JP6787977B2 - Dispersion liquid manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は分散液の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a dispersion.
マイクロミキサーを用いて分散液を製造する方法が知られている。 A method of producing a dispersion using a micromixer is known.
特許文献1には、油性成分及び水性成分のそれぞれをマイクロミキサーの細孔に流動させ、それらを衝突させる分散液の製造方法が開示されている。
特許文献2には、水性成分を流動させると共に、融解したセラミド及び非イオン性界面活性剤を含む油性成分を流動させ、それらを合流させた流体をマイクロミキサーの細孔に流通させて乳化物を作製し、その後、それを冷却してセラミドを固化させるセラミド微粒子分散液の製造方法が開示されている。
In
本発明の課題は、水性成分に油性成分の微細な粒子が分散した分散液を製造することである。 An object of the present invention is to produce a dispersion in which fine particles of an oily component are dispersed in an aqueous component.
本発明は、中和可能な官能基を有する界面活性剤及び主成分として油剤を含む油性成分と、前記界面活性剤との塩形成能を有する中和剤を含む水性成分とを合流させる合流ステップと、前記合流ステップで合流させた流体を細孔に流通させる細孔流通ステップとを包含し、前記水性成分と前記油性成分との分散操作を、セグリゲーション指数(Xs)が0.1以下となる条件で行い、且つ前記合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和する分散液の製造方法である。 The present invention is a merging step in which an oily component containing a surfactant having a neutralizable functional group and an oil agent as a main component and an aqueous component containing a neutralizing agent having a salt-forming ability with the surfactant are merged. And the pore flow step in which the fluid merged in the merge step is circulated in the pores, and the dispersion operation of the aqueous component and the oil component has a segregation index (Xs) of 0.1 or less. This is a method for producing a dispersion liquid in which the surfactant is neutralized with the neutralizing agent in the merged fluid under the conditions.
本発明によれば、中和可能な官能基を有する界面活性剤及び主成分として油剤を含む油性成分とその界面活性剤との塩形成能を有する中和剤を含む水性成分とを合流させた後に細孔に流通させ、また、このとき、水性成分と油性成分との分散操作を、セグリゲーション指数(Xs)が0.1以下となる条件で行い、且つ合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和することによって、水性成分に油性成分の微細な粒子が分散した分散液を製造することができる。 According to the present invention, a surfactant having a neutralizable functional group, an oily component containing an oil agent as a main component, and an aqueous component containing a neutralizing agent having a salt-forming ability with the surfactant are merged. The surfactant was later circulated in the pores, and at this time, the dispersion operation of the aqueous component and the oily component was performed under the condition that the segregation index (Xs) was 0.1 or less, and the surfactant was merged. By neutralizing with the neutralizing agent, a dispersion liquid in which fine particles of an oily component are dispersed in an aqueous component can be produced.
以下、実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail.
本実施形態に係る分散液の製造方法は、中和可能な官能基を有する界面活性剤及び主成分として油剤を含む油性成分と、その中和可能な官能基を有する界面活性剤との塩形成能を有する中和剤を含む水性成分とを合流させる合流ステップと、合流ステップで合流させた流体を、孔径が0.03〜3mmである細孔に流通させる細孔流通ステップとを包含する。そして、このとき、合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和する。 The method for producing a dispersion according to the present embodiment is a salt formation of a surfactant having a neutralizable functional group, an oily component containing an oil as a main component, and a surfactant having a neutralizable functional group. It includes a merging step in which an aqueous component containing a neutralizing agent having a function is merged, and a pore circulation step in which the fluid merged in the merging step is circulated through pores having a pore diameter of 0.03 to 3 mm. Then, at this time, the surfactant is neutralized with the neutralizing agent in the merged fluid.
ところで、特許文献1に開示された技術では、水性成分に界面活性剤を含有させるので、微細な粒子を得るためには、水性成分に、油性成分量に対して多量の界面活性剤を含有させる必要がある。また、特許文献2に開示された技術では、油性成分に非イオン性界面活性剤を含有させるので、微細な粒子を得るためには、油性成分に多量の界面活性剤を含有させる必要がある。その一方、皮膚や毛髪等に塗布する化粧料等の分野では、少量の界面活性剤で微細な粒子が分散した分散液を調製することが望まれる場合がある。
By the way, in the technique disclosed in
これに対し、本実施形態に係る分散液の製造方法では、中和可能な官能基を有する界面活性剤及び油剤を含む油性成分と、その中和可能な官能基を有する界面活性剤との塩形成能を有する中和剤を含む水性成分とを合流させて細孔に流通させ、その細孔流出後に両成分が乱流により撹拌される。従って、油性成分と水性成分との接触からせん断力が付与されるまでの時間が短く、中和可能な官能基を有する界面活性剤を、分散する油性成分から油水界面に効率的に供給することができる。このとき、油性成分及び水性成分が合流して細孔を流通・流出する過程において、前記界面活性剤が前記中和剤で中和され、その結果、界面活性剤の含有量が少量であっても、水性成分に油性成分の微細な液体状又は固体状の粒子が分散した分散液を製造することができる。 On the other hand, in the method for producing a dispersion according to the present embodiment, a salt of an oily component containing a surfactant having a neutralizable functional group and an oil agent and a surfactant having a neutralizable functional group thereof. An aqueous component containing a neutralizing agent having a forming ability is merged and circulated in the pores, and after the pores flow out, both components are agitated by turbulent flow. Therefore, it is possible to efficiently supply a surfactant having a neutralizable functional group from the dispersed oily component to the oil-water interface in a short time from the contact between the oily component and the aqueous component until the shearing force is applied. Can be done. At this time, in the process in which the oily component and the aqueous component merge to flow and flow out of the pores, the surfactant is neutralized by the neutralizing agent, and as a result, the content of the surfactant is small. Also, it is possible to produce a dispersion liquid in which fine liquid or solid particles of an oily component are dispersed in an aqueous component.
なお、本実施形態に係る方法で製造する分散液には、水性成分に油性成分の液滴粒子が分散した乳化物、及び水性成分に油性成分の固体粒子が分散した分散液の両方が含まれる。 The dispersion produced by the method according to the present embodiment includes both an emulsion in which droplet particles of an oily component are dispersed in an aqueous component and a dispersion in which solid particles of an oily component are dispersed in an aqueous component. ..
(油性成分)
油性成分は、中和可能な官能基を有する界面活性剤を含む。
(Oil component)
The oily component contains a surfactant having a neutralizable functional group.
ここで、「中和可能な官能基を有する界面活性剤」とは、未中和の状態ではイオン性を示さず且つ所定の中和剤と混合することによりカチオン性又はアニオン性の塩を形成する界面活性剤をいう。以下「中和可能な官能基を有する界面活性剤」を「界面活性剤A」と表す。 Here, the "surfactant having a neutralizable functional group" does not exhibit ionicity in an unneutralized state and forms a cationic or anionic salt by mixing with a predetermined neutralizing agent. Refers to a surfactant that is used. Hereinafter, "surfactant having a neutralizable functional group" is referred to as "surfactant A".
所定の中和剤と混合してカチオン性の塩を形成する界面活性剤Aとしては、例えばアミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤が挙げられる。かかる界面活性剤を用いれば、分散を良好に行うことができる。 Examples of the surfactant A which is mixed with a predetermined neutralizing agent to form a cationic salt include a surfactant having an amino group and a hydrophobic group. If such a surfactant is used, dispersion can be performed well.
疎水性基としては、例えば飽和若しくは不飽和の直鎖又は分岐鎖の炭化水素基が挙げられる。炭化水素基に含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは8以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは12以上であり、また、好ましくは30以下、より好ましくは22以下、更に好ましくは20以下、より更に好ましくは18以下である。具体的な炭化水素基としては、例えば、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基などのアルキル基;オレイル基などのアルケニル基等が挙げられる。少量の界面活性剤Aで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点からは、これらのうちヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基が好ましく、オクタデシル基、イソオクタデシル基がより好ましい。 Hydrophobic groups include, for example, saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon groups. The number of carbon atoms contained in the hydrocarbon group is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, still more preferably 12 or more, and from the viewpoint of obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed by performing good dispersion. It is preferably 30 or less, more preferably 22 or less, still more preferably 20 or less, and even more preferably 18 or less. Specific hydrocarbon groups include, for example, 2-ethylhexyl group, octyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group and heptadecyl. Examples include an alkyl group such as a group, an octadecyl group and an isooctadecyl group; and an alkenyl group such as an oleyl group. From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group and isooctadecyl group are preferable, and octadecyl group and isooctadecyl group are more preferable.
アミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤として、第一級アミン化合物、第二級アミン化合物、及び第三級アミン化合物が挙げられる。 Surfactants having an amino group and a hydrophobic group include primary amine compounds, secondary amine compounds, and tertiary amine compounds.
第一級アミン化合物としては、例えば、長鎖アルキルアミン等が挙げられる。長鎖アルキルアミンの長鎖アルキル基の炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは8以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは12以上であり、また、好ましくは30以下、より好ましくは22以下、更に好ましくは20以下、より更に好ましくは18以下である。なお、以下に記載のある長鎖の好ましい炭素数も同様である。 Examples of the primary amine compound include long-chain alkylamines. The carbon number of the long-chain alkyl group of the long-chain alkylamine is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, still more preferably 12 or more, from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. Also, it is preferably 30 or less, more preferably 22 or less, still more preferably 20 or less, still more preferably 18 or less. The same applies to the preferable number of carbon atoms of the long chain described below.
第二級アミン化合物としては、例えば、長鎖アルキルメチルアミン、長鎖アルキルエチルアミン、長鎖アルキルプロピルアミンなどの長鎖アルキル基と短鎖アルキル基とを有するジアルキルアミン;スフィンゴシン類(例えば、1−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−3−イソステアリルオキシ−2−プロパノール)等が挙げられる。短鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基が挙げられる。なお、以下に記載のある短鎖アルキル基の例も同様のものが挙げられる。 Secondary amine compounds include, for example, dialkylamines having long-chain alkyl groups such as long-chain alkylmethylamine, long-chain alkylethylamine, and long-chain alkylpropylamine and short-chain alkyl groups; sphingosins (eg, 1- (2-Hydroxyethylamino) -3-isostearyloxy-2-propanol) and the like. Examples of the short-chain alkyl group include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group and t-butyl group. Can be mentioned. The same examples of short-chain alkyl groups described below can be mentioned.
スフィンゴシン類としては、例えば、次の(i)〜(iv)が挙げられる。 Examples of sphingosines include the following (i) to (iv).
