ゲルビーズの固化装置及びゲルビーズの固化方法

【課題】ほぼ真球の微細なゲルビーズを簡易に製造することができるゲルビーズの固化装置及びゲルビーズの固化方法を提供する。
【解決手段】ゲルビーズの固化装置は、容器１０の底部にゲル化剤層１２と保持液層１４とがこの順序で積層されており、保持液層１４中には、ゲル化対象液の球状の液滴１６が保持されている。ゲル化剤層１２は保持液層１４に接して配置されており、保持液層１４に保持されたゲル化対象液の液滴１６はゲル化剤層１２と保持液層１４との界面１８においてゲル化剤層１２と接する。このとき、液滴１６からゲル化剤層１２側に水の少なくとも一部が移動し、ゲル化剤層１２から液滴１６側にゲル化剤が移動して、上記液滴１６がゲル化する。これにより液滴１６がゲル化し、球状を維持したまま収縮及び固化される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲルビーズの固化装置及びゲルビーズの固化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アルギン酸ナトリウム等の材料をゲル化させてゲルビーズを製造する技術が種々提案されている（特許文献１等を参照）。近年、このようなゲルビーズを電子ペーパ等に使用することが検討されており、ゲルビーズの微細化が要望されている。
【０００３】
図１４には、下記非特許文献１に開示された、油層に滴下したゲル化対象液の液滴をゲル化する方法が示される。図１４では、塩化バリウム水溶液層の上にひまわり油等の油層を形成し、油層中にアルギン酸ナトリウム等のゲル化対象液の液滴を滴下し、油層と塩化バリウム水溶液との界面を通過させて、塩化バリウム側でアルギン酸ナトリウムの液滴をゲル化して微細なゲルビーズを製造する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７４６７６６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】L.Capretto,et al., Lab on aChip, vol.8, pp. 617-621, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の技術においては、図１４の拡大図に示されるように、ゲル化対象液の液滴が油層と塩化バリウム水溶液との界面を通過する際に液滴が尾をひくように変形し、真球にならないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、ほぼ真球の微細なゲルビーズを簡易に製造することができるゲルビーズの固化装置及びゲルビーズの固化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のゲルビーズの固化装置の発明は、球状のゲル化対象液と相溶性を有さず、前記ゲル化対象液の球状を維持しつつ保持する保持液層と、前記保持液層に接して配置され、前記保持液層との界面において前記保持液層に保持された球状のゲル化対象液と接して前記球状のゲル化対象液を収縮及び固化させるゲル化剤が含まれるゲル化剤層と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のゲルビーズの固化装置が、さらに前記ゲル化剤層と前記保持液層とがこの順序で底部に積層され、上部に前記ゲル化対象液を受け入れる開口を有する容器を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のゲルビーズの固化装置が、さらに前記ゲル化剤層が底部に配置され、前記保持液層が球状のゲル化対象液を保持しつつ前記ゲル化剤層の上を流動する流路を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のゲルビーズの固化装置において、前記ゲル化剤層の上流側に吸水性材料で形成された吸水層が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