒的系统及工艺，其是于一腔体内利用喷墨技术来控制液滴喷出装置喷出尺寸微小且均匀的液滴，再借助承接装置承接液滴并将液滴滴入溶剂中，利用液滴的溶质在二种溶剂中的溶解度不同而析出微小颗粒，整个制造过程可在常温或低温下进行，所析出的微小颗粒亦不会成为粉尘，可大幅降低爆炸的危险性，可解决现有技术所制造的微小颗粒尺寸不均一、制作过程容易污染、适用材料种类有限、制作过程冗长及设备要求较高等缺失。

本发明的另一目的为提供一种微小颗粒制造流程，其是于一腔体内以一喷墨技术将主要由第一溶剂与溶质混合形成的液体喷出成微小的液滴，并将液滴滴入第二溶剂中可将液滴内部的溶质析出以形成微小颗粒，可简化微小颗粒的工艺。

为达上述目的，本发明的一方面提供一种微小颗粒制造系统，其包含：一腔体；一供液装置，用以容置一主要由第一溶剂与溶质混合形成的液体；一液滴喷出装置，其设置于该腔体内且与该供液装置相连通，并具有复数个致动器及复数个喷孔，该致动器是借助一喷墨技术驱动该液体，使该液体自相对应的该喷孔喷出，以形成复数个液滴；以及一承接装置，其置于该腔体内且与该液滴喷出装置的该复数个喷孔相对应设置，用以容置一第二溶剂，且使该复数个液滴滴落至该第二溶剂中以析出复数个微小颗粒。

根据本发明的构想，其中该喷墨技术是一热汽泡式喷墨技术，借助该致动器的驱动将该液体自该喷孔喷出，以形成该复数个液滴。

根据本发明的构想，其中该喷墨技术是一压电式喷墨技术，借助该致动器的驱动将该液体自该喷孔喷出，以形成复数个液滴。

根据本发明的构想，其中该喷墨技术是一机械式喷墨技术，借助该致动器的驱动将该液体自该喷孔喷出，以形成复数个液滴。

根据本发明的构想，其中该微小颗粒制造系统还包含一电控装置，其与该液滴喷出装置的该致动器连接，用以控制该致动器运作以形成该复数个液滴。

根据本发明的构想，其中该电控装置是用以控制该致动器作动时的电压、电流、频率及操作时间等复数个参数。

根据本发明的构想，其中该承接装置还包含一温控介质元件，用以使该承接装置所容置的该溶剂的温度达于该液滴的溶质的溶解度为0的温度。

根据本发明的构想，其中该微小颗粒制造系统还包含一温度控制装置，其与该承接装置连接，用以控制致动该温控介质元件，使该承接装置内所容置的第二溶剂的温度控制于使该液滴的溶质的溶解度为0的温度。

根据本发明的构想，其中该微小颗粒制造系统还包含一压力调节装置，其设置于该腔体上，用以调节该腔体内部的压力。

根据本发明的构想，其中该供液装置具有一压力调节功能以防止该液体泄漏。

根据本发明的构想，其中该液滴的体积可由5兆分之一公升(picoliter)至35兆分之一公升(picoliter)。

根据本发明的构想，其中该液体的溶质浓度为0.01％至20％。