第三級アミン化合物としては、例えば、長鎖アルキルジメチルアミン、長鎖アルキルジエチルアミン、長鎖アルキルジプロピルアミンなどの長鎖アルキル基と短鎖アルキル基とを有するトリアルキルアミン;ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミドなどの長鎖脂肪酸ジアルキルアミノエチルアミド及び長鎖脂肪酸ジアルキルアミノプロピルアミド;ヘキサデシロキシプロピルジメチルアミン、ステアロキシプロピルジメチルアミン、ステアロキシエチルジメチルアミン、オクタデシロキシプロピルジメチルアミン(N,N−ジメチル−3−オクタデシルオキシプロピルアミン)などのアラキロキシプロピルジメチルアミン、ベヘニロキシプロピルジメチルアミンなどのアシロキシエチルジアルキルアミン及びアシロキシプロピルジアルキルアミン等が挙げられる。長鎖脂肪酸やアシル基に含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは8以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは12以上であり、また、好ましくは30以下、より好ましくは22以下、更に好ましくは20以下、より更に好ましくは18以下である。長鎖脂肪酸やアシル基に含まれる炭化水素基の具体例としては、上記の疎水性基の例として列挙したものと同一のものが挙げられる。ジアルキルに含まれるアルキル基は、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基等の炭素数1〜4の短鎖アルキル基が好ましい。 Examples of the tertiary amine compound include trialkylamines having long-chain alkyl groups and short-chain alkyl groups such as long-chain alkyldimethylamine, long-chain alkyldipropylamine, and long-chain alkyldipropylamine; dimethylaminopropyl stearate. Long-chain fatty acids dialkylaminoethylamides such as amides and diethylaminoethylamide stearate and long-chain fatty acids dialkylaminopropylamides; hexadecyloxypropyl dimethylamine, stearoxypropyl dimethylamine, stearoxyethyl dimethylamine, octadecyloxypropyl dimethylamine Examples thereof include araquiloxypropyl dimethylamine such as (N, N-dimethyl-3-octadecyloxypropylamine), acyloxyethyldialkylamine such as beheniroxypropyldimethylamine, and acyloxypropyldialkylamine. The number of carbon atoms contained in the long chain fatty acid or the acyl group is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, still more preferably 12 or more, from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. Further, it is preferably 30 or less, more preferably 22 or less, still more preferably 20 or less, still more preferably 18 or less. Specific examples of the hydrocarbon group contained in the long chain fatty acid or the acyl group include the same ones listed as the above-mentioned examples of the hydrophobic group. The alkyl group contained in the dialkyl is a short-chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group and a t-butyl group. Is preferable.
所定の中和剤と混合してアニオン性の塩を形成する界面活性剤Aとしては、例えば、カルボキシ基、スルホン酸基、ホスホン酸基、及びリン酸基からなる群から選ばれる1種又は2種以上の官能基並びに疎水性基を有する界面活性剤が挙げられる。かかる界面活性剤を用いれば、分散を良好に行うことができる。 As the surfactant A which is mixed with a predetermined neutralizing agent to form an anionic salt, for example, one or 2 selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, and a phosphoric acid group. Surfactants having more than one kind of functional group and hydrophobic group can be mentioned. If such a surfactant is used, dispersion can be performed well.
疎水性基としては、アミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤の場合と同じものが挙げられる。 Examples of the hydrophobic group include the same as in the case of a surfactant having an amino group and a hydrophobic group.
カルボキシ基及び疎水性基を有する界面活性剤としては、例えば、脂肪酸、アルキルエーテルカルボン酸、N−長鎖アシルアミノ酸等が挙げられる。 Examples of the surfactant having a carboxy group and a hydrophobic group include fatty acids, alkyl ether carboxylic acids, N-long-chain acyl amino acids and the like.
脂肪酸としては、例えば、下記式(1)で表されるものが挙げられる。 Examples of the fatty acid include those represented by the following formula (1).
R1−COOH (1)
(式中、R1は、前述の疎水性基と同じことを意味し、好ましくは炭素数8〜22、より好ましくは炭素数12〜18の直鎖若しくは分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素基を示す。)
(1)式で表される脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸等が挙げられる。これらのうち微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、オレイン酸が好ましい。
R 1- COOH (1)
(In the formula, R 1 means the same as the above-mentioned hydrophobic group, preferably a saturated or unsaturated hydrocarbon having 8 to 22 carbon atoms, more preferably 12 to 18 carbon atoms. Indicates a group.)
Examples of the fatty acid represented by the formula (1) include lauric acid, myristic acid, oleic acid and the like. Of these, oleic acid is preferable from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed.
アルキルエーテルカルボン酸としては、例えば、下記式(2)で表されるものが挙げられる。 Examples of the alkyl ether carboxylic acid include those represented by the following formula (2).
R2O−(C2H4O)n−CH2COOH (2)
(式中、R2は、前述の疎水性基と同じことを意味し、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは炭素数8〜20、より好ましくは炭素数12〜18の直鎖若しくは分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、nは1〜12、好ましくは1〜3の数を示し、平均付加モル数を意味する。)
N−長鎖アシルアミノ酸としては、例えば、N−パルミトイルアシルグリシン、N−ステアロイルアラニン、N−パルミトイルアスパラギン酸、N−パルミトイルアシルグルタミン酸、N−ステアロイルアシルグリシン、N−ステアロイル−L−グルタミン酸等が挙げられる。これらのうち微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、N−ステアロイル−L−グルタミン酸が好ましい。
R 2 O- (C 2 H 4 O) n- CH 2 COOH (2)
(In the formula, R 2 means the same as the above-mentioned hydrophobic group, and is preferably 8 to 20 carbon atoms, more preferably from the viewpoint of obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed by performing good dispersion. It represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group of a linear or branched chain having 12 to 18 carbon atoms, and n represents a number of 1 to 12, preferably 1 to 3, and means an average number of added moles.)
Examples of the N-long-chain acyl amino acid include N-palmitoyl acylglycine, N-stearoylalanine, N-palmitoyl aspartic acid, N-palmitoyl acylglutamic acid, N-stearoyl acylglycine, N-stearoyl-L-glutamic acid and the like. Be done. Of these, N-stearoyl-L-glutamic acid is preferable from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed.
スルホン酸基及び疎水性基を有する界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸が挙げられる。 Examples of the surfactant having a sulfonic acid group and a hydrophobic group include alkylbenzene sulfonic acid.
アルキルベンゼンスルホン酸としては、例えば、下記式(3)で表されるものが挙げられる。 Examples of the alkylbenzene sulfonic acid include those represented by the following formula (3).
R31−CHR32−C6H4−SO3H (3)
(式中、R31は、前述の疎水性基と同じことを意味し、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは炭素数8〜20、より好ましくは炭素数12〜18の直鎖若しくは分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、R32は、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、又はt−ブチル基を示す。)
リン酸基及び疎水性基を有する界面活性剤としては、例えば、モノアルキルリン酸エステルが挙げられる。
R 31- CHR 32- C 6 H 4- SO 3 H (3)
(In the formula, R 31 means the same as the above-mentioned hydrophobic group, and is preferably 8 to 20 carbon atoms, more preferably from the viewpoint of obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed by performing good dispersion. It represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group of a linear or branched chain having 12 to 18 carbon atoms, and R 32 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or a t-butyl group).
Examples of the surfactant having a phosphoric acid group and a hydrophobic group include a monoalkyl phosphate ester.
モノアルキルリン酸エステルとしては、例えば、下記式(4)で表されるものが挙げられる。 Examples of the monoalkyl phosphate ester include those represented by the following formula (4).
R4−O−PO3H2 (4)
(式中、R4は、前述の疎水性基と同じことを意味し、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは炭素数8〜20、より好ましくは炭素数12〜18の直鎖若しくは分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素基を示す。)
油性成分には、界面活性剤Aとして、上記に挙げた界面活性剤からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含めることが好ましい。少量の界面活性剤Aで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点からは、油性成分に含める界面活性剤Aとして、アミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤、並びにカルボキシ基及び疎水性基を有する界面活性剤が好ましい。
R 4- O-PO 3 H 2 (4)
(In the formula, R 4 means the same as the above-mentioned hydrophobic group, and is preferably 8 to 20 carbon atoms, more preferably from the viewpoint of obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed by performing good dispersion. Indicates a saturated or unsaturated hydrocarbon group of a linear or branched chain having 12 to 18 carbon atoms.)
The oily component preferably contains, as the surfactant A, one or more selected from the group consisting of the above-mentioned surfactants. From the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A, the surfactant A to be included in the oily component includes a surfactant having an amino group and a hydrophobic group, and a carboxy group and hydrophobicity. Surfactants with groups are preferred.
油性成分における界面活性剤Aの含有量は、少量の界面活性剤Aで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは9質量%以下であり、なお、少量の界面活性剤Aで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは5質量%以下、より更に好ましくは3質量以下であってもよく、また、同様の観点から、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは1質量%以上、より更に好ましくは2質量%以上、更により好ましくは2.5質量%以上である。 The content of the surfactant A in the oily component is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed with a small amount of the surfactant A. Is 9% by mass or less, and may be preferably 5% by mass or less, and even more preferably 3% by mass or less, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A. From the same viewpoint, it is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, still more preferably 2% by mass or more, still more preferably 2.5% by mass or more.
なお、界面活性剤Aは、微細な粒子が分散した分散液を製造するという作用効果を損なわない限度において、一部中和されていてもよい。 The surfactant A may be partially neutralized as long as the action and effect of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed are not impaired.
油性成分は主成分として油剤(以下「油剤B」と表す。)を含む。 The oily component contains an oil agent (hereinafter referred to as "oil agent B") as a main component.
油剤Bは、液体油のみで構成されていてもよく、また、固体脂のみで構成されていてもよく、更に、液体油及び固体脂の両方を含んで構成されていてもよい。ここで、「液体油」とは、25℃において液体である油剤をいう。「固体脂」とは、25℃において固体である油剤をいう。 The oil agent B may be composed of only liquid oil, may be composed of only solid fat, and may be further composed of both liquid oil and solid fat. Here, the "liquid oil" refers to an oil agent that is liquid at 25 ° C. "Solid fat" refers to an oil that is solid at 25 ° C.
油剤Bは、少量の界面活性剤Aで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、液体油を含むことが好ましい。油剤Bにおける液体油の含有量は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上である。 The oil agent B preferably contains a liquid oil from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed with a small amount of the surfactant A. The content of the liquid oil in the oil agent B is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more.