のゲルビーズの固化装置が、さらに前記吸水層を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のゲルビーズの固化装置が、さらに前記保持液層が球状のゲル化対象液を保持しつつ流動する流路と、前記ゲル化剤層に代わって前記流路中に前記ゲル化剤を液状で供給する液状ゲル化剤供給手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のゲルビーズの固化装置において、前記ゲル化剤層によりチューブが形成され、前記保持液層が球状のゲル化対象液を保持しつつ前記チューブ中を流動することを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載のゲルビーズの固化方法の発明は、球状のゲル化対象液を、前記ゲル化対象液と相溶性を有さず、前記ゲル化対象液の球状を維持しつつ保持する保持液層中に入れ、前記保持液層に接して配置され、前記球状のゲル化対象液を収縮及び固化させるゲル化剤が含まれるゲル化剤層との界面において、前記保持液層に保持された球状のゲル化対象液を前記ゲル化剤層と接触させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ほぼ真球の微細なゲルビーズを簡易に製造することができる
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１にかかるゲルビーズの固化装置の構成例を示す図である。
【図２】実施形態２にかかるゲルビーズの固化装置の構成例を示す図である。
【図３】実施形態３にかかるゲルビーズの固化装置の構成例を示す図である。
【図４】実施形態３にかかるゲルビーズの固化装置の他の構成例を示す図である。
【図５】実施形態４にかかるゲルビーズの固化装置の構成例を示す図である。
【図６】実施形態５にかかるゲルビーズの固化装置の構成例を示す図である。
【図７】実施例１において生成したゲルビーズの直径の測定結果を示す図である。
【図８】実施例１において生成した５０個のゲルビーズの直径をそれぞれ測定した際の測定結果の変動係数を示す図である。
【図９】実施例１において生成したゲルビーズと液滴との位相差顕微鏡写真を示す図である。
【図１０】実施例２において生成したゲルビーズの直径の測定結果を示す図である。
【図１１】実施例２において生成した５０個のゲルビーズの直径をそれぞれ測定した際の測定結果の変動係数を示す図である。
【図１２】実施例３において生成したゲルビーズの直径の測定結果を示す図である。
【図１３】実施例３において生成した５０個のゲルビーズの直径をそれぞれ測定した際の測定結果の変動係数を示す図である。
【図１４】従来における、油層に滴下したゲル化対象液の液滴をゲル化する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１９】
実施形態１
図１には、実施形態１にかかるゲルビーズの固化装置の構成例が示される。図１において、ゲルビーズの固化装置は、容器１０の底部にゲル化剤層１２と保持液層１４とがこの順序で積層されている。また、保持液層１４中には、ゲル化対象液の球状の液滴１６（図１では円で示されている）が保持されている。
【００２０】
ここで、ゲル化対象液としては、例えばアルギン酸ナトリウム等のゲル化して固化させることができる材料の溶液を使用する。また、ゲル化剤層１２は、上記ゲル化対象液と接触してこれをゲル化させるゲル化剤が含浸されたゲル状物質の層である。例えば、ゲル化対象液としてアルギン酸ナトリウムを使用し、ゲル化剤として塩化カルシウム水溶液を使用した場合、液滴１６からゲル化剤層１２側に水の少なくとも一部が移動し、ゲル化剤層１２側から液滴１６側にカルシウムイオンが移動して、上記液滴１６がゲル化する。ゲル化対象液の液滴１６は、ゲル化剤層１２に含浸されたゲル化剤と接触してゲル化する際に、収縮及び固化されて、サイズが微小化される。これは、上記のように、ゲル化の際に水が吸収されるからである。また、保持液層１４は、球状のゲル化対象液の液滴１６と相溶性を有さず、ゲル化対象液の液滴１６の球状を維持しつつ保持することができる。
