JP6774273B2 - Manufacturing method of hydrogel fiber - Google Patents
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Description
本発明は、ハイドロゲルファイバの製造方法及びそのファイバ径の制御方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a hydrogel fiber and a method for controlling the fiber diameter thereof.
ハイドロゲルは、高い水分保持性、構造柔軟性、酸素拡散性、物質吸収性、弾力性、及び生体適合性を有するので、化粧料、医薬品、医薬部外品、食品等の分野で広く用いられている。また、ハイドロゲルを線状に形成したハイドロゲルファイバには、粒子状に形成したハイドロゲルパーティクルとは異なり、比表面積が非常に大きい、強くてしなやかな力学的性質を有する、高アスペクト比による配列制御が可能である、機能性物質の拡散方向の制御が可能である、といった特長があることから、様々な機能が創出されることが期待される。 Hydrogels are widely used in the fields of cosmetics, pharmaceuticals, quasi-drugs, foods, etc. because of their high water retention, structural flexibility, oxygen diffusivity, substance absorption, elasticity, and biocompatibility. ing. Further, unlike the hydrogel particles formed in the form of particles, the hydrogel fiber in which the hydrogel is formed in a linear shape has a very large specific surface area, has strong and supple mechanical properties, and has an arrangement with a high aspect ratio. It is expected that various functions will be created because of its features such as controllability and controllability of the diffusion direction of functional substances.
ところで、塩化カルシウム水溶液にアルギン酸ナトリウム水溶液を投入すると、カルシウムイオンとナトリウムイオンとのイオン交換によりアルギン酸カルシウムのイオン架橋型ハイドロゲルが形成される。この性質を利用してハイドロゲルファイバを製造することができる。特許文献1及び2には、二重管型のマイクロリアクターの外側の大径配管と内側の小径配管との間に塩化カルシウム水溶液を流動させると共に、小径配管にアルギン酸ナトリウム水溶液を流動させ、そして、それらを合流させてカルシウムイオンとナトリウムイオンとのイオン交換によりアルギン酸カルシウムのイオン架橋型ハイドロゲルを形成させるハイドロゲルファイバの製造方法が開示されている。 By the way, when an aqueous solution of sodium alginate is added to an aqueous solution of calcium chloride, an ion-crosslinked hydrogel of calcium alginate is formed by ion exchange between calcium ions and sodium ions. Hydrogel fibers can be manufactured by utilizing this property. In Patent Documents 1 and 2, an aqueous calcium chloride solution is allowed to flow between a large-diameter pipe on the outside and a small-diameter pipe on the inside of a double-tube type microreactor, and an aqueous sodium alginate solution is allowed to flow through the small-diameter pipe. A method for producing a hydrogel fiber is disclosed in which they are merged to form an ion-crosslinked hydrogel of calcium alginate by ion exchange between calcium ions and sodium ions.
しかしながら、特許文献1及び2に開示された技術では、得られるハイドロゲルファイバのファイバ径を任意に制御することは困難である。 However, with the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to arbitrarily control the fiber diameter of the obtained hydrogel fiber.
本発明の課題は、所望のファイバ径のハイドロゲルファイバを製造することができる方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method capable of producing a hydrogel fiber having a desired fiber diameter.
本発明は、配管内に金属イオンを含む第1水溶液を流通させると共に、前記金属イオンとのイオン交換によりイオン架橋型ハイドロゲルを形成するゲル形成物質を含む第2水溶液を、前記配管内の前記第1水溶液中に供給して合流させることによりハイドロゲルファイバを製造する方法であって、前記第2水溶液における前記ゲル形成物質の濃度を0.50質量%以上5.0質量%以下の範囲で設定すると共に、前記第1水溶液の前記第2水溶液に対する流速比を0.25以上10以下の範囲で設定し、且つ前記第1水溶液の前記第2水溶液に対する流量比を0.10以上40以下の範囲で設定する。 In the present invention, a first aqueous solution containing metal ions is circulated in a pipe, and a second aqueous solution containing a gel-forming substance that forms an ion-crosslinked hydrogel by ion exchange with the metal ions is provided in the pipe. A method for producing a hydrogel fiber by supplying it into a first aqueous solution and merging it, wherein the concentration of the gel-forming substance in the second aqueous solution is in the range of 0.50% by mass or more and 5.0% by mass or less. At the same time, the flow velocity ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution is set in the range of 0.25 or more and 10 or less, and the flow rate ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 0.10 or more and 40 or less. Set in the range.
本発明は、配管内に金属イオンを含む第1水溶液を流通させると共に、前記金属イオンとのイオン交換によりイオン架橋型ハイドロゲルを形成するゲル形成物質を含む第2水溶液を、前記配管内の前記第1水溶液中に供給して合流させることにより製造するハイドロゲルファイバのファイバ径を制御する方法であって、前記第2水溶液における前記ゲル形成物質の濃度を0.50質量%以上5.0質量%以下の範囲で設定すると共に、前記第1水溶液の前記第2水溶液に対する流速比を0.25以上10以下の範囲で設定し、且つファイバ径との相関性を有する前記第1水溶液の前記第2水溶液に対する流量比を0.10以上40以下の範囲で目標のファイバ径に対応する値に設定する。 In the present invention, a first aqueous solution containing metal ions is circulated in a pipe, and a second aqueous solution containing a gel-forming substance that forms an ion-crosslinked hydrogel by ion exchange with the metal ions is provided in the pipe. It is a method of controlling the fiber diameter of a hydrogel fiber produced by supplying it into a first aqueous solution and merging it, and the concentration of the gel-forming substance in the second aqueous solution is 0.50% by mass or more and 5.0% by mass. % Or less, the flow velocity ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution is set in the range of 0.25 or more and 10 or less, and the first aqueous solution has a correlation with the fiber diameter. 2 Set the flow rate ratio to the aqueous solution in the range of 0.10 or more and 40 or less to a value corresponding to the target fiber diameter.
本発明によれば、第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度を0.50質量%以上5.0質量%以下の範囲で設定すると共に、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比を0.25以上10以下の範囲で設定したとき、得られるハイドロゲルファイバのファイバ径は、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比が0.10以上40以下の範囲において、その流量比に対する相関性を有することから、その設定によって得られるハイドロゲルファイバのファイバ径を制御することができ、従って、ファイバ径との相関性を有するその流量比を0.10以上40以下の範囲で目標のファイバ径に対応する値に設定すれば、所望のファイバ径のハイドロゲルファイバを製造することができる。すなわち、本発明によれば、特定範囲の流速比において流量比によりファイバ径を制御することが可能となる。 According to the present invention, the concentration of the gel-forming substance in the second aqueous solution is set in the range of 0.50% by mass or more and 5.0% by mass or less, and the flow velocity ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 0.25 or more. When set in the range of 10 or less, the fiber diameter of the obtained hydrogel fiber has a correlation with the flow ratio in the range where the flow ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 0.10 or more and 40 or less. , The fiber diameter of the hydrogel fiber obtained by the setting can be controlled, and therefore, the flow ratio having a correlation with the fiber diameter is set to a value corresponding to the target fiber diameter in the range of 0.10 or more and 40 or less. When set to, a hydrogel fiber having a desired fiber diameter can be produced. That is, according to the present invention, it is possible to control the fiber diameter by the flow rate ratio in a specific range of the flow velocity ratio.
以下、実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail.
(ハイドロゲルファイバ製造システムS)
図1は、実施形態に係るハイドロゲルファイバの製造方法において用いるハイドロゲルファイバ製造システムSを示す。
(Hydrogel Fiber Manufacturing System S)
FIG. 1 shows a hydrogel fiber manufacturing system S used in the hydrogel fiber manufacturing method according to the embodiment.