油剤Bとしては、例えば、炭化水素油、エステル油、ジアルキルエーテル、油脂、高級アルコール、シリコーン類等が挙げられる。油剤Bは、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、エステル基、ケト基、アルデヒド基、カルボキシル基、水酸基、及びエーテル基からなる群から選ばれる1種又は2種以上の官能基を有する油剤が好ましい。 Examples of the oil agent B include hydrocarbon oils, ester oils, dialkyl ethers, fats and oils, higher alcohols, silicones and the like. The oil agent B is one or more functional groups selected from the group consisting of an ester group, a keto group, an aldehyde group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and an ether group from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. An oil agent having is preferable.
炭化水素油としては、例えば、パラフィン、スクアレン、スクワラン等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon oil include paraffin, squalene, squalane and the like.
エステル油としては、例えば、エチレングリコールジ脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセライド(例えばモノカプリン酸グリセリン)、脂肪酸ジグリセライド、脂肪酸トリグリセライドなどの脂肪酸グリセライド、ネオペンチルグリコールジ脂肪酸エステル(例えばジカプリン酸ネオペンチルグリコール)等が挙げられる。脂肪酸に含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは8〜22、同様の観点から、好ましくは5以上、より好ましくは8以上であり、同様の観点から、好ましくは22以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは12以下である。 Examples of the ester oil include ethylene glycol difatty acid ester, fatty acid monoglyceride (for example, glycerin monocaprate), fatty acid diglyceride, fatty acid glyceride such as fatty acid triglyceride, neopentyl glycol difatty acid ester (for example, neopentyl glycol dicaprate) and the like. Be done. The number of carbon atoms contained in the fatty acid is preferably 8 to 22 from the viewpoint of obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed by performing good dispersion, and preferably 5 or more, more preferably 8 or more from the same viewpoint. From the same viewpoint, it is preferably 22 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 12 or less.
ジアルキルエーテルとしては、例えば、飽和若しくは不飽和の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するジエーテル等が挙げられる。アルキル基に含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは8〜22である。 Examples of the dialkyl ether include a diether having a saturated or unsaturated linear or branched alkyl group. The number of carbon atoms contained in the alkyl group is preferably 8 to 22 from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed.
油脂としては、例えば、大豆油、ヤシ油、パーム核油、アマニ油、綿実油、ナタネ油、キリ油、ヒマシ油などの植物油等が挙げられる。 Examples of fats and oils include vegetable oils such as soybean oil, coconut oil, palm kernel oil, linseed oil, cottonseed oil, rapeseed oil, millet oil, and castor oil.
高級アルコールとしては、例えば、飽和若しくは不飽和の直鎖又は分岐鎖のアルコール(例えば2−オクチルドデカノール)等が挙げられる。高級アルコールに含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは8〜22である。 Examples of the higher alcohol include saturated or unsaturated linear or branched alcohols (for example, 2-octyldodecanol). The number of carbon atoms contained in the higher alcohol is preferably 8 to 22 from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed.
シリコーン類としては、例えば、メチルポリシロキサン、メチルフェニルシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、シリコーン樹脂、アミノ変性シリコーン、アルキル変性シリコーン等が挙げられる。 Examples of silicones include methylpolysiloxane, methylphenylsiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, silicone resin, amino-modified silicone, alkyl-modified silicone and the like.
油剤Bとしては、その他に、例えば、パラメトキシケイ皮酸2−エチルヘキシルなどの有機紫外線吸収剤;香料等が挙げられる。 Examples of the oil agent B include organic ultraviolet absorbers such as 2-ethylhexyl paramethoxycinnamate; fragrances and the like.
油剤Bは、揮発性及び不揮発性のいずれであってもよい。 The oil agent B may be either volatile or non-volatile.
油性成分には、油剤Bとして、上記に挙げた油剤からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含めることが好ましい。油性成分に含める油剤Bとして、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、エステル油、高級アルコールが好ましく、脂肪酸グリセライドがより好ましい。 The oily component preferably contains, as the oil agent B, one or more selected from the group consisting of the oil agents listed above. As the oil agent B to be included in the oily component, ester oil and higher alcohol are preferable, and fatty acid glyceride is more preferable, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed.
油剤Bの分子量は、好ましくは40以上、より好ましくは100以上、更に好ましくは150以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは2000以下、より好ましくは1500以下、更に好ましくは1000以下、より更に好ましくは500以下である。 The molecular weight of the oil agent B is preferably 40 or more, more preferably 100 or more, still more preferably 150 or more, and from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, it is preferably 2000 or less, more preferably 1500. Below, it is more preferably 1000 or less, and even more preferably 500 or less.
油剤Bの粘度は、送液を良好に行う観点から、油性成分と水性成分とを合流させる際の油性成分の温度において、好ましくは0.1mPa・s以上、より好ましくは1mPa・s以上、更に好ましくは5mPa・s以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは1000mPa・s以下、より好ましくは500mPa・s以下、更に好ましくは300mPa・s以下である。油剤Bの粘度は、ブルックフィールド型(B型)回転粘度計を用い、ローターNo.3を標準使用し(粘度が測定できない場合は、ローターをNo.1、2、又は4に変更する。)、回転数30r/min及び測定時間1分間の条件により測定される。 The viscosity of the oil agent B is preferably 0.1 mPa · s or more, more preferably 1 mPa · s or more, and further, at the temperature of the oily component when the oily component and the aqueous component are merged, from the viewpoint of good liquid feeding. It is preferably 5 mPa · s or more, and is preferably 1000 mPa · s or less, more preferably 500 mPa · s or less, still more preferably 300 mPa · s or less, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. For the viscosity of the oil agent B, a Brookfield type (B type) rotational viscometer was used, and the rotor No. No. 3 is used as standard (if the viscosity cannot be measured, the rotor is changed to No. 1, 2, or 4), and the measurement is performed under the conditions of a rotation speed of 30 r / min and a measurement time of 1 minute.
油剤Bの融点は、油性成分と水性成分とを良好に合流させる観点から、好ましくは95℃以下、より好ましくは90℃以下、更に好ましくは80℃以下、より更に好ましくは50℃以下、更により好ましくは25℃以下である。油剤Bの融点は、例えば、示差走査熱量測定法(DSC:Differential Scanning Calorimetry)での吸熱ピークにより求めることができる。 The melting point of the oil agent B is preferably 95 ° C. or lower, more preferably 90 ° C. or lower, still more preferably 80 ° C. or lower, still more preferably 50 ° C. or lower, still more, from the viewpoint of merging the oily component and the aqueous component well. It is preferably 25 ° C. or lower. The melting point of the oil agent B can be determined, for example, by the endothermic peak in the differential scanning calorimetry (DSC).
油剤Bの水100gへの溶解量は、分散を良好に行う観点から、油性成分と水性成分とを合流させる際の油性成分の温度において、好ましくは10g以下、より好ましくは5g以下、更に好ましくは3g以下、より更に好ましくは1g以下である。 The amount of the oil agent B dissolved in 100 g of water is preferably 10 g or less, more preferably 5 g or less, still more preferably 5 g or less, at the temperature of the oil component when the oil component and the aqueous component are merged, from the viewpoint of good dispersion. It is 3 g or less, more preferably 1 g or less.
油性成分における油剤Bの含有量は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、主成分として含まれ、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは85質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上、より更に好ましくは91質量%以上、また、油性成分に界面活性剤Aを含有させて微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは99.7質量%以下、より好ましくは99質量%以下、更に好ましくは98質量%以下、より更に好ましくは97.5質量%以下、より更に好ましくは93質量%以下である。主成分とは、油性成分中、最大の含有量であることを意味する。 The content of the oil agent B in the oily component is contained as a main component from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, and is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and further preferably 85% by mass. % Or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 91% by mass or more, and from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed by containing the surfactant A in an oily component, it is preferable. It is 99.7% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, still more preferably 98% by mass or less, still more preferably 97.5% by mass or less, still more preferably 93% by mass or less. The main component means that the content is the largest among the oily components.
油性成分における界面活性剤A及び油剤Bの合計の含有量は、界面活性剤Aにより油剤Bを分散させる観点から、好ましくは85質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましいのは100質量%である。 The total content of the surfactant A and the oil agent B in the oily component is preferably 85% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass from the viewpoint of dispersing the oil agent B by the surfactant A. % Or more, more preferably 100% by mass.
油性成分における油剤Bの含有量に対する界面活性剤Aの含有量の質量比(界面活性剤A/油剤B)は、界面活性剤Aにより油剤Bを分散させる観点から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.03以上、より更に好ましくは0.05以上、より更に好ましくは0.08以上であり、また、少量の界面活性剤Aで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.15以下、更に好ましくは0.12以下、より更に好ましくは0.1以下である。 The mass ratio of the content of the surfactant A to the content of the oil agent B in the oily component (surfactant A / oil agent B) is preferably 0.01 or more from the viewpoint of dispersing the oil agent B by the surfactant A. It is more preferably 0.02 or more, still more preferably 0.03 or more, even more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.08 or more, and fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A. From the viewpoint of producing the above-mentioned dispersion liquid, it is preferably 0.2 or less, more preferably 0.15 or less, still more preferably 0.12 or less, still more preferably 0.1 or less.
また、油性成分には、微細な粒子が分散した分散液を製造するという作用効果を損なわない限度において、メタノール、ジメチルエチルケトン等の有機溶媒を含めてもよい。油性成分におけるその含有量は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下である。更に、油性成分にはノニオン界面活性剤を含めてもよい。 Further, the oily component may contain an organic solvent such as methanol or dimethyl ethyl ketone as long as the action and effect of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed are not impaired. The content of the oily component is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less. Further, the oily component may include a nonionic surfactant.
油性成分の形態は、特に限定されるものではないが、油性成分と水性成分とを合流させる温度において、界面活性剤Aが油剤Bに溶解していることが好ましい。 The form of the oily component is not particularly limited, but it is preferable that the surfactant A is dissolved in the oily agent B at a temperature at which the oily component and the aqueous component are merged.