【００２１】
ここで、ゲル化対象液としては、上記アルギン酸ナトリウムの水溶液の他、カラギーナン水溶液、アガー（寒天）水溶液、アガロース（寒天精製物）水溶液、コラーゲン水溶液、ゼラチン（コラーゲン変性物）水溶液、アルブミン水溶液等が挙げられる。また、ゲル化対象液とゲル化剤との組み合わせとしては、例えばアルギン酸ナトリウムをゲル化させる塩化カルシウムの他、アルギン酸ナトリウム‐塩化バリウム、カラギーナン‐塩化カリウムなどの組み合わせが挙げられる。また、上記アガー、アガロース、ゼラチンの水溶液は冷却によりゲル化することができる。さらに、上記コラーゲン、アルブミンは加熱によりゲル化することができる。また、ゲル化剤を含浸してゲル化剤層１２を構成するゲル状物質としては、例えばアガロースゲル、アガー（寒天）ゲル、カラギーナンゲル、セルロースゲル、ポリアクリルアミドゲル等が挙げられる。また、保持液としてはデカン、ドデカン、ヘプタデカン等の炭化水素類、ミネラルオイル、食用油（ひまわり油、とうもろこし油、なたね油等が挙げられる。
【００２２】
ゲル化剤層１２は保持液層１４に接して配置されており、保持液層１４に保持されたゲル化対象液の液滴１６はゲル化剤層１２と保持液層１４との界面１８においてゲル化剤層１２と接する。これにより、上述したように、ゲル化対象液の液滴１６が、球状を維持したまま収縮し、固化される。ゲル化対象液の液滴１６がゲル化する際に収縮するのは、液滴１６中のゲル化成分（例えば、アルギン酸ナトリウム）のみがゲル化し、水分の含有量が減少するからである。
【００２３】
なお、ゲル化対象液を球状の液滴１６とするには、例えば上記特許文献１等に記載された装置を使用することができる。特許文献１の装置では、微細加工技術によって作製された溝の分岐構造にゲル化対象液と保持液とをそれぞれ流し込んで合流させ、ゲル化対象液を球状の液滴１６とする構成となっている。また、容器１０の上部には、上記装置により製造したゲル化対象液の球状の液滴１６を受け入れるための開口２０が形成されており、上記装置により製造されたゲル化対象液の球状の液滴１６が、開口２０から保持液層１４に矢印で示されるように投入される。
【００２４】
実施形態２
図２（ａ）、（ｂ）には、実施形態２にかかるゲルビーズの固化装置の構成例が示され、図１と同一要素には同一符号を付している。図２（ａ）が平面図であり、図２（ｂ）が図２（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
【００２５】
図２（ｂ）の例では、流路２２が形成されており、流路２２の底部にはゲル化剤層１２が配置されている。また、保持液層１４がゲル化対象液の球状の液滴１６を保持しつつ上記ゲル化剤層１２の上を流動するように構成されている。この際、保持液層１４を構成する保持液は矢印Ａ方向に流れ、これに伴って丸印で示されたゲル化対象液の球状の液滴１６は、ゲル化剤層１２と保持液層１４との界面１８においてゲル化剤層１２と接しながら、矢印Ｂ方向に回転移動する。このため、図２（ｂ）の例では、流路２２に勾配がつけられているが、これには限定されず、例えば保持液層１４を構成する保持液をポンプ等で流動させる構成としてもよい。
【００２６】
以上の構成により、図２（ａ）に示されるように、保持液層１４が矢印Ａ方向に流れるときに、ゲル化対象液の球状の液滴１６が矢印Ｂ方向に回転移動しながらゲル化剤層１２と接することにより、ゲル化されて球状を維持したまま収縮し、固化される。
【００２７】
実施形態３
図３には、実施形態３にかかるゲルビーズの固化装置の構成例が示され、図２（ａ）、（ｂ）と同一要素には同一符号を付している。図３の例では、図２（ａ）、（ｂ）と同様に、流路２２が形成されており、流路２２の底部にはゲル化剤層１２が配置されている。また、保持液層１４がゲル化対象液の球状の液滴１６を保持しつつ矢印Ａ方向に流れており、これに伴って丸印で示されたゲル化対象液の球状の液滴１６は矢印Ｂ方向に回転移動する。