ハイドロゲルファイバ製造システムSはマイクロリアクター10を備えている。図2はそのマイクロリアクター10を示す。
The hydrogel fiber manufacturing system S includes a
マイクロリアクター10は、同軸に設けられた外側の大径配管111及び内側の小径配管112とを有する二重管型であって、小径配管112の先端が大径配管111の中間部に位置付けられている。大径配管111と小径配管112との間には第1流路121が構成されていると共に、小径配管112の内部には第2流路122が構成され、且つ小径配管112の先端の下流側に第1及び第2流路の合流部123が構成されている。マイクロリアクター10は、上流側に第1及び第2水溶液流入部131,132を有し、それぞれ第1及び第2流路121,122に連通している。マイクロリアクター10は、下流側に排出部14を有する。
The
第1流路121を構成する大径配管111の内径Φinは、好ましくは1.5mm以上、より好ましくは2.0mm以上、更に好ましくは2.5mm以上であり、また、好ましくは10mm以下、より好ましくは8.0mm以下、更に好ましくは6.0mm以下である。大径配管111の内径Φinは、好ましくは1.5mm以上10mm以下、より好ましくは2.0mm以上8.0mm以下、更に好ましくは2.5mm以上6.0mm以下である。
The inner diameter [Phi in
第1流路121を構成する小径配管112の外径φoutは、好ましくは0.50mm以上、より好ましくは1.0mm以上、更に好ましくは1.5mm以上であり、また、好ましくは2.2mm以下、より好ましくは2.0mm以下、更に好ましくは1.8mm以下である。小径配管112の外径φoutは、好ましくは0.50mm以上2.2mm以下、より好ましくは1.0mm以上2.0mm以下、更に好ましくは1.5mm以上1.8mm以下である。
The outer diameter φ out of the
第1流路121の厚みは、大径配管111の内径Φinと小径配管112の外径φoutとの差分を1/2倍することで求められ、好ましくは0.10mm以上、より好ましくは0.20mm以上、更に好ましくは0.30mm以上であり、また、好ましくは4.8mm以下、より好ましくは3.0mm以下、更に好ましくは2.0mm以下である。第1流路121の厚みは、好ましくは0.10mm以上4.8mm以下、より好ましくは0.20mm以上3.0mm以下、更に好ましくは0.30mm以上2.0mm以下である。
The thickness of the
第2流路122を構成する小径配管112の内径φinは、好ましくは0.010mm以上、より好ましくは0.10mm以上、更に好ましくは0.15mm以上であり、また、好ましくは5.0mm以下、より好ましくは1.0mm以下、更に好ましくは0.80mm以下である。小径配管112の内径φinは、好ましくは0.010mm以上5.0mm以下、より好ましくは0.10mm以上1.0mm以下、更に好ましくは0.15mm以上0.80mm以下である。
Inner diameter phi in the
なお、大径配管111の内郭並びに小径配管112の外郭及び内郭は、円形であることが好ましいが、非円形であってもよく、その場合の大径配管111の内径Φinや小径配管112の外径φout及び内径φinは、水力相当直径(=4×(断面積)/(縁長さ))を意味する。
The inner shell of the large-
マイクロリアクター10の第1水溶液流入部131には、第1水溶液を貯留するための第1貯槽211から延びた第1水溶液供給管221が接続されている。同様に、第2水溶液流入部132には、第2水溶液を貯留するための第2貯槽212から延びた第2水溶液供給管222が接続されている。第1及び第2水溶液供給管221,222のそれぞれには、水溶液の流通及び遮断を切り替えるためのコック231,232、水溶液を送液するためのポンプ241,242、及び水溶液の流量を検知するための流量計251,252が上流側から順に介設されており、また、流量計251,252の下流側に水溶液の圧力を検知するための圧力計261,262が取り付けられている。ポンプ241,242と流量計251,252とは電気的に接続されており、水溶液の流量のフィードバック制御を行うように構成されている。マイクロリアクター10の排出部14からはファイバ回収管27が延びてファイバ回収槽28に接続されている。
A first aqueous
(ハイドロゲルファイバの製造方法)
実施形態に係るハイドロゲルファイバの製造方法では、まず、金属イオンを含む第1水溶液とその金属イオンとのイオン交換によりイオン架橋型ハイドロゲルを形成するゲル形成物質を含む第2水溶液とを調製し、それぞれハイドロゲルファイバ製造システムSの第1及び第2貯槽211,212に仕込む。次いで、第1及び第2水溶液供給管221,222に介設されたコック231,232を開くと共にポンプ241,242を稼働させ、第1及び第2水溶液供給管221,222にそれぞれ第1及び第2水溶液を流通させてマイクロリアクター10に供給する。このことにより、マイクロリアクター10において、大径配管111内における小径配管112の外側の第1流路121に第1水溶液を流通させると共に、小径配管112内の第2流路122に第2水溶液を流通させ、合流部123で、第1水溶液中に第2水溶液を供給して合流させる。つまり、第1水溶液中への第2水溶液の供給を、大径配管111内に設けられた別の小径配管112から行う。この場合、第2水溶液の外周が第1水溶液で覆われるように第2水溶液が第1水溶液の中間部に供給される。そして、第1水溶液と第2水溶液との間でのイオン交換によりイオン架橋型ハイドロゲルを形成させることによりハイドロゲルファイバを製造し、それをファイバ回収管27を介してファイバ回収槽28に回収する。
(Manufacturing method of hydrogel fiber)
In the method for producing a hydrogel fiber according to the embodiment, first, a first aqueous solution containing metal ions and a second aqueous solution containing a gel-forming substance that forms an ion-crosslinked hydrogel by ion exchange with the metal ions are prepared. , Are charged into the first and
実施形態に係るハイドロゲルファイバの製造方法では、このとき、第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2を0.50質量%以上5.0質量%以下の範囲で設定すると共に、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)を0.25以上10以下の範囲で設定し、且つ第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)を0.10以上40以下の範囲で設定する。 In the method for producing a hydrogel fiber according to the embodiment, at this time, the concentration c 2 of the gel-forming substance in the second aqueous solution is set in the range of 0.50% by mass or more and 5.0% by mass or less, and the first aqueous solution is used. The flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) to the second aqueous solution is set in the range of 0.25 or more and 10 or less, and the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 0.10 or more and 40. Set in the following range.
本発明者らは、第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2を0.50質量%以上5.0質量%以下の範囲で設定すると共に、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)を0.25以上10以下の範囲で設定したとき、得られるハイドロゲルファイバのファイバ径が、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)が0.10以上40以下の範囲において、その流量比(Q1/Q2)に対する相関性を有することを見出した。これは、第2水溶液のゲル化が、第1及び第2水溶液の流速が等しくなった定常状態後に生じるということが関連しているのではないかと推測される。このことから実施形態に係るハイドロゲルファイバの製造方法によれば、その流量比(Q1/Q2)の設定によって得られるハイドロゲルファイバのファイバ径を制御することができ、従って、ファイバ径との相関性を有するその流量比(Q1/Q2)を0.1以上40以下の範囲で目標のファイバ径に対応する値に設定すれば、所望のファイバ径のハイドロゲルファイバを製造することができる。すなわち、実施形態に係るハイドロゲルファイバの製造方法によれば、特定範囲の流速比において流量比によりファイバ径を制御することが可能となる。 The present inventors set the concentration c 2 of the gel-forming substance in the second aqueous solution in the range of 0.50% by mass or more and 5.0% by mass or less, and the flow velocity ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution (u 1). When / u 2 ) is set in the range of 0.25 or more and 10 or less, the fiber diameter of the obtained hydrogel fiber has a flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution of 0.10 or more. It was found that there is a correlation with the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) in the range of 40 or less. It is speculated that this may be related to the fact that the gelation of the second aqueous solution occurs after the steady state in which the flow rates of the first and second aqueous solutions are equalized. From this, according to the method for manufacturing a hydrogel fiber according to the embodiment, the fiber diameter of the hydrogel fiber obtained by setting the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) can be controlled, and therefore, the fiber diameter and If the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) having the correlation with the above is set to a value corresponding to the target fiber diameter in the range of 0.1 or more and 40 or less, a hydrogel fiber having a desired fiber diameter can be manufactured. Can be done. That is, according to the method for manufacturing a hydrogel fiber according to the embodiment, it is possible to control the fiber diameter by the flow rate ratio in the flow velocity ratio in a specific range.