油性成分は、水性成分と合流させることから流動性を有する。油性成分の粘度は、送液を良好に行う観点から、油性成分と水性成分とを合流させる温度において、好ましくは0.1mPa・s以上、より好ましくは1mPa・s以上、更に好ましくは5mPa・s以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは1000mPa・s以下、より好ましくは500mPa・s以下、更に好ましくは300mPa・s以下である。油性成分の粘度の測定方法は、上記の油剤Bの粘度の測定方法と同一である。 The oily component has fluidity because it merges with the aqueous component. The viscosity of the oily component is preferably 0.1 mPa · s or more, more preferably 1 mPa · s or more, still more preferably 5 mPa · s at the temperature at which the oily component and the aqueous component are merged from the viewpoint of good liquid feeding. From the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, the temperature is preferably 1000 mPa · s or less, more preferably 500 mPa · s or less, and further preferably 300 mPa · s or less. The method for measuring the viscosity of the oily component is the same as the method for measuring the viscosity of the oil agent B described above.
(水性成分)
水性成分は、界面活性剤Aとの塩形成能を有する中和剤を水に溶解させた水溶液である。
(Aqueous component)
The aqueous component is an aqueous solution in which a neutralizing agent having a salt-forming ability with the surfactant A is dissolved in water.
ここで、「界面活性剤Aとの塩形成能を有する中和剤」とは、界面活性剤Aと塩形成能を有する酸性化合物又は塩基性化合物をいう。以下「界面活性剤Aとの塩形成能を有する中和剤」を「中和剤C」と表す。 Here, the "neutralizing agent having a salt-forming ability with the surfactant A" refers to an acidic compound or a basic compound having a salt-forming ability with the surfactant A. Hereinafter, the "neutralizing agent having a salt-forming ability with the surfactant A" is referred to as "neutralizing agent C".
中和剤Cとしては、酸性化合物及び塩基性化合物が挙げられる。 Examples of the neutralizing agent C include acidic compounds and basic compounds.
界面活性剤Aがアミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤である場合、中和剤Cは酸性化合物であることが好ましい。 When the surfactant A is a surfactant having an amino group and a hydrophobic group, the neutralizing agent C is preferably an acidic compound.
酸性化合物としては、無機酸及び有機酸が挙げられる。 Examples of acidic compounds include inorganic acids and organic acids.
無機酸としては、例えば、リン酸、塩酸、硝酸、硫酸、過塩素酸、炭酸等が挙げられる。 Examples of the inorganic acid include phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, perchloric acid, carbonic acid and the like.
有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸などのモノカルボン酸;コハク酸、フタル酸、フマル酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸などのジカルボン酸;グリコール酸、クエン酸、乳酸、ピルビン酸、リンゴ酸、酒石酸などのオキシカルボン酸;L−グルタミン酸、アスパラギン酸などのアミノ酸等が挙げられる。有機酸に含まれる炭素数は、分散を良好に行う観点から、好ましくは2〜7、より好ましくは炭素数2〜6、更に好ましくは3〜6である。 Examples of organic acids include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid and valeric acid; dicarboxylic acids such as succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, oxalic acid, malonic acid and glutaric acid; glycol. Oxycarboxylic acids such as acids, citric acid, lactic acid, pyruvate, malic acid and tartrate; amino acids such as L-glutamic acid and aspartic acid can be mentioned. The number of carbon atoms contained in the organic acid is preferably 2 to 7, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and further preferably 3 to 6 from the viewpoint of good dispersion.
酸性化合物としては、分散を良好に行う観点から、有機酸が好ましく、含まれる炭素数が3〜6の有機酸がより好ましく、アミノ酸及びオキシカルボン酸から選ばれる1種以上が更に好ましく、L−グルタミン酸及び乳酸から選ばれる1種以上が更に好ましい。 As the acidic compound, an organic acid is preferable from the viewpoint of good dispersion, an organic acid containing 3 to 6 carbon atoms is more preferable, and one or more selected from amino acids and oxycarboxylic acids is more preferable, and L- One or more selected from glutamic acid and lactic acid are more preferable.
界面活性剤Aが、カルボキシ基、スルホン酸基、ホスホン酸基、及びリン酸基からなる群から選ばれる1種以上の官能基並びに疎水性基を有する界面活性剤である場合、中和剤Cは塩基性化合物であることが好ましい。 When the surfactant A is a surfactant having one or more functional groups and a hydrophobic group selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, and a phosphoric acid group, the neutralizing agent C Is preferably a basic compound.
塩基性化合物としては、無機塩基及び有機塩基が挙げられる。 Examples of the basic compound include inorganic bases and organic bases.
無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、アンモニア等が挙げられる。 Examples of the inorganic base include hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and ammonia.
有機塩基としては、例えば、アニリン;メチルアミンなどのモノアルキルアミン;ジメチルアミンなどのジアルキルアミン;モノエタノールアミンなどのアルカノールアミン;L−アルギニンなどの塩基性アミノ酸等が挙げられる。 Examples of the organic base include aniline; monoalkylamines such as methylamine; dialkylamines such as dimethylamine; alkanolamines such as monoethanolamine; and basic amino acids such as L-arginine.
塩基性化合物としては、分散を良好に行う観点、入手性の観点及び取扱い性の観点から、アルカリ金属の水酸化物、アルカノールアミン又は塩基性アミノ酸が好ましく、アルカリ金属の水酸化物又は塩基性アミノ酸がより好ましく、水酸化カリウム又はL−アルギニンが更に好ましい。 As the basic compound, alkali metal hydroxides, alkanolamines or basic amino acids are preferable, and alkali metal hydroxides or basic amino acids are preferable from the viewpoints of good dispersion, availability and handleability. Is more preferred, and potassium hydroxide or L-arginine is even more preferred.
水性成分には、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、中和剤Cとして、上記に挙げた酸性化合物又は塩基性化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含めることが好ましい。 The aqueous component is one or 2 selected from the group consisting of the acidic compounds or basic compounds listed above as the neutralizing agent C from the viewpoint of obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed by performing good dispersion. It is preferable to include seeds or more.
水性成分における中和剤Cの含有量は、界面活性剤Aを中和する観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、より更に好ましくは0.1質量%以上、より更に好ましくは0.11質量%以上であり、また、中和剤Cの水への溶解量を考慮する観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下、更により好ましくは0.5質量%以下、より更に好ましくは0.4質量%以下、より更に好ましくは0.3質量%以下である。 The content of the neutralizing agent C in the aqueous component is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, still more preferably 0.05% by mass, from the viewpoint of neutralizing the surfactant A. The above is more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.11% by mass or more, and from the viewpoint of considering the amount of the neutralizing agent C dissolved in water, it is preferably 5% by mass or less. , More preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.4% by mass or less, still more preferably 0.3% by mass or less. is there.
水性成分における水の含有量は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、より更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは98質量%以上であり、好ましくは99.9質量%以下、より好ましくは99.7質量%以下である。 The content of water in the aqueous component is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. , More preferably 95% by mass or more, even more preferably 98% by mass or more, preferably 99.9% by mass or less, still more preferably 99.7% by mass or less.
水性成分には防腐剤を含めてもよい。防腐剤としては、例えば、4−ヒドロキシ安息香酸メチル(メチルパラベン)、4−ヒドロキシ安息香酸エチル(エチルパラベン)、4−ヒドロキシ安息香酸プロピル(プロピルパラベン)などのパラオキシ安息香酸エステル等が挙げられる。水性成分における防腐剤の含有量は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以下であり、また、実質0質量%であってもよく、0.1質量%以上であってもよい。 Preservatives may be included in the aqueous component. Examples of the preservative include paraoxybenzoic acid esters such as methyl 4-hydroxybenzoate (methylparaben), ethyl 4-hydroxybenzoate (ethylparaben), and propyl 4-hydroxybenzoate (propylparaben). The content of the preservative in the aqueous component is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, still more preferably 0.5, from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. It may be 0% by mass or less, substantially 0% by mass, or 0.1% by mass or more.
水性成分には、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、多価アルコールを含めることができる。多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ジプロピレングリコール等が挙げられる。水性成分における多価アルコールの含有量は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。 The aqueous component can include a polyhydric alcohol from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin and dipropylene glycol. The content of the polyhydric alcohol in the aqueous component is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. It is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less.
水性成分には、微細な粒子が分散した分散液を製造するという作用効果を損なわない限度において、その他の溶質や水溶性有機溶媒を含めてもよい。 The aqueous component may include other solutes and water-soluble organic solvents as long as the action and effect of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed are not impaired.
水性成分は、油性成分と合流させることから流動性を有する。水性成分の粘度は、送液を良好に行う観点から、油性成分と水性成分とを合流させる温度において、好ましくは0.1mPa・s以上、より好ましくは1mPa・s以上、更に好ましくは5mPa・s以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは1000mPa・s以下、より好ましくは500mPa・s以下、更に好ましくは300mPa・s以下である。水性成分の粘度は、油性成分の粘度と同じであっても、異なっていても、どちらでもよい。水性成分の粘度の測定方法は、上記の油剤Bの粘度の測定方法と同一である。 The aqueous component has fluidity because it merges with the oil component. The viscosity of the aqueous component is preferably 0.1 mPa · s or more, more preferably 1 mPa · s or more, still more preferably 5 mPa · s at the temperature at which the oil component and the aqueous component are merged from the viewpoint of good liquid feeding. From the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, the temperature is preferably 1000 mPa · s or less, more preferably 500 mPa · s or less, and further preferably 300 mPa · s or less. The viscosity of the aqueous component may be the same as or different from the viscosity of the oil component. The method for measuring the viscosity of the aqueous component is the same as the method for measuring the viscosity of the oil agent B described above.
(合流ステップ)
合流ステップでは、流動する液体の油性成分と流動する液体の水性成分とを合流させる。このとき、合流させた流体において、油性成分及び水性成分が合流して細孔を流通・流出する過程において、界面活性剤Aが中和剤Cで中和される。
(Merge step)
In the merging step, the oily component of the flowing liquid and the aqueous component of the flowing liquid are merged. At this time, in the combined fluid, the surfactant A is neutralized by the neutralizing agent C in the process in which the oily component and the aqueous component merge to flow and flow out of the pores.
このモル当量比(中和剤C/界面活性剤A)は、界面活性剤Aを中和して油剤Bを含む油性成分を微細に分散させる観点から、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは0.6以上、より更に好ましくは0.7以上であり、また、中和剤Cの水への溶解量を考慮する観点から、好ましくは5以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2以下、より更に好ましくは1.2以下である。 This molar equivalent ratio (neutralizing agent C / surfactant A) is preferably 0.3 or more, more preferably 0.3 or more, from the viewpoint of neutralizing the surfactant A and finely dispersing the oily component containing the oil agent B. It is 0.5 or more, more preferably 0.6 or more, still more preferably 0.7 or more, and from the viewpoint of considering the amount of the neutralizing agent C dissolved in water, it is preferably 5 or less, more preferably 5. It is 3 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1.2 or less.