【００２８】
本実施形態において特徴的な点は、上記保持液層１４の流れ方向（矢印Ａ）及びゲル化対象液の球状の液滴１６の回転移動方向（矢印Ｂの方向）において、ゲル化剤層１２の上流側に吸水性材料で形成された吸水層２４が設けられていることである。この吸水層２４とゲル化対象液の液滴１６とが界面１８で接することにより、ゲル化対象液の液滴１６から水の少なくとも一部が吸収されるので、界面１８においてゲル化剤層１２と接したときに、球状を維持したままより短時間でより小さなゲルビーズにゲル化することができる。
【００２９】
上記吸水層２４を構成する材料には、吸水性のポリマー等を使用することができる。吸水性のポリマーとしては、例えばポリアクリル酸ナトリウムゲル等を挙げることができる。
【００３０】
図３に示されるように、ゲル化対象液の球状の液滴１６が、ゲル化剤層１２及び吸水層２４と保持液層１４との界面１８において吸水層２４及びゲル化剤層１２にこの順序で接しながら、矢印Ｂ方向に回転移動する際に、吸水層２４で水分の少なくとも一部が吸収され、さらにゲル化剤層１２と接してゲル化し、収縮及び固化して行く。図３では、液滴１６が吸水層２４及びゲル化剤層１２に接しながら、その大きさが次第に小さくなる様子が描かれている。
【００３１】
図４には、実施形態３にかかるゲルビーズの固化装置の他の構成例が示され、図３と同一要素には同一符号を付している。図４において、特徴的な点は、吸水層２４に対向する位置に加熱装置２６が配置されていることである。加熱装置２６としては、例えば流路２２の壁面に組み込んだ透明電極（ＩＴＯ：酸化インジウムスズ）配線への通電による抵抗加熱型加熱装置、同じく流路２２の壁面に組み込んだ蒸着クロム薄膜などの吸光発熱層に対する近赤外線照射による吸光発熱型加熱装置、あるいは水に吸収性のある波長（１４８０ｎｍなど）の近赤外光光源を近接させて照射する吸光加熱型加熱装置等が挙げられる。
【００３２】
図４の例では、加熱装置２６により、吸水層２４と保持液層１４との界面１８において吸水層２４に接しながら、流路２２中を矢印Ｂ方向に回転移動するゲル化対象液の球状の液滴１６が加熱される。これにより、吸水層２４によるゲル化対象液の液滴１６からの水の吸収速度が上昇し、吸水層２４の後でゲル化対象液の液滴１６が接するゲル化剤層１２上でより短時間でゲル化することができる。図４でも、液滴１６が吸水層２４及びゲル化剤層１２に接しながら、その大きさが次第に小さくなる様子を描かれている。
【００３３】
実施形態４
図５（ａ）、（ｂ）には、実施形態４にかかるゲルビーズの固化装置の構成例が示される。図５（ａ）が全体構成図であり、図５（ｂ）が、図５（ａ）の破線で囲まれた部分の拡大図である。
【００３４】
図５（ａ）において、流路２２には、ゲル化対象液を供給するゲル化対象液供給手段２８、保持液層を形成する保持液を供給する保持液供給手段３０及びゲル化剤溶液を供給するゲル化剤供給手段３２が接続されている。
【００３５】
ゲル化対象液供給手段２８からゲル化対象液が、保持液供給手段３０から保持液が、それぞれ流路２２に供給されると、流路２２中で保持液に保持されたゲル化対象液の球状の液滴１６が生成する。なお、ゲル化対象液の流路２２への供給は、ゲル化対象液を液滴１６とするために断続的に行われる。この場合、流路２２中では、通常１秒間に数十個から数百個の液滴を生成するので、上記ゲル化対象液の「断続的に行われる供給」の周波数は数十〜数百とするのが好適である。生成したゲル化対象液の液滴１６は、保持液により形成された保持液層１４に保持されつつ矢印Ｂ方向に移動する。また、ゲル化剤供給手段３２からは、流路２２にゲル化剤溶液が供給され、ゲル化剤層１２に代わってゲル化剤溶液層３４を形成する。
【００３６】
図５（ｂ）の部分拡大図に示されるように、上記液滴１６は、ゲル化剤溶液層３４と保持液層１４との界面１８においてゲル化剤溶液層３４と接しながら、矢印Ｂ方向に移動する。この間に、液滴１６からゲル化剤溶液層３４側に水の少なくとも一部が移動し（矢印Ｃで示す）、ゲル化剤溶液層３４から液滴１６側にゲル化剤成分が移動して、上記液滴１６がゲル化し、球状を維持したまま収縮し、固化される。液滴１６がゲル化剤溶液層３４に接しながら、その大きさが次第に小さくなる様子は、図５（ａ）に描かれている。