ここで、第1水溶液に含まれる金属イオンとしては、例えば、1価金属イオンでは、カリウムイオン等が挙げられ、また、多価金属イオンでは、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、鉄イオン(II)、銅イオン(II)、亜鉛イオン、マンガンイオン等の2価金属イオン;アルミニウムイオン、鉄イオン(III)等の3価金属イオンが挙げられる。第1水溶液は、ハイドロゲル形成メカニズムの観点から、これらのうちの1種又は2種以上の金属イオンを含むことが好ましい。反応性の観点から、1価金属イオンとしてはカリウムイオンが好ましく、反応性の観点から、多価金属イオンとしてはカルシウムイオン、マグネシウムイオンが好ましい。 Here, examples of the metal ion contained in the first aqueous solution include potassium ion as a monovalent metal ion, and calcium ion, magnesium ion, iron ion (II), and copper as a polyvalent metal ion. Divalent metal ions such as ion (II), zinc ion and manganese ion; trivalent metal ion such as aluminum ion and iron ion (III) can be mentioned. From the viewpoint of the hydrogel formation mechanism, the first aqueous solution preferably contains one or more of these metal ions. From the viewpoint of reactivity, potassium ion is preferable as the monovalent metal ion, and from the viewpoint of reactivity, calcium ion and magnesium ion are preferable as the polyvalent metal ion.
第1水溶液は、反応速度を向上させるの観点から、金属イオンを含有する金属塩を含む水溶液であることが好ましい。金属イオンを含有する金属塩としては、塩化物塩、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、リン酸塩等の無機酸塩;乳酸塩、クエン酸塩、酢酸塩等の有機酸塩の1価金属塩や多価金属塩が挙げられる。第1水溶液は、ハイドロゲル形成メカニズムの観点から、これらのうちの1種又は2種以上の金属塩を含むことが好ましい。反応性の観点から、無機酸塩としては塩化物塩が好ましい。 The first aqueous solution is preferably an aqueous solution containing a metal salt containing metal ions from the viewpoint of improving the reaction rate. Metal salts containing metal ions include inorganic acid salts such as chloride salts, sulfates, nitrates, carbonates and phosphates; monovalent metal salts of organic acid salts such as lactates, citrates and acetates. And polyvalent metal salts. From the viewpoint of the hydrogel formation mechanism, the first aqueous solution preferably contains one or more of these metal salts. From the viewpoint of reactivity, a chloride salt is preferable as the inorganic acid salt.
第1水溶液における金属塩の濃度c1は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.30質量%以上、より好ましくは0.50質量%以上、更に好ましくは1.0質量%以上であり、また、同様の観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。この金属塩の濃度c1は、好ましくは0.30質量%以上30質量%以下、より好ましくは0.50質量%以上20質量%以下、更に好ましくは1.0質量%以上10質量%以下である。 The concentration c 1 of the metal salt in the first aqueous solution is preferably 0.30% by mass or more, more preferably 0.50% by mass or more, still more preferably 1.0% by mass or more, from the viewpoint of accurately controlling the fiber diameter. From the same viewpoint, it is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and further preferably 10% by mass or less. The concentration c 1 of this metal salt is preferably 0.30% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 0.50% by mass or more and 20% by mass or less, and further preferably 1.0% by mass or more and 10% by mass or less. is there.
第1水溶液は、ファイバ径を制御するという作用効果を損なわない範囲で、界面活性剤、有機溶剤、防腐剤等を含んでいてもよい。 The first aqueous solution may contain a surfactant, an organic solvent, a preservative and the like as long as the action and effect of controlling the fiber diameter are not impaired.
第1水溶液の粘度η1は、必要に応じて、適宜、粘度調整剤等を添加して調製してもよい。第1水溶液の粘度η1は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.10mPa・s以上、より好ましくは0.50mPa・s以上、更に好ましくは1.0mPa・s以上であり、また、同様の観点から、好ましくは10000mPa・s以下、より好ましくは5000mPa・s以下、更に好ましくは3000mPa・s以下である。この第1水溶液の粘度η1は、好ましくは0.10mPa・s以上10000mPa・s以下、より好ましくは0.50mPa・s以上5000mPa・s以下、更に好ましくは1.0mPa・s以上3000mPa・s以下である。ここで、第1水溶液の粘度η1及び後述の第2水溶液の粘度η2は、B型粘度計等の粘度測定機器により測定される。 The viscosity η 1 of the first aqueous solution may be prepared by appropriately adding a viscosity modifier or the like, if necessary. The viscosity η 1 of the first aqueous solution is preferably 0.10 mPa · s or more, more preferably 0.50 mPa · s or more, still more preferably 1.0 mPa · s or more, from the viewpoint of accurately controlling the fiber diameter. From the same viewpoint, it is preferably 10000 mPa · s or less, more preferably 5000 mPa · s or less, and further preferably 3000 mPa · s or less. The viscosity η 1 of the first aqueous solution is preferably 0.10 mPa · s or more and 10000 mPa · s or less, more preferably 0.50 mPa · s or more and 5000 mPa · s or less, and further preferably 1.0 mPa · s or more and 3000 mPa · s or less. Is. Here, the viscosity eta 2 of the second aqueous solution viscosity eta 1 and below the first aqueous solution is measured by the viscosity measuring instrument such as a B-type viscometer.
第1水溶液は、第1流路121を層流条件で流通させることが好ましい。そのレイノルズ数Re1は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.10以上、より好ましくは0.30以上、更に好ましくは0.50以上であり、また、同様の観点から、好ましくは1500以下、より好ましくは1200以下、更に好ましくは1000以下である。この第1水溶液のレイノルズ数Re1は、好ましくは0.10以上1500以下、より好ましくは0.30以上1200以下、更に好ましくは0.50以上1000以下である。
The first aqueous solution is preferably circulated through the
第1流路121に流通させる第1水溶液の流速u1は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.050m/秒以上、より好ましくは0.10m/秒以上、更に好ましくは0.15m/秒以上であり、また、同様の観点から、好ましくは10m/秒以下、より好ましくは5.0m/秒以下、更に好ましくは3.0m/秒以下である。この第1水溶液の流速u1は、好ましくは0.050m/秒以上10m/秒以下、より好ましくは0.10m/秒以上5.0m/秒以下、更に好ましくは0.15m/秒以上3.0m/秒以下である。
The flow velocity u 1 of the first aqueous solution to be passed through the
第1流路121に通液させる第1水溶液の流量Q1は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは5.0ml/分以上、より好ましくは10ml/分以上、更に好ましくは20ml/分以上であり、また、同様の観点から、好ましくは2000ml/分以下、より好ましくは1000ml/分以下、更に好ましくは500ml/分以下である。この第1水溶液の流量Q1は、好ましくは5.0ml/分以上2000ml/分以下、より好ましくは10ml/分以上1000ml/分以下、更に好ましくは20ml/分以上500ml/分以下である。
Flow rate to Q 1 first aqueous solution to be passed through the
第2水溶液に含まれるゲル形成物質としては、例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウムなどのアルギン酸塩;κ−カラギーナン、ι−カラギーナン、LMペクチン等が挙げられる。第2水溶液は、ハイドロゲル形成メカニズムの観点から、これらのうちの1種又は2種以上のゲル形成物質を含むことが好ましい。第2水溶液に含まれるゲル形成物質としては、反応性、および得られるハイドロゲルファイバの強度の観点から、アルギン酸ナトリウム、κ―カラギーナンが好ましい。なお、アルギン酸塩はカルシウムイオン等により、κ−カラギーナンはカリウムイオンにより、ι−カラギーナンはカルシウムイオン、LMペクチンはカルシウムイオン等により、それぞれイオン架橋型ハイドロゲルを形成する。 Examples of the gel-forming substance contained in the second aqueous solution include alginates such as sodium alginate, potassium alginate, and ammonium alginate; κ-carrageenan, ι-carrageenan, and LM pectin. From the viewpoint of the hydrogel forming mechanism, the second aqueous solution preferably contains one or more of these gel-forming substances. As the gel-forming substance contained in the second aqueous solution, sodium alginate and κ-carrageenan are preferable from the viewpoint of reactivity and the strength of the obtained hydrogel fiber. Alginate is formed by calcium ions and the like, κ-carrageenan is formed by potassium ions, ι-carrageenan is formed by calcium ions, and LM pectin is formed by calcium ions and the like.