また、合流させた流体において、界面活性剤Aの含有量(質量%)×上記モル当量比(中和剤C/界面活性剤A)/油剤Bの含有量(質量%)が、界面活性剤Aにより油剤Bを含む油性成分を微細に分散させる観点から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.03以上、より更に好ましくは0.06以上であり、また、より少量の界面活性剤Aで油剤Bを含む油性成分を微細に分散させる観点から、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.16以下、更に好ましくは0.14以下、より更に好ましくは0.12以下、より更に好ましくは0.11以下である。 Further, in the merged fluid, the content (mass%) of the surfactant A x the molar equivalent ratio (neutralizing agent C / surfactant A) / the content of the oil agent B (mass%) is the surfactant. From the viewpoint of finely dispersing the oily component containing the oil agent B by A, it is preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, still more preferably 0.03 or more, still more preferably 0.06 or more. Further, from the viewpoint of finely dispersing the oily component containing the oil agent B with a smaller amount of the surfactant A, it is preferably 0.2 or less, more preferably 0.16 or less, still more preferably 0.14 or less, still more preferable. Is 0.12 or less, more preferably 0.11 or less.
合流ステップにおいて、合流させる前の油性成分の流量は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは0.01L/h以上、より好ましくは0.1L/h以上、更に好ましくは0.15L/h以上であり、また、好ましくは150L/h以下、より好ましくは100L/h以下であり、更に好ましくは50L/h以下、より更に好ましくは10L/h以下、より更に好ましくは2L/h以下、より更に好ましくは0.5L/h以下、より更に好ましくは0.18L/h以下である。合流させる前の水性成分の流量は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは0.1L/h以上、より好ましくは1L/h以上、更に好ましくは2L/h以上であり、また、好ましくは300L/h以下、より好ましくは200L/h以下であり、更に好ましくは100L/h以下、より更に好ましくは20L/h以下、より更に好ましくは10L/h以下、より更にこのましくは3L/h以下である。合流させる前の水性成分の油性成分に対する流量比(水性成分の流量/油性成分の流量)は、少量の界面活性剤AでO/W型の分散液を得る観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは5以上、より更に好ましくは10以上、より更に好ましくは15以上であり、また、分散液中における油性成分の含有量を高める観点から、好ましくは200以下、より好ましくは100以下、更に好ましくは50以下、より更に好ましくは30以下、より更に好ましくは25以下、より更に好ましくは21以下である。 In the merging step, the flow rate of the oily components before merging is preferably 0.01 L / h or more, more preferably 0.1 L / h, from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. Above, more preferably 0.15 L / h or more, preferably 150 L / h or less, more preferably 100 L / h or less, still more preferably 50 L / h or less, still more preferably 10 L / h or less. It is even more preferably 2 L / h or less, even more preferably 0.5 L / h or less, and even more preferably 0.18 L / h or less. The flow rate of the aqueous component before merging is preferably 0.1 L / h or more, more preferably 1 L / h or more, still more preferably 2 L, from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. / H or more, preferably 300 L / h or less, more preferably 200 L / h or less, still more preferably 100 L / h or less, still more preferably 20 L / h or less, still more preferably 10 L / h or less. Even more so, it is 3 L / h or less. The flow rate ratio of the aqueous component to the oil component (flow rate of the aqueous component / flow rate of the oil component) before merging is preferably 1 or more from the viewpoint of obtaining an O / W type dispersion liquid with a small amount of surfactant A. It is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 10 or more, still more preferably 15 or more, and preferably 200 or less, more preferably 200 or less, from the viewpoint of increasing the content of the oily component in the dispersion liquid. Is 100 or less, more preferably 50 or less, still more preferably 30 or less, still more preferably 25 or less, still more preferably 21 or less.
合流ステップにおいて、合流させる際の油性成分の温度は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上であり、また、好ましくは95℃以下、より好ましくは90℃以下であり、更に好ましくは80℃以下、より更に好ましくは60℃以下、より更に好ましくは40℃以下である。合流させる際の水性成分の温度は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上であり、また、好ましくは95℃以下、より好ましくは90℃以下、更に好ましくは80℃以下、より更に好ましくは60℃以下、より更に好ましくは40℃以下である。合流させる際の油性成分の温度と水性成分の温度とは同一であってもよく、任意に設定可能である。 In the merging step, the temperature of the oily components at the time of merging is preferably 5 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher, and more preferably 10 ° C. or higher, from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. It is preferably 95 ° C. or lower, more preferably 90 ° C. or lower, still more preferably 80 ° C. or lower, still more preferably 60 ° C. or lower, still more preferably 40 ° C. or lower. The temperature of the aqueous component at the time of merging is preferably 5 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher, and preferably 95 ° C. from the viewpoint of satisfactorily dispersing and obtaining a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. Below, it is more preferably 90 ° C. or lower, still more preferably 80 ° C. or lower, still more preferably 60 ° C. or lower, still more preferably 40 ° C. or lower. The temperature of the oily component and the temperature of the aqueous component at the time of merging may be the same and can be set arbitrarily.
合流ステップにおいて、油性成分と水性成分との合流の態様は特に限定されるものではない。 In the merging step, the mode of merging the oily component and the aqueous component is not particularly limited.
油性成分と水性成分とを合流させる際の衝突の態様(角度等)としては、例えば、両方を正面衝突させて合流させる態様(耐向流衝突)、一方を他方に直交する方向から衝突させて合流させる態様、一方を他方に斜め後方から衝突させて合流させる態様、一方を他方に斜め前方から衝突させて合流させる態様、一方を他方に沿うように接触させて合流させる態様、一方を他方の全周から衝突させて合流させる態様が挙げられる。これらのうち、合流させる際の衝突の態様としては、微細な粒子が分散したO/W型の分散液を製造する観点から、両方を正面衝突させて合流させる態様(耐向流衝突)、一方を他方の全周から衝突させて合流させる態様が好ましく、水性成分の全周から油性成分を衝突させて合流させる態様がより好ましい。 Examples of the collision mode (angle, etc.) when the oil-based component and the aqueous component are merged include a mode in which both are head-on collisions and merged (counter-current collision), and one is collided from a direction orthogonal to the other. A mode of merging, a mode of colliding one with the other diagonally from the rear and merging, a mode of colliding one with the other diagonally from the front and merging, a mode of contacting one along the other and merging, one of the other An embodiment in which collisions occur from all around and merges can be mentioned. Of these, as a mode of collision at the time of merging, from the viewpoint of producing an O / W type dispersion liquid in which fine particles are dispersed, a mode in which both are head-on collided and merged (countercurrent collision). Is preferably collided from the entire circumference of the other and merged, and more preferably the oily component is collided and merged from the entire circumference of the aqueous component.
また、油性成分と水性成分との合流させる際の合流方式の態様(数等)としては、両方をそれぞれ複数の方向から衝突させて合流させる態様、一方を他方に複数の方向から衝突させて合流させる態様が挙げられる。前者では、両方をそれぞれ好ましくは2方向以上の方向から衝突させることが好ましく、また、上限は特にないが生産性の観点からそれぞれ4方向以下の方向から衝突させることが好ましい。後者では、一方を好ましくは2方向以上の方向から他方に衝突させることが好ましく、また、上限は特にないが生産性の観点から一方を4方向以下の方向から他方に衝突させることが好ましい。 Further, as the mode (number, etc.) of the merging method when the oily component and the aqueous component are merged, both are collided from a plurality of directions to be merged, and one is made to collide with the other from a plurality of directions to be merged. There is an aspect of causing the collision. In the former, it is preferable to collide both of them from two or more directions, and it is preferable to collide from four or less directions from the viewpoint of productivity, although there is no particular upper limit. In the latter, it is preferable to collide one with the other from two or more directions, and it is preferable to collide one with the other from four or less directions from the viewpoint of productivity, although there is no particular upper limit.
更に、油性成分及び/又は水性成分を、後述の細孔流通ステップにおいて合流させた流体を流通させる細孔と同様の構成の細孔に流通させた後、又は、細孔に流通させると共に、それらを合流させてもよい。 Further, the oily component and / or the aqueous component is circulated in the pores having the same composition as the pores through which the fluid merged in the pore circulation step described later is circulated, or is circulated in the pores and they are circulated. May be merged.
(細孔流通ステップ)
細孔流通ステップでは、合流ステップで合流させた流体を細孔に流通させる。
(Pore distribution step)
In the pore circulation step, the fluid merged in the merging step is circulated in the pores.
細孔の横断面形状としては、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等が挙げられる。これらのうち微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、円形が好ましい。細孔の横断面形状は、長さ方向に沿って同一形状であることが好ましい。 Examples of the cross-sectional shape of the pores include a circle, a semicircle, an ellipse, a semi-elliptical shape, a square, a rectangle, a trapezoid, a parallelogram, a star shape, and an indefinite shape. Of these, a circular shape is preferable from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. The cross-sectional shape of the pores is preferably the same along the length direction.
細孔の延びる方向は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、油性成分の流動方向及び/又は水性成分の流動方向と同一であることが好ましい。 The direction in which the pores extend is preferably the same as the flow direction of the oily component and / or the flow direction of the aqueous component from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed.
細孔の孔径は0.03〜3mmである。細孔の孔径は、高い生産性を得る観点から、好ましくは0.07mm以上、より好ましくは0.1mm以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは1mm以下、更に好ましくは0.5mm以下、より更に好ましくは0.3mm以下である。ここで、細孔の孔径は、細孔の横断面形状が円形の場合には直径であるが、細孔の横断面形状が非円形の場合には等価水力直径(4×流路面積/断面長)である。 The pore diameter of the pores is 0.03 to 3 mm. The pore diameter of the pores is preferably 0.07 mm or more, more preferably 0.1 mm or more from the viewpoint of obtaining high productivity, and preferably 1 from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. It is 5.5 mm or less, more preferably 1 mm or less, still more preferably 0.5 mm or less, still more preferably 0.3 mm or less. Here, the pore diameter is the diameter when the cross-sectional shape of the pore is circular, but when the cross-sectional shape of the pore is non-circular, the equivalent hydraulic diameter (4 × flow path area / cross section). Long).