【００３７】
実施形態５
図６には、実施形態５にかかるゲルビーズの固化装置の構成例が示される。図６の例では、円筒形の管３６の外周側にゲル化剤層１２が配置され、ゲル化剤層１２によりチューブが形成されている。ゲル化剤層１２により形成された上記チューブの中に、保持液層１４と保持液層１４に保持されたゲル化対象液の球状の液滴１６とを供給して上記チューブ中を移動させると、チューブの外壁を構成するゲル化剤層１２とゲル化対象液の液滴１６とが接触し、上記液滴１６がゲル化し、球状を維持したまま収縮し、固化される。
【００３８】
なお、上記管３６の材料としては、樹脂、ガラス等を使用できるが、これらには限定されない。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の具体例を実施例として説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４０】
実施例１
図１に示されたゲルビーズの固化装置を使用し、ゲル化対象液としてアルギン酸ナトリウム水溶液、ゲル化剤として塩化カルシウム水溶液、保持液として界面活性剤ＣＲＳ−７５をデカンに１質量％の濃度で混合した油相、をそれぞれ使用して、ゲルビーズを製造した。なお、上記保持液に混合する界面活性剤としては、上記ＣＲＳ−７５の他、ＳＰＡＮ８０、ＳＰＡＮ８５等を使用してもよい。本実施例１では、ゲル化剤である塩化カルシウム水溶液濃度を０．５ｍｏｌ／ｌ（一定）とし、ゲル化対象液であるアルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を０．２〜１．０質量％まで０．２質量％ずつ振るとともに、ゲル化前におけるアルギン酸ナトリウム水溶液の液滴の直径を１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍの３種類に調整して、生成したゲルビーズの直径を測定した。なお、直径の測定は、画像解析ソフト（Image-Pro Plus, MediaCybernetics社）を使ったマニュアル測定で行った。この場合、上記の手順でゲルビーズの製造を１回行い、製造したゲルビーズの５０個についてそれぞれ直径を測定した。
【００４１】
測定結果を図７に示す。なお、図７に示された直径は、上記５０個のゲルビーズの測定結果の平均値である。図７において、アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度が低くなるにしたがって、ゲルビーズの直径が小さくなっているのがわかる。これは、アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度が低いほどゲル化するアルギン酸ナトリウムの量が少なくなるからである。図７の例では、アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度が１．０質量％の場合に、直径が２００μｍの液滴が４８μｍのゲルビーズとなり、直径が１５０μｍの液滴が３２μｍのゲルビーズとなり、直径が１００μｍの液滴が２５μｍのゲルビーズとなっている。一方、アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度が０．２質量％の場合には、直径が２００μｍの液滴が２６μｍのゲルビーズとなり、直径が１５０μｍの液滴が２１μｍのゲルビーズとなり、直径が１００μｍの液滴が１６μｍのゲルビーズとなっている。このように、ゲル化前の液滴の直径と、アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度とにより、生成するゲルビーズのサイズを制御できることがわかる。
【００４２】
