ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術
－－超音波の非線形現象を制御する技術による
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術－－
超音波システム研究所は、
「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を利用した
効果的な攪拌（乳化・分散・粉砕）技術を開発しました。
この技術は
表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の
超音波伝搬特徴（解析結果）を利用（評価）して
超音波（キャビテーション・音響流）を制御します。
さらに、
具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、
効果的な超音波（キャビテーション・音響流）伝搬状態を、
ガラス容器・超音波・対象物・・の相互作用に合わせて、
超音波の発振制御により実現します。
特に、
音響流制御による、高調波のダイナミック特性により
ナノレベルの対応が実現しています
金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。
超音波に対する
定在波やキャビテーションの制御技術をはじめ
間接容器に対する伝播制御技術・・・により
適切なキャビテーションと音響流による攪拌を行います。
これまでは、各種溶剤の効果と超音波の効果が
トレードオフの関係にあることが多かったのですが
この技術により
溶剤と超音波の効果を
適切な相互作用により相乗効果を含めて
大変効率的に利用（超音波制御）可能になりました。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
音響流の評価・・・・多数のノウハウ・・・を確認しています。
このカタログについて
| ドキュメント名 | 超音波とファインバブルを利用したナノレベルの分散システム |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 製品カタログ |
| ファイルサイズ | 4Mb |
| 登録カテゴリ | |
| 取り扱い企業 | 超音波システム研究所 (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
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このカタログの内容
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超音波とファインバブルを利用した
ナノレベルの分散システム
簡易作業手順書
この資料は
超音波システムを有効に利用していただくための資料です
各種の具体的なノウハウを紹介しています
必要な時に再読して下さい。
超音波システム研究所
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目 次
１．操作準備＜電源コード＞ ・・・・・・・・・・・・・・ ４
２．操作準備＜水槽に水をセット＞・・・・・・・・・・・ ５
３．操作＜液循環開始＞・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ６
４．操作＜超音波照射＞・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ７
５．操作＜分散準備＞・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ８
６．操作＜分散準備２＞・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ９
７．分散作業 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１２
８．注意 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１９
９．仕様 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２１
注意
この資料は超音波とファインバブルを利用した分散手順について説明してあります
洗浄・攪拌・乳化・表面処理・・の各種作業の手順として参考になりますので
必要な時に利用方法に関するヒントとして参照してください
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システム外観写真
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１．操作準備＜電源コード＞
取扱説明書に基づいて初期セット（超音波システムを動作可能な状態にセットします）
１－１：排水バルブを閉める
１－２：超音波の接続確認（スイッチ：ＯＦＦ ボリューム：最小）
１－３：電源コード確認（オプションのタイマーを含む）
１－４：排水ホースの接続確認
＜オプション＞
オムロン ソリッドステート・タイマ H3CR-F H3CR-F8 AC100-240（タイマー）
オムロン 共用ソケット P2CF-08
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２．操作準備＜水槽に水をセット＞
適正な液の量は（４０ｋHzの場合）
振動子の上面から液面の距離で １５ｃｍ １７ｃｍ １９ｃｍ（注） です
物を水槽に入れた場合は、ものに相当する液量を取り除いてください
！！あくまでも原則としての値です、状況に応じた調整が必要です！！
注：１９ｃｍの液深さの場合（ゴム栓を利用してください）
１７ｃｍ（計測）
注：写真のように振動子に触れる面はシリコンなどで保護してください