第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2は0.5質量%以上5.0質量%以下であるが、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは2.0質量%以上、更に好ましくは3.0質量%以上である。特に、第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2が3.0質量%以上5.0質量%以下のとき、ハイドロゲルファイバのファイバ径は、配管内に流通する第1水溶液と第2水溶液との流量比(Q1/Q2)を基に算出した下記関係式により、高精度で近似することができることが見出されている。従って、この関係式に基づいてハイドロゲルファイバのファイバ径を制御することができる。 The concentration c 2 of the gel-forming substance in the second aqueous solution is 0.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, but from the viewpoint of accurately controlling the fiber diameter, it is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more. It is 2.0% by mass or more, more preferably 3.0% by mass or more. In particular, when the concentration c 2 of the gel-forming substance in the second aqueous solution is 3.0% by mass or more and 5.0% by mass or less, the fiber diameter of the hydrogel fiber is the first aqueous solution and the second aqueous solution flowing in the pipe. It has been found that it can be approximated with high accuracy by the following relational expression calculated based on the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of. Therefore, the fiber diameter of the hydrogel fiber can be controlled based on this relational expression.
一方、第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2は、ファイバ径の小さいハイドロゲルファイバを製造する観点から、好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下である。 On the other hand, the concentration c 2 of the gel-forming substance in the second aqueous solution is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, from the viewpoint of producing a hydrogel fiber having a small fiber diameter.
第2水溶液は、ファイバ径を制御するという作用効果を損なわない範囲で、水性及び/又は油性の機能性物質、界面活性剤、有機溶剤、反応性物質等を含んでいてもよい。 The second aqueous solution may contain an aqueous and / or oily functional substance, a surfactant, an organic solvent, a reactive substance and the like as long as the action and effect of controlling the fiber diameter are not impaired.
第2水溶液の粘度η2は、ゲル形成物質の濃度c2、分子量、および操作温度によって調整できる。第2水溶液の粘度η2は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは10mPa・s以上、より好ましくは50mPa・s以上、更に好ましくは100mPa・s以上であり、また、同様の観点から、好ましくは100000mPa・s以下、より好ましくは50000mPa・s以下、更に好ましくは30000mPa・s以下である。この第2水溶液の粘度η2は、好ましくは10mPa・s以上100000mPa・s以下、より好ましくは50mPa・s以上50000mPa・s以下、更に好ましくは100mPa・s以上30000mPa・s以下である。 Viscosity eta 2 of the second aqueous solution may be adjusted concentration c 2 in the gel-forming material, molecular weight, and by the operating temperature. The viscosity η 2 of the second aqueous solution is preferably 10 mPa · s or more, more preferably 50 mPa · s or more, still more preferably 100 mPa · s or more, from the viewpoint of accurately controlling the fiber diameter, and from the same viewpoint. It is preferably 100,000 mPa · s or less, more preferably 50,000 mPa · s or less, and further preferably 30,000 mPa · s or less. The viscosity η 2 of this second aqueous solution is preferably 10 mPa · s or more and 100,000 mPa · s or less, more preferably 50 mPa · s or more and 50,000 mPa · s or less, and further preferably 100 mPa · s or more and 30,000 mPa · s or less.
第2水溶液は、第2流路122を層流条件で流通させることが好ましい。そのレイノルズ数Re2は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.0010以上、より好ましくは0.010以上、更に好ましくは0.10以上であり、また、同様の観点から、好ましくは1000以下、より好ましくは500以下、更に好ましくは300以下である。この第2水溶液のレイノルズ数Re2は、好ましくは0.0010以上1000以下、より好ましくは0.010以上500以下、更に好ましくは0.10以上300以下である。
The second aqueous solution is preferably circulated through the
第2流路122に流通させる第2水溶液の流速u2は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.050m/秒以上、より好ましくは0.10m/秒以上、更に好ましくは0.15m/秒以上であり、また、同様の観点から、好ましくは10m/秒以下、より好ましくは5.0m/秒以下、更に好ましくは3.0m/秒以下である。この第2水溶液の流速u2は、好ましくは0.050m/秒以上10m/秒以下、より好ましくは0.10m/秒以上5.0m/秒以下、更に好ましくは0.15m/秒以上3.0m/秒以下である。
The flow velocity u 2 of the second aqueous solution flowing through the
第2流路122に流通させる第2水溶液の流量Q2は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.10ml/分以上、より好ましくは0.50ml/分以上、更に好ましくは1.0ml/分以上であり、また、同様の観点から、好ましくは500ml/分以下、より好ましくは300ml/分以下、更に好ましくは100ml/分以下である。この第2水溶液の流量Q2は、好ましくは0.10ml/分以上500ml/分以下、より好ましくは0.50ml/分以上300ml/分以下、更に好ましくは1.0ml/分以上100ml/分以下である。
Flow rate Q 2 of the second aqueous solution to be circulated to the
第1及び第2水溶液の関係について、第1水溶液の流速u1は、第2水溶液の流速u2と同一であってもよく、また、第2水溶液の流速u2よりも速くてもよく、或いは、第2水溶液の流速u2よりも遅くてもよい。第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は0.25以上10以下である。精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.30以上、より好ましくは0.50以上、更に好ましくは1.0以上であり、また、同様の観点から、好ましくは8.0以下、より好ましくは6.0以下、更に好ましくは5.0以下である。この流速比(u1/u2)は、好ましくは0.30以上8.0以下、より好ましくは0.50以上6.0以下、更に好ましくは1.0以上5.0以下である。 Regarding the relationship between the first and second aqueous solutions, the flow velocity u 1 of the first aqueous solution may be the same as the flow velocity u 2 of the second aqueous solution, or may be faster than the flow velocity u 2 of the second aqueous solution. Alternatively, it may be slower than the flow velocity u 2 of the second aqueous solution. The flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 0.25 or more and 10 or less. From the viewpoint of controlling the fiber diameter with high accuracy, it is preferably 0.30 or more, more preferably 0.50 or more, still more preferably 1.0 or more, and from the same viewpoint, preferably 8.0 or less, more. It is preferably 6.0 or less, more preferably 5.0 or less. This flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) is preferably 0.30 or more and 8.0 or less, more preferably 0.50 or more and 6.0 or less, and further preferably 1.0 or more and 5.0 or less.
第1水溶液の流量Q1は、第2水溶液の流量Q2と同一であってもよく、また、第2水溶液の流量Q2よりも多くてもよく、或いは、第2水溶液の流量Q2よりも少なくてもよい。第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は0.10以上40以下であるが、目的とするファイバ径に適した流量比(Q1/Q2)を適宜設定すればよい。精度よくファイバ径を制御すると共に、ファイバ径の小さいハイドロゲルファイバを製造する観点から、好ましくは0.50以上、より好ましくは1.0以上、更に好ましくは3.0以上であり、また、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは35以下、より好ましくは30以下、更に好ましくは25以下である。この流量比(Q1/Q2)は、好ましくは0.50以上35以下、より好ましくは1.0以上30以下、更に好ましくは3.0以上25以下である。 The flow rate Q 1 of the first aqueous solution may be the same as the flow rate Q 2 of the second aqueous solution, may be larger than the flow rate Q 2 of the second aqueous solution, or may be higher than the flow rate Q 2 of the second aqueous solution. May be less. The flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 0.10 or more and 40 or less, but if the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) suitable for the target fiber diameter is appropriately set, Good. From the viewpoint of accurately controlling the fiber diameter and producing a hydrogel fiber having a small fiber diameter, it is preferably 0.50 or more, more preferably 1.0 or more, still more preferably 3.0 or more, and accurate. From the viewpoint of controlling the fiber diameter well, it is preferably 35 or less, more preferably 30 or less, still more preferably 25 or less. This flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) is preferably 0.50 or more and 35 or less, more preferably 1.0 or more and 30 or less, and further preferably 3.0 or more and 25 or less.