図８には、上記５０個のゲルビーズの直径をそれぞれ測定した際の測定結果の変動係数（ＣＶ値）が示される。一般に、粒子径がマイクロメートル（μｍ）単位の「微粒子」は、変動係数が十数パーセント以下であれば「単分散微粒子」とされており、粒径のばらつきが小さいと評価される（例えば、特開平６−２５６４５２等参照）。図８に示されるように、いずれの変動係数も１０％以下の値となっている。これにより、実施例１で製造されたゲルビーズは、直径のばらつきが小さいことがわかる。
【００４３】
図９（ａ）、（ｂ）には、濃度が０．５質量％、直径が１００μｍのアルギン酸ナトリウム水溶液の液滴と、これを以上に述べた操作によりゲル化したゲルビーズとの位相差顕微鏡写真が示される。図９（ａ）がゲル化前の液滴であり、図９（ｂ）がゲルビーズである。また、それぞれの図には、２０μｍを表すスケールバーＳが示されている。
【００４４】
図９（ａ）に示されるアルギン酸ナトリウム水溶液の液滴の直径は、上記の通り１００μｍであったが、ゲル化後には、図９（ｂ）に示されるように、２５μｍ程度の直径まで収縮していることがわかる。また、図９（ｂ）からは、生成したゲルビーズが、ほぼ真球であることもわかる。
【００４５】
実施例２
図１に示されたゲルビーズの固化装置を使用し、ゲル化対象液としてアルギン酸ナトリウム水溶液、ゲル化剤として塩化カルシウム水溶液、保持液として界面活性剤ＣＲＳ−７５をデカンに１質量％の濃度で混合した油相、をそれぞれ使用して、ゲルビーズを製造した。本実施例２では、ゲル化対象液であるアルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を０．５質量％（一定）とし、ゲル化剤である塩化カルシウム水溶液濃度を０．２〜１．０ｍｏｌ／ｌまで０．２ｍｏｌ／ｌずつ振るとともに、ゲル化前におけるアルギン酸ナトリウム水溶液の液滴の直径を１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍの３種類に調整した。生成したゲルビーズの直径は、実施例１と同様の方法で測定した。
【００４６】
測定結果を図１０に示す。なお、図１０に示された直径も、実施例１と同様５０個のゲルビーズの測定結果の平均値である。図１０において、塩化カルシウム水溶液の濃度が高くなるにしたがって、ゲルビーズの直径が小さくなっているのがわかる。これは、塩化カルシウム水溶液の濃度が高いほど、アルギン酸ナトリウム水溶液の液滴から吸収する水の量が増加するためである。ただし、その変化量は、アルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を変化させた場合（実施例１）よりも小さかった。図１０の例では、塩化カルシウム水溶液の濃度が０．２ｍｏｌ／ｌの場合に、直径が２００μｍの液滴が４５μｍのゲルビーズとなり、直径が１５０μｍの液滴が３２μｍのゲルビーズとなり、直径が１００μｍの液滴が２２μｍのゲルビーズとなっている。一方、塩化カルシウム水溶液の濃度が１．０ｍｏｌ／ｌの場合には、直径が２００μｍの液滴が３５μｍのゲルビーズとなり、直径が１５０μｍの液滴が２４μｍのゲルビーズとなり、直径が１００μｍの液滴が１９μｍのゲルビーズとなっている。
【００４７】
図１１には、上記５０個のゲルビーズの直径をそれぞれ測定した際の測定結果の変動係数（ＣＶ値）が示される。図１１に示されるように、いずれの変動係数も１０％以下の値となっており、実施例２で製造されたゲルビーズは、直径のばらつきが小さいことがわかる。
【００４８】
実施例３
図１に示されたゲルビーズの固化装置を使用し、ゲル化対象液としてアルギン酸ナトリウム水溶液、ゲル化剤として塩化カルシウム水溶液、保持液として界面活性剤ＣＲＳ−７５をデカンに１質量％の濃度で混合した油相、をそれぞれ使用して、ゲルビーズを製造した。本実施例３では、ゲル化対象液であるアルギン酸ナトリウム水溶液の濃度を０．５質量％（一定）とし、ゲル化剤である塩化カルシウム水溶液濃度を０．５ｍｏｌ／ｌ（一定）とし、ゲル化前におけるアルギン酸ナトリウム水溶液の液滴の直径を９０μｍ、１１７μｍ、１７８μｍの３種類に調整して、この液滴と塩化カルシウム水溶液との接触時間を１時間から１２時間まで変化させて生成したゲルビーズの直径を測定した。生成したゲルビーズの直径は、実施例１と同様の方法で測定した。