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３．操作＜液循環開始＞
液循環開始時 １５分経過後
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４．操作＜超音波照射＞
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５．操作＜分散準備＞
物を水槽に入れる場合は、ものに相当する液量を取り除いてください
サントリー炭酸水ガラス瓶 ５００ｍｌ（推奨）
設置状態（吊るす）
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６．操作＜分散準備２＞
＜装置の設置＞
超音波をＯＦＦにしてください
容器内の空気で液面と水平の確認を行いながら設置して下さい。
注：１９ｃｍの液深さの場合（ゴム栓を利用してください）
振動子の液深：振動子の上面から液面までの距離
ノウハウ：振動子面は５-１３ｍｍ程度の傾斜設定
ポイント：振動子の下部に液循環による流れがあること
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＜参考＞
液循環制御（ＯＮ／ＯＦＦ）による音響流のダイナミックな変化
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音響流
有限振幅の波が
気体または液体内を伝搬するときに、
音響流が発生する。
音響流は、大変複雑な現象であるが、
音場内の対象（洗浄物・治具・液循環・・・）
の近傍で生じる一定方向の定常流である。
＜ヒント＞
非線形音響 ： 有限振幅の変形波形の影響
（ 高次の周波数が発生する ）
音響流 物理化学的反応
音響流は、
超音波伝搬プロセスの利用
（洗浄、乾燥、乳化・分散、燃焼、抽出・・過程）での
もっとも重要な要因である。
物理作用・化学作用を著しく促進する。
音響流の作用効果は、
速度の要因となる様々なパラメータにより
大きく変化する。
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７．分散作業
超音波をＯＮにして、様子を確認します
液循環調整バルブと追加のガラス容器を利用して調整します
液循環調整バルブは絶対に閉め切らないでください
超音波のキャビテーションを主体に利用する場合は、
バルブを閉める方向で
超音波の加速度を主体に利用する場合は、
バルブを開ける方向で、 調節してください
注：ポンプの最小液循環流量は８リットル毎分です
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液循環の修正
（ガラス分の揺れと超音波による音響流の変化
音圧測定により測定解析することが良いのですが
慣れてくると目視でも判断できるようになります）
注：超音波をＯＦＦ状態にして水槽内の流れを観察して
超音波照射時の水面の状態と比較して検討すると伝搬状態が推測できます
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ガラス容器の水中位置の調節
注：２つの容器を近づけすぎると超音波を大きく減衰する場合があります
容器の音響特性により大きく変わります、効果的な容器を見つけることは重要です
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注：液面の状態を観察しながら、位置関係を適切に調整することが必要です
揺動装置・・により、ゆっくり（毎秒１－３ｍｍ程度）ガラス瓶を操作すると
高い音圧で高い周波数（高調波）が発生します
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注：各種の組み合わせによる設定を行うと、液の深さの再調整が必要になります
上記の状態は１９．５ｃｍ（振動子の液深）が適切になっています
水中に入れたガラス容器による、超音波の透過・屈折・反射の影響です
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＜ガラス容器1個の場合＞
注：キャビテーションの効果が高い状態で1時間以上連続照射すると
ガラスにダメージを発生させます
（１０－１５分に一度、位置変更を行う、
液循環量を多くして容器が揺れるようにする
等の対処を行ってください）
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８．注意
超音波照射を１－２時間継続して行うと
写真の青い○の部分が発熱します（標準的な条件で３０-３５℃程度です）
シリコン樹脂に超音波が吸収されることが原因ですが、問題ありません
水面に浮かぶゴミについて
数時間の超音波照射（あるいは液循環のみの場合も含む）を行った後で
５－８時間放置しておくと液面にマイクロバブルの効果による汚れやごみが
浮かんでいる状態になります
（容器ですくい取り除去すると、よりきれいな状態で利用できます）
装置内部からのものではありません（液中のコンタミです）、問題ありません
洗剤・溶剤・・・洗浄液を作成する場合の
基本となる液体として利用できます
（１ＭＨｚ以上の超音波を利用することで、ｐＨを調整することも可能です）
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ガラス容器を中空で密封すると写真（下）のように危険です
必ず、水を入れる・あるいは密封しないで使用してください
容器の形状・材質による影響が主な原因です
上記の容器は割れた部分に大きな振動が発生する形状のため割れてしまいます
音圧レベルの問題だけで無く、ダイナミックな周波数変化により強い刺激が発生します
ガラス瓶を揺らす理由は、この刺激をガラスが受けないで、内部に伝えるためです
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