また、第1水溶液のレイノルズ数Re1は、第2水溶液のレイノルズ数Re2よりも大きいことが好ましい。第1水溶液のレイノルズ数Re1の第2水溶液のレイノルズ数Re2に対する比(Re1/Re2)は、好ましくは1.0以上、より好ましくは5.0以上、更に好ましくは10以上であり、また、同様の観点から、好ましくは100000以下、より好ましくは70000以下、更に好ましくは50000以下である。このレイノルズ数の比(Re1/Re2)は、好ましくは1.0以上100000以下、より好ましくは5.0以上70000以下、更に好ましくは10以上50000以下である。 Further, the Reynolds number Re 1 of the first aqueous solution is preferably larger than the Reynolds number Re 2 of the second aqueous solution. The ratio of the Reynolds number Re 1 of the first aqueous solution to the Reynolds number Re 2 of the second aqueous solution (Re 1 / Re 2 ) is preferably 1.0 or more, more preferably 5.0 or more, still more preferably 10 or more. From the same viewpoint, it is preferably 100,000 or less, more preferably 70,000 or less, and further preferably 50,000 or less. The ratio of Reynolds numbers (Re 1 / Re 2 ) is preferably 1.0 or more and 100,000 or less, more preferably 5.0 or more and 70,000 or less, and further preferably 10 or more and 50,000 or less.
第1水溶液における金属塩の濃度c1は、第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2と同一であってもよく、また、第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2よりも低くてもよく、或いは、第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2よりも高くてもよい。第1水溶液における金属塩の濃度c1の第2水溶液におけるゲル形成物質の濃度c2に対する比(c1/c2)は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは0.050以上、より好ましくは0.10以上、更に好ましくは0.30以上であり、また、同様の観点から、好ましくは60以下、より好ましくは40以下、更に好ましくは20以下である。この濃度比(c1/c2)は、好ましくは0.050以上60以下、より好ましくは0.10以上40以下、更に好ましくは0.30以上20以下である。 The concentration c 1 of the metal salt in the first aqueous solution may be the same as the concentration c 2 of the gel-forming substance in the second aqueous solution, or may be lower than the concentration c 2 of the gel-forming substance in the second aqueous solution. Alternatively, it may be higher than the concentration c 2 of the gel-forming substance in the second aqueous solution. The ratio to the concentration c 2 in the gel-forming material in a second aqueous solution having a concentration c 1 of the metal salt in the first aqueous solution (c 1 / c 2), from the viewpoint of controlling precisely the fiber diameter, preferably 0.050 or more, It is more preferably 0.10 or more, still more preferably 0.30 or more, and from the same viewpoint, it is preferably 60 or less, more preferably 40 or less, still more preferably 20 or less. This concentration ratio (c 1 / c 2 ) is preferably 0.050 or more and 60 or less, more preferably 0.10 or more and 40 or less, and further preferably 0.30 or more and 20 or less.
第1水溶液の粘度η1は、第2水溶液の粘度η2よりも低いことが好ましい。第2水溶液の粘度η2の第1水溶液の粘度η1に対する比(η2/η1)は、精度よくファイバ径を制御する観点から、好ましくは1.0以上、より好ましくは5.0以上、更に好ましくは10以上であり、また、同様の観点から、好ましくは100000以下、より好ましくは50000以下、更に好ましくは30000以下である。この粘度比(η2/η1)は、好ましくは1.0以上100000以下、より好ましくは5.0以上50000以下、更に好ましくは10以上30000以下である。 The viscosity η 1 of the first aqueous solution is preferably lower than the viscosity η 2 of the second aqueous solution. The ratio viscosity eta 1 of the first aqueous solution viscosity eta 2 of the second aqueous solution (η 2 / η 1), from the viewpoint of controlling precisely the fiber diameter, preferably 1.0 or more, more preferably 5.0 or more It is more preferably 10 or more, and from the same viewpoint, it is preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less, still more preferably 30,000 or less. This viscosity ratio (η 2 / η 1 ) is preferably 1.0 or more and 100,000 or less, more preferably 5.0 or more and 50,000 or less, and further preferably 10 or more and 30,000 or less.
第1水溶液の温度は、第2水溶液の温度と同一であることが好ましいが、異なっていてもよい。 The temperature of the first aqueous solution is preferably the same as the temperature of the second aqueous solution, but may be different.
マイクロリアクター10において形成されるハイドロゲルファイバは、ファイバ回収管27を介してファイバ回収槽28に回収される。そのハイドロゲルファイバのファイバ径は、好ましくは10μm以上、より好ましくは50μm以上、更に好ましくは70μm以上であり、また、好ましくは1000μm以下、より好ましくは800μm以下、更に好ましくは700μm以下である。ハイドロゲルファイバのファイバ径は、好ましくは10μm以上1000μm以下、より好ましくは50μm以上800μm以下、更に好ましくは70μm以上700μm以下である。ハイドロゲルファイバのファイバ径は、光学顕微鏡観察画像から測定することができる。また、本出願における「ファイバ径」は、水溶液中での湿潤状態でのファイバ径である。
The hydrogel fiber formed in the
ハイドロゲルファイバのファイバ径は、小径配管112の内径φinよりも小さいことが好ましい。ハイドロゲルファイバのファイバ径は、小径配管112の内径φinに対して、好ましくは0.10倍以上、より好ましくは0.15倍以上、更に好ましくは0.20倍以上であり、また、好ましくは0.95倍以下、より好ましくは0.90倍以下、更に好ましくは0.85倍以下である。ハイドロゲルファイバのファイバ径は、小径配管112の内径φinに対して、好ましくは0.10倍以上0.95倍以下、より好ましくは0.15倍以上0.90倍以下、更に好ましくは0.20倍以上0.85倍以下である。
Fiber diameter of the hydrogel fiber is preferably smaller than the inner diameter phi in the
回収されたハイドロゲルファイバは、例えば、化粧料、医薬品、医薬部外品、食品等の配合材料として用いられる。 The recovered hydrogel fiber is used as a compounding material for, for example, cosmetics, pharmaceuticals, quasi-drugs, foods and the like.