【００４９】
測定結果を図１２に示す。なお、図１２に示された直径も、実施例１と同様５０個のゲルビーズの測定結果の平均値である。図１２において、液滴と塩化カルシウム水溶液との接触時間が長くなるにしたがって、ゲルビーズの直径が小さくなっているのがわかる。これは、接触時間が長いほど、アルギン酸ナトリウム水溶液の液滴から塩化カルシウム水溶液が吸収する水の量が増加するためである。図１２の例では、ゲル化前に９０μｍであった液滴が、１時間後に４４μｍとなり、その後時間の経過とともに小さくなって、１２時間後に２２μｍのゲルビーズとなった。同様に、ゲル化前に１１７μｍであった液滴は、１時間後に７７μｍとなり、その後時間の経過とともに小さくなって、１２時間後に３１μｍのゲルビーズとなった。また、同様に、ゲル化前に１７８μｍであった液滴は、１時間後に１１５μｍとなり、その後時間の経過とともに小さくなって、１２時間後に４８μｍのゲルビーズとなった。このように、液滴と塩化カルシウム水溶液との接触時間により、生成するゲルビーズのサイズを制御できることがわかる。
【００５０】
図１３には、上記５０個のゲルビーズの直径をそれぞれ測定した際の測定結果の変動係数（ＣＶ値）が示される。図１３に示されるように、いずれの変動係数も１０％以下の値となっており、実施例３で製造されたゲルビーズは、直径のばらつきが小さいことがわかる。
【符号の説明】
【００５１】
１０容器、１２ゲル化剤層、１４保持液層、１６液滴、１８界面、２０開口、２２流路、２４吸水層、２６加熱装置、２８ゲル化対象液供給手段、３０保持液供給手段、３２ゲル化剤供給手段、３４ゲル化剤溶液層、３６管。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状のゲル化対象液と相溶性を有さず、前記ゲル化対象液の球状を維持しつつ保持する保持液層と、
前記保持液層に接して配置され、前記保持液層との界面において前記保持液層に保持された球状のゲル化対象液と接して前記球状のゲル化対象液を収縮及び固化させるゲル化剤が含まれるゲル化剤層と、
を備えることを特徴とするゲルビーズの固化装置。
【請求項２】
請求項１に記載のゲルビーズの固化装置が、さらに前記ゲル化剤層と前記保持液層とがこの順序で底部に積層され、上部に前記ゲル化対象液を受け入れる開口を有する容器を備えることを特徴とするゲルビーズの固化装置。
【請求項３】
請求項１に記載のゲルビーズの固化装置が、さらに前記ゲル化剤層が底部に配置され、前記保持液層が球状のゲル化対象液を保持しつつ前記ゲル化剤層の上を流動する流路を備えることを特徴とするゲルビーズの固化装置。
【請求項４】
請求項３に記載のゲルビーズの固化装置において、前記ゲル化剤層の上流側に吸水性材料で形成された吸水層が設けられていることを特徴とするゲルビーズの固化装置。
【請求項５】
請求項３に記載のゲルビーズの固化装置が、さらに前記吸水層を加熱する加熱手段を備えることを特徴とするゲルビーズの固化装置。
【請求項６】
請求項１に記載のゲルビーズの固化装置が、さらに前記保持液層が球状のゲル化対象液を保持しつつ流動する流路と、前記ゲル化剤層に代わって前記流路中に前記ゲル化剤を液状で供給する液状ゲル化剤供給手段とを備えることを特徴とするゲルビーズの固化装置。
【請求項７】
請求項１に記載のゲルビーズの固化装置において、前記ゲル化剤層によりチューブが形成され、前記保持液層が球状のゲル化対象液を保持しつつ前記チューブ中を流動することを特徴とするゲルビーズの固化装置。
【請求項８】
球状のゲル化対象液を、前記ゲル化対象液と相溶性を有さず、前記ゲル化対象液の球状を維持しつつ保持する保持液層中に入れ、
前記保持液層に接して配置され、前記球状のゲル化対象液を収縮及び固化させるゲル化剤が含まれるゲル化剤層との界面において、前記保持液層に保持された球状のゲル化対象液を前記ゲル化剤層と接触させる、
ことを特徴とするゲルビーズの固化方法。

【図１】