細孔の長さは、油性成分と水性成分との混合性を高める観点から、好ましくは0.05mm以上、より好ましくは0.1mm以上、更に好ましくは0.3mm以上、より更に好ましくは0.5mm以上であり、また、油性成分と水性成分とを瞬時に混合し、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは5mm以下、より好ましくは3mm以下、より更に好ましくは1.5mm以下であり、より更に好ましくは1mm以下である。 The length of the pores is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.1 mm or more, still more preferably 0.3 mm or more, still more preferably 0, from the viewpoint of enhancing the mixing property of the oily component and the aqueous component. From the viewpoint of producing a dispersion liquid having a size of 5 mm or more and in which an oily component and an aqueous component are instantly mixed and fine particles are dispersed, the thickness is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, still more preferably 1. It is 5 mm or less, and more preferably 1 mm or less.
細孔の流路面積は、過大な圧力損失が生じて機器に障害をもたらすことを防ぐ観点から、好ましくは0.01mm2以上、より好ましくは0.03mm2以上であり、また、圧力損失を高めて油性成分と水性成分との混合性を高める観点から、好ましくは7mm2以下、より好ましくは2mm2以下、より更に好ましくは0.5mm2以下、より更に好ましくは0.1mm2以下、より更に好ましくは0.05mm2以下である。 Flow area of pores, in view of preventing to bring the fault to equipment caused excessive pressure loss, preferably 0.01 mm 2 or more, more preferably 0.03 mm 2 or more, the pressure loss From the viewpoint of increasing the mixing property of the oily component and the aqueous component, it is preferably 7 mm 2 or less, more preferably 2 mm 2 or less, still more preferably 0.5 mm 2 or less, still more preferably 0.1 mm 2 or less, and more. More preferably, it is 0.05 mm 2 or less.
細孔の長さの孔径に対する比(長さ/孔径)は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.15以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.5以上、より更に好ましくは1以上、より更に好ましくは2以上であり、また、同様の観点から、好ましくは40以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは9以下である。 The ratio of the pore length to the pore diameter (length / pore diameter) is preferably 0.15 or more, more preferably 0.2 or more, still more preferably 0, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. .5 or more, more preferably 1 or more, still more preferably 2 or more, and from the same viewpoint, preferably 40 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 10 or less, still more preferably 9 or less. Is.
細孔流通ステップにおいて、合流ステップで油性成分と水性成分とを合流させた流体を細孔に流通させる方法としては、油性成分と水性成分とを液溜め部で一旦合流させ、それらが混在状態となった流体を細孔に流通させてもよいが、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、油性成分と水性成分との合流部を細孔の直前に設ける、又は、油性成分と水性成分とを細孔内で合流させることが好ましい。 In the pore circulation step, as a method of circulating the fluid in which the oily component and the aqueous component are merged in the merging step, the oily component and the aqueous component are once merged in the liquid reservoir, and they are mixed. The fluid may be circulated through the pores, but from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, a confluence of the oil-based component and the aqueous component is provided immediately before the pores, or the oil-based component is used. It is preferable to combine the aqueous component with the pores.
細孔流通ステップにおいて、合流ステップで油性成分と水性成分とを合流させた流体を細孔に流通させる際の流体の流量は、圧力損失を高めて微細な粒子の分散液を製造する観点から、好ましくは0.1L/h以上、より好ましくは1L/h以上であり、また、過大な圧力損失が生じて機器に障害をもたらすことを防ぐ観点から、好ましくは300L/h以下、より好ましくは250L/h以下、更に好ましくは100L/h以下、より更に好ましくは50L/h以下、更に好ましくは20L/h以下、より更に好ましくは8L/h以下である。 In the pore circulation step, the flow rate of the fluid when the fluid obtained by merging the oily component and the aqueous component in the merging step is circulated through the pores is determined from the viewpoint of increasing the pressure loss and producing a dispersion of fine particles. It is preferably 0.1 L / h or more, more preferably 1 L / h or more, and preferably 300 L / h or less, more preferably 250 L, from the viewpoint of preventing excessive pressure loss from causing damage to the equipment. / H or less, more preferably 100 L / h or less, still more preferably 50 L / h or less, still more preferably 20 L / h or less, still more preferably 8 L / h or less.
圧力損失は、細孔流通前後の圧力差であり、それにより噴流の大きさを評価することができる。圧力損失は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.05MPa以上、より好ましくは0.1MPa以上、更に好ましくは0.2MPa以上、より更に好ましくは0.3MPa以上であり、また、過大な圧力損失が生じて機器に障害をもたらすことを防ぐ観点から、好ましくは10MPa以下、より好ましくは5MPa以下、更に好ましくは3MPa以下、より更に好ましくは1.5MPa以下である。なお、後述する分散液製造システムSでは、細孔流通前の圧力は、第2圧力計46bで計測される圧力(油性成分側の圧力)であり、細孔流通後の圧力は、開放系であるので0である。
The pressure loss is the pressure difference before and after the pore circulation, so that the size of the jet can be evaluated. The pressure loss is preferably 0.05 MPa or more, more preferably 0.1 MPa or more, still more preferably 0.2 MPa or more, still more preferably 0.3 MPa or more, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. Also, from the viewpoint of preventing excessive pressure loss from causing damage to the equipment, it is preferably 10 MPa or less, more preferably 5 MPa or less, still more preferably 3 MPa or less, still more preferably 1.5 MPa or less. In the dispersion liquid manufacturing system S described later, the pressure before the pore circulation is the pressure measured by the
細孔流通後の流路拡大領域での油相成分と水相成分との撹拌効率を高める観点からは、細孔流通ステップにおいて、合流ステップで合流させた流体を、乱流条件で細孔に流通させることが好ましい。このときのレイノルズ数は、細孔流通後の流路拡大領域での油相成分と水相成分との撹拌効率を高める観点から、好ましくは1000以上、より好ましくは1800以上、更に好ましくは2700以上であり、また、流路拡大領域で混合する観点から、好ましくは150000以下、より好ましくは100000以下、更に好ましくは30000以下であり、より更に好ましくは10000以下、更により好ましくは7200、より更に好ましくは6000以下である。ここで、レイノルズ数は、細孔内の平均流速u(m/s)、細孔の孔径d(m)、流体の粘度μ(Pa・s)、及び流体の密度ρ(kg/m3)の値を用いた一般的な配管流れのレイノルズ数算出式(レイノルズ数Re=duρ/μ)により求めることができる。 From the viewpoint of increasing the stirring efficiency of the oil phase component and the aqueous phase component in the flow path expansion region after the pore flow, in the pore flow step, the fluid merged in the merging step is formed into pores under turbulent flow conditions. It is preferable to distribute it. The Reynolds number at this time is preferably 1000 or more, more preferably 1800 or more, still more preferably 2700 or more, from the viewpoint of increasing the stirring efficiency of the oil phase component and the aqueous phase component in the flow path expansion region after pore circulation. From the viewpoint of mixing in the channel expansion region, it is preferably 150,000 or less, more preferably 100,000 or less, still more preferably 30,000 or less, still more preferably 10,000 or less, still more preferably 7200, still more preferably. Is less than 6000. Here, the Reynolds number is the average flow velocity u (m / s) in the pores, the pore diameter d (m), the viscosity μ (Pa · s) of the fluid, and the density ρ (kg / m 3 ) of the fluid. It can be obtained by a general Reynolds number calculation formula (Reynolds number Re = duρ / μ) of the pipe flow using the value of.
細孔流通ステップにおいて、合流ステップで油性成分と水性成分とを合流させた流体を、細孔に流通させた後に流路拡大部に流出させる。これにより乱流が発生し易くなり、粒子を微細化することができる。 In the pore circulation step, the fluid obtained by merging the oily component and the aqueous component in the merging step is circulated through the pores and then discharged to the flow path expansion portion. As a result, turbulence is likely to occur, and the particles can be made finer.
流路拡大部の流路の横断面形状としては、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等が挙げられる。これらのうち微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、円形が好ましい。流路拡大部の横断面形状は、長さ方向に沿って同一形状であることが好ましいが、長さ方向に沿って異なる形状が含まれていてもよい。 Examples of the cross-sectional shape of the flow path of the flow path expansion portion include a circle, a semicircle, an ellipse, a semi-elliptical shape, a square, a rectangle, a trapezoid, a parallelogram, a star shape, and an indefinite shape. Of these, a circular shape is preferable from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. The cross-sectional shape of the flow path enlarged portion is preferably the same shape along the length direction, but different shapes may be included along the length direction.
流路拡大部は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、細孔から最大流路径を有する部分までコーン形状に拡大するように形成されていることが好ましい。このコーン拡大角(図2におけるθ12)は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは90°以上、より好ましくは100°以上であり、また、好ましくは180°以下、より好ましくは170°以下、更に好ましくは140°以下である。 From the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, the flow path expanding portion is preferably formed so as to expand in a cone shape from the pores to the portion having the maximum flow path diameter. The cone enlargement angle (θ 12 in FIG. 2) is preferably 90 ° or more, more preferably 100 ° or more, and preferably 180 ° or less, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. It is more preferably 170 ° or less, still more preferably 140 ° or less.
流路拡大部の最大流路径は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、細孔の孔径の好ましくは2倍以上、より好ましくは3倍以上、更に好ましくは5倍以上、より更に好ましくは7倍以上であり、また、好ましくは50倍以下、より好ましくは40倍以下、より更に好ましくは30倍以下、更に好ましくは20倍以下、より更に好ましくは10倍以下である。ここで、流路拡大部の最大流路径は、流路の横断面形状が円形の場合には直径であるが、流路の横断面形状が非円形の場合には等価水力直径である。 The maximum flow path diameter of the flow path expanding portion is preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more, still more preferably 5 times or more, more preferably the pore size of the pores, from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed. It is more preferably 7 times or more, preferably 50 times or less, more preferably 40 times or less, still more preferably 30 times or less, still more preferably 20 times or less, still more preferably 10 times or less. Here, the maximum diameter of the flow path expansion portion is the diameter when the cross-sectional shape of the flow path is circular, but is the equivalent hydraulic diameter when the cross-sectional shape of the flow path is non-circular.
(分散液)
本実施形態に係る分散液の製造方法では、油性成分と水性成分とを合流させた流体を細孔に流通させることにより、水性成分に油性成分の粒子が分散した分散液が製造される。
(Dispersion)
In the method for producing a dispersion liquid according to the present embodiment, a dispersion liquid in which particles of an oil-based component are dispersed in an aqueous component is produced by circulating a fluid in which an oil-based component and an aqueous component are merged through pores.