(その他の実施形態)
上記実施形態では、大径配管111内に小径配管112が設けられた二重管型のマイクロリアクター10を用いた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図3A及びBに示すように、第1配管15と、その第1配管に側方から導入されると共に、その中央部で屈曲して第1配管に沿って延びて開口するように設けられた第2配管16とを備えたマイクロリアクター10を用い、第2水溶液の外周が第1水溶液で覆われるように第2水溶液が第1水溶液の中間部に供給される構成であってもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, a double-
上記実施形態では、大径配管111内に小径配管112が設けられると共に、大径配管111の中間部に小径配管112の先端が位置付けられたマイクロリアクター10を用い、そのため第2水溶液の外周が第1水溶液で覆われるように第2水溶液が第1水溶液の中間部に供給される構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図4に示すように、第1配管15とそこから分岐した第2配管16とを備えたマイクロリアクター10を用い、第1及び第2配管15,16内にそれぞれ第1及び第2水溶液を流通させて第1水溶液中に第2配管16の開口から第2水溶液を供給し、第2水溶液が第1水溶液と第1配管15における第2配管16の開口側の内壁との間に挟まれると共に第1配管15の内壁に沿って流通する構成であってもよい。
In the above embodiment, the
また、図5A及びBに示すように、第1配管15と、その第1配管に側方から導入されると共に、その導入された側の内壁に沿って延びて開口するように設けられた第2配管16とを備えたマイクロリアクター10を用い、第1及び第2配管15,16内にそれぞれ第1及び第2水溶液を流通させて第1水溶液中に第2配管16の開口から第2水溶液を供給し、第2水溶液が第1水溶液と第1配管15における第2配管16の配設側の内壁との間に挟まれると共に第1配管15の内壁に沿って流通する構成であってもよい。
Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
更に、図6A及びBに示すように、第1配管15と、その第1配管に側方から導入されると共に、その導入された側と対向する内壁の近傍まで延びて開口するように設けられた第2配管16とを備えたマイクロリアクター10を用い、第1及び第2配管15,16内にそれぞれ第1及び第2水溶液を流通させて第1水溶液中に第2配管16の開口から第2水溶液を供給し、第2水溶液が第1水溶液と第1配管15における第2配管16の導入側とは反対側の内壁との間に挟まれると共に第1配管15の内壁に沿って流通する構成であってもよい。
Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, the
上記実施形態では、大径配管111内に1本の小径配管112が設けられたマイクロリアクター10を示したが、特にこれに限定されるものではなく、図7に示すように、大径配管111内に複数本の小径配管112が設けられたマイクロリアクター10であってもよい。この場合、第2水溶液の流量は、複数本の小径配管112を流動する第2水溶液の総量である。
In the above embodiment, the
(ハイドロゲルファイバの作製)
塩化カルシウム水溶液を第1水溶液及びアルギン酸ナトリウム水溶液を第2水溶液として以下の実施例1〜11並びに比較例1及び2の通りハイドロゲルファイバを作製した。また、塩化カリウム水溶液を第1水溶液及びκ−カラギーナン水溶液を第2水溶液として以下の実施例12及び13の通りハイドロゲルファイバを作製した。それぞれの内容については表1及び2にも示す。
(Manufacturing of hydrogel fiber)
Hydrogel fibers were prepared as in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 and 2 below, using an aqueous solution of calcium chloride as a first aqueous solution and an aqueous solution of sodium alginate as a second aqueous solution. Further, hydrogel fibers were prepared as shown in Examples 12 and 13 below, using the potassium chloride aqueous solution as the first aqueous solution and the κ-carrageenan aqueous solution as the second aqueous solution. The contents of each are also shown in Tables 1 and 2.
<実施例1>
1Lのガラス製ビーカーにイオン交換水を693g仕込み、そこに塩化カルシウム(和光純薬工業株式会社製)を7g投入して室温で溶解させて濃度c1が1.0質量%の塩化カルシウム水溶液を第1水溶液(粘度η1:1.0mPa・s、比重:1.013)として調製した。また、別の1Lのガラス製ビーカーにイオン交換水を693g仕込み、そこにアルギン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を7g投入して70℃に加熱して溶解させた濃度c2が1.0質量%のアルギン酸ナトリウム水溶液を第2水溶液(粘度η2:290mPa・s、比重:1.004)として調製した。
<Example 1>
693 g of ion-exchanged water is charged in a 1 L glass beaker, 7 g of calcium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is added thereto and dissolved at room temperature to prepare a calcium chloride aqueous solution having a concentration c 1 of 1.0% by mass. It was prepared as a first aqueous solution (viscosity η 1 : 1.0 mPa · s, specific gravity: 1.013). In addition, 693 g of ion-exchanged water was charged into another 1 L glass beaker, and 7 g of sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto and heated to 70 ° C. to dissolve the concentration c 2 . A 0% by mass sodium alginate aqueous solution was prepared as a second aqueous solution (viscosity η 2 : 290 mPa · s, specific gravity: 1.004).
図1に示すのと同様の構成のハイドロゲルファイバ製造システムSを用い、第1貯槽211に第1水溶液及び第2貯槽212に第2水溶液をそれぞれ仕込んだ。そして、各々、25℃に温度調整した第1及び第2水溶液をそれぞれ第1及び第2流路121,122に流動させて合流部123で合流させると、第1及び第2水溶液が接触する位置で直ちに第2水溶液がゲル化してハイドロゲルファイバが形成され、それをイオン交換水を入れた3Lビーカーで構成されたファイバ回収槽28に回収した。なお、マイクロリアクター10の大径配管111の外径Φoutは3.2mm及び内径Φinは2.5mmであった。小径配管112の外径φoutは1.6mm及びφinは0.75mmであった。また、ポンプ241,242にはギヤポンプ(型式:DGS.11EEV2NN15000 Tuthill社製)を用いた。
Using the hydrogel fiber manufacturing system S having the same configuration as shown in FIG. 1, the first aqueous solution was charged into the
実施例1では、第1水溶液を、流量Q1を49ml/分とした層流(レイノルズ数Re1:260)で流通させると共に、第2水溶液を、流量Q2を26ml/分とした層流(レイノルズ数Re2:2.5)で流通させた。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は1.9である。第1水溶液の流速u1は280mm/秒及び第2水溶液の流速u2は980mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は0.29である。 In Example 1, the first aqueous solution, the flow rate Q 1 of 49 ml / min with laminar flow (Reynolds number Re 1: 260) with circulating in the second aqueous solution, laminar flow in which the flow rate Q 2 and 26 ml / min It was distributed at (Reynolds number Re 2 : 2.5). Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 1.9. Since the flow velocity u 1 of the first aqueous solution was 280 mm / sec and the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 980 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 0.29. is there.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は520μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 520 μm.
<実施例2>
実施例2では、第2水溶液の流量Q2を5.0ml/分(レイノルズ数Re2:0.49)とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は9.8である。また、第2水溶液の流速u2は190mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は1.5である。
<Example 2>
In Example 2, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 5.0 ml / min (Reynolds number Re 2: 0.49) except for using, was subjected to the same procedure as in Example 1. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 9.8. Further, since the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 190 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 1.5.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は250μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 250 μm.
<実施例3>
実施例3では、第1水溶液の流量Q1を150ml/分(レイノルズ数Re1:780)とし、また、第2水溶液の流量Q2を5.0ml/分(レイノルズ数Re2:0.49)とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は30である。また、第1水溶液の流速u1は860mm/秒及び第2水溶液の流速u2は190mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は4.5である。
<Example 3>
In Example 3, the flow rate to Q 1 first aqueous solution 150ml / min (Reynolds number Re 1: 780) and then, also, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 5.0 ml / min (Reynolds number Re 2: 0.49 ), The same operation as in Example 1 was performed. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 30. Further, since the flow velocity u 1 of the first aqueous solution was 860 mm / sec and the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 190 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 4. It is 5.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は150μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 150 μm.
<実施例4>
実施例4では、第1水溶液の流量Q1を200ml/分(レイノルズ数Re1:1100)とし、また、第2水溶液の流量Q2を5.0ml/分(レイノルズ数Re2:0.49)とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は40である。また、第1水溶液の流速u1は1200mm/秒、第2水溶液の流速u2は190mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は6.3である。
<Example 4>
In Example 4, the flow rate to Q 1 first aqueous solution 200ml / min (Reynolds number Re 1: 1100) and then, also, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 5.0 ml / min (Reynolds number Re 2: 0.49 ), The same operation as in Example 1 was performed. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 40. Further, since the flow velocity u 1 of the first aqueous solution was 1200 mm / sec and the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 190 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 6. It is 3.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は80μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 80 μm.
<実施例5>
実施例5でハイドロゲルファイバの作製に使用したマイクロリアクター10は、大径配管111の外径Φoutは3.2mm及び内径Φinは2.5mmであった。小径配管112の外径φoutは1.6mm及び内径φinは0.50mmであった。
<Example 5>
In the
そして、第2水溶液の流量Q2を12ml/分(レイノルズ数Re2:1.7)とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は4.1である。また、第2水溶液の流速u2は1000mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は0.28である。 Then, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 12 ml / min (Reynolds number Re 2: 1.7) except for using, was subjected to the same procedure as in Example 1. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 4.1. Further, since the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 1000 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 0.28.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は300μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 300 μm.