製造される分散液の平均粒子径は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.7μm以下、更に好ましくは0.5μm以下、より更に好ましくは0.3μm以下であり、また、分散液の生産性の観点から、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.05μm以上である。ここで、分散液中の粒子の平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用い、レーザー散乱/回折法により測定されるメジアン径である。 The average particle size of the produced dispersion is preferably 1 μm or less, more preferably 0.7 μm or less, still more preferably 0.5 μm or less, still more preferably, from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. It is 0.3 μm or less, and is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, from the viewpoint of the productivity of the dispersion liquid. Here, the average particle size of the particles in the dispersion is a median size measured by a laser scattering / diffraction method using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
また、製造される分散液は、油性成分の微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、油性成分の平均粒子径が細孔の孔径の好ましくは1/100以下、より好ましくは1/200以下、更に好ましくは1/300以下であり、より更に好ましくは1/400以下であり、より更に好ましくは1/500以下であり、また、下限は特にないが、分散液の生産性の観点から、1/10000以上が好ましく、1/5000以上がより好ましく、1/2000以上が更に好ましい。 Further, the produced dispersion has an average particle diameter of the oil component preferably 1/100 or less, more preferably 1/100 or less of the pore diameter, from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles of the oil component are dispersed. It is 200 or less, more preferably 1/300 or less, even more preferably 1/400 or less, even more preferably 1/500 or less, and there is no particular lower limit, but from the viewpoint of dispersion liquid productivity. Therefore, 1/10000 or more is preferable, 1/15000 or more is more preferable, and 1/2000 or more is further preferable.
製造される分散液中における界面活性剤Aの含有量は、分散を良好に行う観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、より更に好ましくは0.3質量%以上であり、また、少量の界面活性剤Aで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下であり、更に好ましくは0.7質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下である。 The content of the surfactant A in the produced dispersion is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass, from the viewpoint of good dispersion. % Or more, more preferably 0.3% by mass or more, and from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A, preferably 1% by mass or less, more preferably 0. It is 8.8% by mass or less, more preferably 0.7% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass or less.
製造される分散液中における油剤Bの含有量は、油性成分と水性成分との混合を良好に行う観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上で、更に好ましくは4質量%以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、より更に好ましくは5質量%以下である。 The content of the oil agent B in the produced dispersion is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, still more preferably 4% by mass, from the viewpoint of satisfactorily mixing the oily component and the aqueous component. % Or more, and from the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass. % Or less.
製造される分散液中における中和剤Cの含有量は、少量の界面活性剤Aで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、より更に好ましくは0.1質量%以上であり、また、同様の観点から、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、更に好ましくは0.6質量%以下、より更に好ましくは0.5質量%以下、より更に好ましくは0.4質量%以下、より更に好ましくは0.3質量%以下である。 The content of the neutralizing agent C in the produced dispersion is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0, from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of the surfactant A. It is 0.03% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, and from the same viewpoint, preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0. It is 8% by mass or less, more preferably 0.6% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.4% by mass or less, still more preferably 0.3% by mass or less.
製造された分散液は、例えば化粧料等に用いられる。 The produced dispersion is used, for example, in cosmetics and the like.
本実施形態に係る分散液の製造方法における油性成分と水性成分との分散操作は、後述する方法で求められるセグリゲーション指数(Segregation index(Xs))が、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.1以下、より好ましくは0.08以下、更に好ましくは0.06以下、より更に好ましくは0.04以下、より更に好ましくは0.02以下、より更に好ましくは0.01以下、より更に好ましくは0.008以下、より更に好ましくは0.005以下、より更に好ましくは0.004以下となる条件で行うのがよい。下限は特にないが、0.0001以上であれば充分であり、0.001以上であってもよい。 In the dispersion operation of the oily component and the aqueous component in the method for producing the dispersion liquid according to the present embodiment, a dispersion liquid in which fine particles are dispersed has a segregation index (Xs) obtained by the method described later. From the viewpoint, it is preferably 0.1 or less, more preferably 0.08 or less, still more preferably 0.06 or less, still more preferably 0.04 or less, still more preferably 0.02 or less, still more preferably 0. It is preferable to carry out the operation under the conditions of 01 or less, more preferably 0.008 or less, still more preferably 0.005 or less, still more preferably 0.004 or less. There is no particular lower limit, but 0.0001 or more is sufficient, and 0.001 or more may be sufficient.
ここで、セグリゲーション指数(Xs)は、本実施形態に係る分散液の製造方法おける油性成分と水性成分との混合攪拌効果を示すものであり、値が小さいほど混合性が高いことを示す。セグリゲーション指数(Xs)は、学術的に混合器の混合性能評価に汎用的に用いられる指標であり、Villermaux/Dushman reactionを用いて下記式から導出することができる。なお、本反応系の詳細については、P. Guichardon and L. Falk, Chemical Engineering Science 55 (2000) 4233-4243に記載されている。 Here, the segregation index (Xs) indicates the effect of mixing and stirring the oily component and the aqueous component in the method for producing the dispersion according to the present embodiment, and the smaller the value, the higher the mixing property. The segregation index (Xs) is an index that is academically used for evaluation of the mixing performance of a mixer, and can be derived from the following equation using the Villermaux / Dushman reaction. For details of this reaction system, refer to P.I. Guichardon and L. Falk, Chemical Engineering Science 55 (2000) 4233-4243.
具体的には、まず、混合により反応する2つの水溶液として、0.171N硫酸とほう酸緩衝液とをそれぞれ準備する。ほう酸緩衝液の組成は、ほう酸0.045mol/L、水酸化ナトリウム0.045mol/L、よう素酸カリウム0.00313mol/L、及びよう化カリウム0.0156mol/Lとする。そして、この2液を混合すると、下記の中和反応(I)と、よう素が生成する酸化還元反応(II)とが同時に進行する。なお、2液の混合は、混合後の状態でほう酸緩衝液が過剰となる条件で実施する。即ち、水性成分としてほう酸緩衝液を用いる。 Specifically, first, 0.171N sulfuric acid and boric acid buffer are prepared as two aqueous solutions that react by mixing. The composition of the boric acid buffer solution is 0.045 mol / L of boric acid, 0.045 mol / L of sodium hydroxide, 0.00313 mol / L of potassium iodide, and 0.0156 mol / L of potassium iodide. Then, when these two liquids are mixed, the following neutralization reaction (I) and the redox reaction (II) produced by iodine proceed at the same time. The two liquids are mixed under the condition that the boric acid buffer solution becomes excessive in the state after mixing. That is, a boric acid buffer solution is used as the aqueous component.
(分散液製造システムS)
図1は、本実施形態に係る分散液の製造方法に用いることができる分散液製造システムSの一例を示す。
(Dispersion liquid manufacturing system S)
FIG. 1 shows an example of a dispersion liquid manufacturing system S that can be used in the dispersion liquid manufacturing method according to the present embodiment.
分散液製造システムSは、マイクロミキサー100と流体供給系等の付帯部とで構成されている。
The dispersion liquid manufacturing system S is composed of a
図2及び3は、第1の構成のマイクロミキサー100を示す。
2 and 3 show the
第1の構成のマイクロミキサー100は、流体流路部10と、その下流側に連続して設けられた流体合流縮流部20と、更にその下流側に連続して設けられた流体流出部30とを備える。
The
流体流路部10は、小径管11と大径管12とを有する。大径管12は小径管11を収容しており、それらは長さ方向を共通にし且つ同軸に配置されている。これにより、流体流路部10には、小径管11内部に第1流路11aが構成され、また、大径管12内部で且つ小径管11外部に第2流路12aが構成されている。なお、小径管11内の第1流路11aは装置一端に設けられた水性成分供給部101に連通しており、また、大径管12内の第2流路12aは装置側面に設けられた油性成分供給部102に連通している。
The fluid