<実施例6>
実施例6では、第1水溶液の流量Q1を99ml/分(レイノルズ数Re1:520)とした以外は、実施例5と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は8.3である。また、第1水溶液の流速u1は570mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は0.57である。
<Example 6>
In Example 6, the flow rate to Q 1 first aqueous solution 99 ml / min (Reynolds number Re 1: 520) except for using, was subjected to the same procedure as in Example 5. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 8.3. Further, since the flow velocity u 1 of the first aqueous solution was 570 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 0.57.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は200μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 200 μm.
<実施例7>
実施例7でハイドロゲルファイバの作製に使用したマイクロリアクター10は、大径配管111の外径Φoutは3.2mm及び内径Φinは2.5mmであった。小径配管112の外径φoutは1.6mm及び内径φinは0.25mmであった。また、第2水溶液の流量Q2を2.9ml/分(レイノルズ数Re2:0.84)とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は17である。また、第2水溶液の流速u2は980mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は0.29である。
<Example 7>
In the
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は150μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 150 μm.
<実施例8>
実施例8では、第1水溶液の流量Q1を99ml/分(レイノルズ数Re1:520)とした以外は、実施例7と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は34である。また、第1水溶液の流速u1は570mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は0.58である。
<Example 8>
In Example 8, the flow rate to Q 1 first aqueous solution 99 ml / min (Reynolds number Re 1: 520) except for using, was subjected to the same procedure as in Example 7. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 34. Further, since the flow velocity u 1 of the first aqueous solution was 570 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 0.58.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は80μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 80 μm.
<実施例9>
実施例9では、1Lのガラス製ビーカーにイオン交換水を686g仕込み、そこにアルギン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を14g投入して溶解させて25℃に温度調整した濃度c2が2.0質量%のアルギン酸ナトリウム水溶液(粘度η2:2600mPa・s、比重:1.008)を第2水溶液として使用した。また、第2水溶液の流量Q2を5.0ml/分(レイノルズ数Re2:0.059)とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は9.8である。また、第2水溶液の流速u2は190mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は1.5である。
<Example 9>
Embodiment Example 9, 686 g were charged into a glass beaker of deionized water 1L, there concentration c 2 in which sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was adjusted to a temperature of 25 ° C. and dissolved by 14g introduced 2 A 0.0 mass% sodium alginate aqueous solution (viscosity η 2 : 2600 mPa · s, specific gravity: 1.008) was used as the second aqueous solution. Further, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 5.0 ml / min (Reynolds number Re 2: 0.059) and with other than the can was subjected to the same procedure as in Example 1. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 9.8. Further, since the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 190 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 1.5.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は450μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 450 μm.
<実施例10>
実施例10では、1Lのガラス製ビーカーにイオン交換水を679g仕込み、そこにアルギン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を21g投入して溶解させて25℃に温度調整した濃度c2が3.0質量%のアルギン酸ナトリウム水溶液(粘度η2:11000mPa・s、比重:1.016)を第2水溶液として使用した。また、第2水溶液の流量Q2を4.9ml/分(レイノルズ数Re2:0.013)とした以外は、実施例9と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は10である。また、第2水溶液の流速u2は180mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は1.6である。
<Example 10>
In Example 10, 679 g of ion-exchanged water was charged into a 1 L glass beaker, and 21 g of sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto to dissolve the mixture, and the concentration c 2 was adjusted to 25 ° C. A 0.0 mass% sodium alginate aqueous solution (viscosity η 2 : 11000 mPa · s, specific gravity: 1.016) was used as the second aqueous solution. Further, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 4.9 ml / min (Reynolds number Re 2: 0.013) except for using, was subjected to the same procedure as in Example 9. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 10. Further, since the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 180 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 1.6.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は650μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 650 μm.
<実施例11>
実施例11では、1Lのガラス製ビーカーにイオン交換水を696.5g仕込み、そこに塩化カルシウム(和光純薬工業株式会社製)を3.5g投入して溶解させて25℃に温度調整した濃度c1が0.5質量%の塩化カルシウム水溶液(粘度η1:1.0mPa・s、比重:1.002)を第1水溶液として使用した。また、第1水溶液の流量Q1を100ml/分(レイノルズ数Re1:520)とし、第2水溶液の流量Q2を5.0ml/分(レイノルズ数Re2:0.48)とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は20である。また、第1水溶液の流速u1は580mm/秒、第2水溶液の流速u2は190mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は3.1である。
<Example 11>
In Example 11, 696.5 g of ion-exchanged water was charged into a 1 L glass beaker, and 3.5 g of calcium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto to dissolve the mixture, and the concentration was adjusted to 25 ° C. An aqueous solution of calcium chloride having 0.5% by mass of c 1 (viscosity η 1 : 1.0 mPa · s, specific gravity: 1.002) was used as the first aqueous solution. Further, the flow rate to Q 1 first aqueous solution 100ml / min (Reynolds number Re 1: 520) and then, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 5.0 ml / min (Reynolds number Re 2: 0.48) except for using , The same operation as in Example 1 was performed. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 20. Further, since the flow velocity u 1 of the first aqueous solution was 580 mm / sec and the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 190 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 3. It is 1.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は150μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 150 μm.
<比較例1>
比較例1でハイドロゲルファイバの作製に使用したマイクロリアクター10は、大径配管111の外径Φoutは3.2mm及び内径Φinは2.5mmであった。小径配管112の外径φoutは1.6mm及び内径φinは0.17mmであった以外は、実施例3と同様の操作を行った。第2水溶液のレイノルズ数Re2は2.2である。第2水溶液の流速u2は3700mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は0.23である。
<Comparative example 1>
In the
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は50μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 50 μm.
<比較例2>
比較例2では、1Lのガラス製ビーカーにイオン交換水を699.3g仕込み、そこにアルギン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を0.7g投入して溶解させて25℃に温度調整した濃度c2が0.10質量%のアルギン酸ナトリウム水溶液(粘度η2:14mPa・s、比重:1.000)を第2水溶液として使用した以外は、実施例2と同様の操作を行った。第2水溶液のレイノルズ数Re2は10である。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, 699.3 g of ion-exchanged water was charged into a 1 L glass beaker, and 0.7 g of sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto to dissolve the mixture, and the concentration was adjusted to 25 ° C. The same operation as in Example 2 was carried out except that an aqueous solution of sodium alginate containing 0.10% by mass of c 2 (viscosity η 2 : 14 mPa · s, specific gravity: 1.000) was used as the second aqueous solution. The Reynolds number Re 2 of the second aqueous solution is 10.
その結果、ファイバ回収管27の中でゲル化は進行せず、ハイドロゲルファイバが得られなかった。
As a result, gelation did not proceed in the
<実施例12>
実施例12では、1Lのガラス製ビーカーにイオン交換水を630.0g仕込み、そこに塩化カリウム(和光純薬工業株式会社製)を70.0g投入して溶解させて25℃に温度調整した濃度c1が10質量%の塩化カリウム水溶液(粘度η1:1.0mPa・s、比重:1.063)を第1水溶液として使用した。また、1Lのガラス製ビーカーにイオン交換水を693g仕込み、κ―カラギーナン(東京化成工業株式会社製)を7g投入して溶解させて25℃に温度調整した濃度c2が1.0質量%のκ―カラギーナン水溶液(粘度η2:4100mPa・s、比重:1.065)を第2水溶液として使用した。
<Example 12>
In Example 12, 630.0 g of ion-exchanged water was charged into a 1 L glass beaker, and 70.0 g of potassium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto to dissolve the mixture, and the concentration was adjusted to 25 ° C. An aqueous solution of potassium chloride containing 10% by mass of c 1 (viscosity η 1 : 1.0 mPa · s, specific gravity: 1.063) was used as the first aqueous solution. In addition, 693 g of ion-exchanged water was charged into a 1 L glass beaker, and 7 g of κ-carrageenan (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added to dissolve the mixture and the temperature was adjusted to 25 ° C. The concentration c 2 was 1.0% by mass. An aqueous solution of κ-carrageenan (viscosity η 2 : 4100 mPa · s, specific gravity: 1.065) was used as the second aqueous solution.
ハイドロゲルファイバの作製に使用したマイクロリアクター10は、大径配管111の外径Φoutは3.2mm及び内径Φinは2.5mmであった。小径配管112の外径φoutは1.6mm及びφinは0.50mmであった。
In the
そして、第1水溶液の流量Q1を75ml/分(レイノルズ数Re1:410)とし、第2水溶液の流量Q2を9.4ml/分(レイノルズ数Re2:0.10)とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は8.0である。また、第1水溶液の流速u1は410mm/秒、第2水溶液の流速u2は800mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は0.54である。 Then, the flow rate to Q 1 first aqueous solution 75ml / min (Reynolds number Re 1: 410) and then, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 9.4 ml / min (Reynolds number Re 2: 0.10) except for using , The same operation as in Example 1 was performed. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 8.0. Further, since the flow velocity u 1 of the first aqueous solution was 410 mm / sec and the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 800 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 0. 54.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は470μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 470 μm.
<実施例13>
実施例13では、第1水溶液の流量Q1を110ml/分(レイノルズ数Re1:600)とし、また、第2水溶液の流量Q2を4.7ml/分(レイノルズ数Re2:0.052)とした以外は、実施例12と同様の操作を行った。従って、第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)は23である。また、第1水溶液の流速u1は630mm/秒、第2水溶液の流速u2は400mm/秒であったので、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)は1.6である。
<Example 13>
In Example 13, the flow rate to Q 1 first aqueous solution 110 ml / min (Reynolds number Re 1: 600) and then, also, the flow rate Q 2 of the second aqueous solution 4.7 ml / min (Reynolds number Re 2: 0.052 ), The same operation as in Example 12 was performed. Therefore, the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 23. Further, since the flow velocity u 1 of the first aqueous solution was 630 mm / sec and the flow velocity u 2 of the second aqueous solution was 400 mm / sec, the flow velocity ratio (u 1 / u 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution was 1. It is 6.
得られたハイドロゲルファイバを光学顕微鏡で観察したところ、その湿潤状態でのファイバ径は190μmであった。 When the obtained hydrogel fiber was observed with an optical microscope, the fiber diameter in the wet state was 190 μm.
(結果及び考察)
図7は、第2水溶液のアルギン酸ナトリウムの濃度c2が1.0質量%である実施例1〜8、11、及び比較例1、並びに第2水溶液のκ−カラギーナンの濃度c2が1.0質量%である実施例12及び13についての第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)と、得られたハイドロゲルファイバのファイバ径との関係を示す。
(Results and discussion)
In FIG. 7, Examples 1 to 8 and 11 in which the concentration c 2 of sodium alginate in the second aqueous solution is 1.0% by mass, and Comparative Example 1 and the concentration c 2 of κ-carrageenan in the second aqueous solution are 1. The relationship between the flow rate ratio (Q 1 / Q 2 ) of the first aqueous solution to the second aqueous solution for Examples 12 and 13 of 0% by mass and the fiber diameter of the obtained hydrogel fiber is shown.
この図7によれば、実施例1〜8及び11の結果から、ハイドロゲルファイバの作製時に用いるマイクロリアクター10の構成、第1水溶液の濃度c1、並びに第1及び第2水溶液のそれぞれの流量Q1,Q2及び流速u1,u2等によらず、得られたハイドロゲルファイバのファイバ径が第1水溶液の第2水溶液に対する流量比(Q1/Q2)と相関を有することが分かる。但し、第1水溶液の第2水溶液に対する流速比(u1/u2)が0.20と小さい比較例1では、この相関関係から外れていることが分かる。また、第2水溶液のκ−カラギーナンの濃度c2が1.0質量%である実施例12及び13についても同様の傾向が認められる。
According to FIG. 7, from the results of Examples 1 to 8 and 11, the configuration of the
第2水溶液のアルギン酸ナトリウムの濃度c2が相違する実施例9及び10を比べると、第2水溶液のアルギン酸ナトリウムの濃度c2が低くなると、得られるハイドロゲルファイバのファイバ径が小さくなることが分かる。また、第2水溶液のアルギン酸ナトリウムの濃度c2が実施例2の1.0質量%よりも更に低い0.10質量%である比較例2では、ハイドロゲルファイバが形成されなかった。 Comparing Examples 9 and 10 in which the concentration c 2 of sodium alginate in the second aqueous solution is different, it can be seen that the fiber diameter of the obtained hydrogel fiber becomes smaller as the concentration c 2 of sodium alginate in the second aqueous solution becomes lower. .. Further, in Comparative Example 2 in which the concentration c 2 of sodium alginate in the second aqueous solution was 0.10% by mass, which was further lower than 1.0% by mass in Example 2, no hydrogel fiber was formed.
本発明は、ハイドロゲルファイバの製造方法及びそのファイバ径の制御方法の技術分野について有用である。 The present invention is useful in the technical field of a method for manufacturing a hydrogel fiber and a method for controlling the fiber diameter thereof.
S ハイドロゲルファイバ製造システム
10 マイクロリアクター
111 大径配管
112 小径配管
121 第1流路
122 第2流路
123 合流部
131 第1水溶液流入部
132 第2水溶液流入部
14 排出部
15 第1配管
16 第2配管
211 第1貯槽
212 第2貯槽
221 第1水溶液供給管
222 第2水溶液供給管
231,232 コック
241,242 ポンプ
251,252 流量計
261,262 圧力計
27 ファイバ回収管
28 ファイバ回収槽
S Hydrogel
Claims (9)
前記第2水溶液における前記ゲル形成物質の濃度を0.50質量%以上5.0質量%以下の範囲で設定すると共に、前記第1水溶液の前記第2水溶液に対する流速比を0.25以上10以下の範囲で設定し、且つ前記第1水溶液の前記第2水溶液に対する流量比を0.10以上40以下の範囲で設定するハイドロゲルファイバの製造方法。 A first aqueous solution containing metal ions is circulated in the pipe, and a second aqueous solution containing a gel-forming substance that forms an ion-bridged hydrogel by ion exchange with the metal ions is maintained in the flow direction in the pipe. while after confluence was fed into the first aqueous solution to flow, the one obtained by merging the first and second aqueous solution, the hydrogel fiber by Rukoto to flow along the flow direction of the first aqueous solution It ’s a manufacturing method,
The concentration of the gel-forming substance in the second aqueous solution is set in the range of 0.50% by mass or more and 5.0% by mass or less, and the flow velocity ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 0.25 or more and 10 or less. A method for producing a hydrogel fiber, in which the flow rate ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution is set in the range of 0.10 or more and 40 or less.
前記第2水溶液における前記ゲル形成物質の濃度を0.50質量%以上5.0質量%以下の範囲で設定すると共に、前記第1水溶液の前記第2水溶液に対する流速比を0.25以上10以下の範囲で設定し、且つファイバ径との相関性を有する前記第1水溶液の前記第2水溶液に対する流量比を0.10以上40以下の範囲で目標のファイバ径に対応する値に設定するハイドロゲルファイバのファイバ径制御方法。 A first aqueous solution containing metal ions is circulated in the pipe, and a second aqueous solution containing a gel-forming substance that forms an ion-bridged hydrogel by ion exchange with the metal ions is maintained in the flow direction in the pipe. while after confluence was fed into the first aqueous solution to flow, said first and those are merged a second aqueous solution, hydrogel prepared by Rukoto to flow along the flow direction of the first aqueous solution A method of controlling the fiber diameter of a fiber.
The concentration of the gel-forming substance in the second aqueous solution is set in the range of 0.50% by mass or more and 5.0% by mass or less, and the flow velocity ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution is 0.25 or more and 10 or less. Hydrogel that sets the flow ratio of the first aqueous solution to the second aqueous solution, which has a correlation with the fiber diameter, in the range of 0.10 or more and 40 or less, which corresponds to the target fiber diameter. Fiber diameter control method for fibers.
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