小径管11の外形及び孔の横断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等であってもよい。大径管12の孔の横断面形状も、特に限定されるものではなく、小径管11と同様、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等であってもよい。但し、小径管11の外形及び孔並びに大径管12の孔のいずれの横断面形状も、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、円形であることが好ましい。また、小径管11と大径管12とは、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、横断面形状が対称となり且つ同軸となるように設けられていることが好ましい。従って、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、小径管11と大径管12とは、図3に示すように、第1流路11aの横断面形状が円形で且つ第2流路12aの横断面形状がドーナツ型形状となるように設けられた構成であることが好ましい。
The outer shape of the small-
小径管11の外形及び孔のいずれの横断面形状も、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、後述の管端部分11bを除いて、長さ方向に沿って同一形状であることが好ましい。大径管12の孔の横断面形状も、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、小径管11の管端部分11bに対応する部分を除いて、長さ方向に沿って同一形状であることが好ましい。
From the viewpoint of producing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, both the outer shape and the cross-sectional shape of the hole of the
小径管11の外形及び孔のいずれの横断面形状も円形である場合、その外径D11は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは1.6mm以上、より好ましくは2mm以上であり、また、好ましくは25mm以下、より好ましくは15mm以下、更に好ましくは10mm以下、より更に好ましくは4mm以下である。小径管11の内径D12、つまり、第1流路11aの流路径は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.8mm以上、より好ましくは1mm以上であり、また、好ましくは20mm以下、より好ましくは10mm以下、更に好ましくは5mm以下、より更に好ましくは3mm以下である。大径管12の孔の横断面形状が円形である場合、その内径D13は、好ましくは1.8mm以上、より好ましくは4mm以上であり、また、好ましくは50mm以下、より好ましくは20mm以下、更に好ましくは10mm以下、より更に好ましくは6mm以下である。小径管11と大径管12と間の第2流路12aの隙間Δ1は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.3mm以上、更に好ましくは0.7mm以上であり、また、好ましくは12.5mm以下、より好ましくは6mm以下、更に好ましくは3mm以下、より更に好ましくは1mm以下である。
When both the outer shape and the cross-sectional shape of the hole of the
小径管11の下流側の管端部分11bは、図2に示すように、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、その外周部がテーパ形状に形成されていることが好ましく、厚さ方向の横断面形状が内周側で尖った尖塔形状に形成されていることがより好ましい。
As shown in FIG. 2, the
大径管12の管内壁と小径管11の管端部分11bとの間に構成される第2流路12aの一部分となる隙間δ1は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、流体流動方向で均一であることが好ましい。その隙間δ1は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.02mm以上、より好ましくは0.05mm以上、更に好ましくは0.1mm以上であり、また、好ましくは12.5mm以下、より好ましくは6mm以下、更に好ましくは1mm以下、より更に好ましくは0.40mm以下である。
The gap δ 1 which is a part of the
流体合流縮流部20には、小径管11の管端前方に流体合流部21が構成されており、その流体合流部21に連続して細孔22が穿孔されている。流体合流部21では、第1流路11aを流通した水性成分と第2流路12aを流通した油性成分とが合流し、細孔22では、流体合流部21で合流した直後の油性成分及び水性成分が流通する。従って、第1の構成のマイクロミキサー100では、合流前の油性成分及び水性成分のいずれも細孔には流通させず、それらを合流させた流体のみを細孔22に流通させることにより分散液を製造する。
The fluid
流体合流部21は、特に限定されるものではないが、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、図2に示すように、細孔22に向かって収束した先細ったコーン形状に形成されていることが好ましい。このコーン収束角θ11は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは90°以上、より好ましくは100°以上であり、また、好ましくは180°以下、より好ましくは170°以下、更に好ましくは140°以下である。コーン収束角θ11は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、流路拡大部31がコーン形状の場合には、そのコーン拡大角θ12と同一であることが好ましい。流体合流部21の小径管11の管端、つまり、流体流路部10の終端から細孔22までの長さL1は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.02mm以上、より好ましくは0.2mm以上、更に好ましくは0.3mm以上であり、また、好ましくは20mm以下、より好ましくは10mm以下、更により好ましくは1mm以下である。
The
細孔22の横断面形状、延びる方向、孔径d1、長さl1、流路面積s1、及び長さl1の孔径d1に対する比(長さl1/孔径d1)は既述の通りである。
The cross-sectional shape of the
流体流出部30は、細孔22の前方に流路拡大部31が構成されている。流路拡大部31には、細孔22を流通した流体が流出する。なお、流路拡大部31は装置他端に設けられた分散液回収部103に連通している。
The
流体流出部30の流路の横断面形状、形状、コーン拡大角θ12、及び流路拡大部31の最大流路径D14は既述の通りである。
The cross-sectional shape and shape of the flow path of the
第1の構成のマイクロミキサー100は、各々、金属やセラミックス、樹脂等で形成された複数の部材で構成されていてもよく、そして、それらの部材の組合せによって流体流路部10、流体合流縮流部20、及び流体流出部30が構成されていてもよい。
The
第1の構成のマイクロミキサー100は、第1流路11aに連通した水性成分供給部101に、水性成分貯槽41aから延びた水性成分供給管42aが接続されている。水性成分供給管42aには、水性成分を流通させる第1ポンプ43a、水性成分の流量を検知する第1流量計44a、及び水性成分の夾雑物を除去する第1フィルタ45aが上流側から順に介設されており、第1流量計44aと第1フィルタ45aとの間の部分に水性成分の圧力を検知する第1圧力計46aが取り付けられている。第1ポンプ43a、第1流量計44a、及び第1圧力計46aのそれぞれは、流量コントローラ47に電気的に接続されている。
In the
第2流路12aに連通した油性成分供給部102には、油性成分貯槽41bから延びた油性成分供給管42bが接続されている。油性成分供給管42bには、油性成分を流通させる第2ポンプ43b、油性成分の流量を検知する第2流量計44b、及び油性成分の夾雑物を除去する第2フィルタ45bが上流側から順に介設されており、第2流量計44bと第2フィルタ45bとの間の部分に油性成分の圧力を検知する第2圧力計46bが取り付けられている。第2ポンプ43b、第2流量計44b及び第2圧力計46bのそれぞれは、流量コントローラ47に電気的に接続されている。
An oil
流量コントローラ47は、水性成分の設定流量及び設定圧力の入力が可能に構成されていると共に演算素子が組み込まれており、水性成分の設定流量情報、第1流量計44aで検知された流量情報及び第1圧力計46aで検知された圧力情報に基づいて第1ポンプ43aを運転制御する。同様に、流量コントローラ47は、油性成分の設定流量及び設定圧力の入力も可能に構成されており、油性成分の設定流量情報、第2流量計44bで検知された流量情報及び第2圧力計46bで検知された圧力情報に基づいて第2ポンプ43bを運転制御する。
The
流路拡大部31に連通した分散液回収部103からは分散液回収管48が延びて分散液回収槽49に接続されている。
A dispersion
次に、この分散液製造システムSの動作について説明する。 Next, the operation of the dispersion liquid manufacturing system S will be described.
分散液製造システムSが稼働すると、第1ポンプ43aは、連続相となる水性成分を、水性成分貯槽41aから水性成分供給管42aを介し、第1流量計44a及び第1フィルタ45aを順に経由させて流体流路部10の小径管11の第1流路11aに継続的に供給する。第1流量計44aは、検知した水相の流量情報を流量コントローラ47に送る。また、第1圧力計46aは、検知した第1圧力計46aの圧力情報を流量コントローラ47に送る。
When the dispersion liquid production system S is operated, the
第2ポンプ43bは、分散相の粒子となる油性成分を、油性成分貯槽41bから油性成分供給管42bを介し、第2流量計44b及び第2フィルタ45bを順に経由させて流体流路部10の大径管12と小径管11との間の第2流路12aに継続的に供給する。第2流量計44bは、検知した油相の流量情報を流量コントローラ47に送る。また、第2圧力計46bは、検知した第2圧力計46bの圧力情報を流量コントローラ47に送る。
In the
流量コントローラ47は、水性成分の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、第1流量計44aで検知された流量情報及び第1圧力計46aで検知された圧力情報に基づいて、水性成分の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるように第1ポンプ43aを運転制御する。それと共に、流量コントローラ47は、油性成分の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、第2流量計44bで検知された流量情報及び第2圧力計46bで検知された圧力情報に基づいて、油性成分の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるように第2ポンプ43bを運転制御する。
The
第1の構成のマイクロミキサー100において、流体流路部10では、水性成分が第1流路11aを流通すると共に、油性成分が第2流路12aを流通する。このとき、水性成分の圧力は例えば0.01〜5MPaである。油性成分の圧力は例えば0.01〜5MPaである。そして、水性成分の流量設定及び圧力設定により水性成分の流量(L/h)、並びに油性成分の流量設定及び圧力設定により油性成分の流量(L/h)をそれぞれ前述のように調整する。
In the
流体合流縮流部20では、流体流路部10から流出した油性成分及び水性成分は、流体合流部21において、流動する水性成分に対し、斜め後方からで且つその全周から油性成分が衝突する態様で合流する。このとき、流体合流縮流部20では、油性成分及び水性成分を合わせた流体の流量(L/h)を前述のように調整する。この流速は、油性成分及び水性成分のそれぞれの流量設定及び圧力設定により制御することができる。
In the fluid merging and condensing
流体合流部21において合流した油性成分及び水性成分は細孔22を流通する過程で混合される。このとき、流体合流域21で合流させた油性成分及び水性成分の流動条件は、油性成分及び水性成分のそれぞれの流量設定及び圧力設定により制御することができる。
The oily component and the aqueous component merged in the
流体流出部30では、流路拡大部31において、細孔22を流通した油性成分及び水性成分を含む流体が流出し、油性成分と水性成分との間の対流混合により分散液が製造される。
In the
流路拡大部31に連通した分散液回収部103からは、製造された分散液が分散液回収管48を介して分散液回収槽49に回収される。
From the dispersion
図4(a)〜(c)は、第2の構成のマイクロミキサー100を示す。なお、第1の構成と同一名称の部分は第1の構成と同一符号で示す。
4 (a) to 4 (c) show the
第2の構成のマイクロミキサー100は、流体流路部10と、その下流側に連続して設けられた流体合流縮流部20と、更にその下流側に連続して設けられた流体流出部30とを備える。
The
流体流路部10は、1本の小径管11と大径管12とを有する。大径管12は小径管11を収容しており、それらは長さ方向を共通にし且つ同軸に配置されている。これにより、流体流路部10には、小径管11内部に第1流路11aが構成され、また、大径管12内部で且つ小径管11外部に第2流路12aが構成されている。小径管11の管端面は、軸方向に垂直な面に形成されている。小径管11内の第1流路11aは水性成分供給部101に連通し、また、大径管12内の第2流路12aは油性成分供給部102に連通している。これにより、第1流路11aには水性成分が流通すると共に、第2流路12aには油性成分が流通する。このような流体流路部10が簡易な二重管構造を有する第2の構成のマイクロミキサー100は、分解洗浄によるメンテナンスが容易である。
The fluid
流体合流縮流部20は、大径管12に連続した管構造を有し、その前端が軸方向に垂直な壁により封じられており、その壁の中央に細孔22が穿孔されている。これにより、流体合流縮流部20には、小径管11の管端前方に円筒空間の流体合流部21が構成されている。流体合流部21の長さ、つまり、流体流路部10の終端から細孔22までの長さL2は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、更に好ましくは0.5mm以上であり、また、好ましくは3.0mm以下、より好ましくは2.0mm以下、更に好ましくは1.5mm以下である。流体合流部21では、第1流路11aを流通した水性成分と第2流路12aを流通した油性成分とが合流し、細孔22では、流体合流部21で合流した油性成分及び水性成分からなる流体が流通する。従って、第2の構成のマイクロミキサー100では、第1の構成のマイクロミキサー100と同様、合流前の油性成分及び水性成分のいずれも細孔には流通させず、それらを合流させた流体のみを細孔22に流通させることにより分散液を製造する。
The fluid
流体流出部30は、細孔22の前方に円筒空間の流路拡大部31が構成されている。流路拡大部31には、細孔22を流通した流体が流出する。なお、流路拡大部31は分散液回収部103に連通している。
The
その他の構成及び動作は、第1の構成のマイクロミキサー100の場合と同一である。
Other configurations and operations are the same as in the case of the
ところで、流体流路部10から流出して流体合流部21で接触した油性成分及び水性成分は、最終的には細孔22により混合される。このとき、より高速な混合性能を得るためには、流体合流部21でのそれらの混在状態が、各液の微小なセグメントで構成されていればよい。従って、第1流路11aの数がより多いことが好ましく、図4(a)及び(b)に示すように小径管11が1本である場合よりも、図5(a)及び(b)に示すように小径管11が複数本である場合の方が、より高速な混合特性を得ることができる。また、図5(a)及び(b)に示すように第1流路11aが3以上ある場合、第3の液をいずれかの第1流路11aに流通させることも可能である。
By the way, the oily component and the aqueous component that flow out from the fluid
なお、第1及び第2の構成のマイクロミキサー100では、小径管11の内側を、油性成分を流通させる第2流路、及び大径管12の内側で且つ小径管11の外側の部分を、水性成分を流通させる第1流路として使用することもできる。
In the
図6は、第3の構成のマイクロミキサー100を示す。なお、第1の構成と同一名称の部分は第1の構成と同一符号で示す。
FIG. 6 shows a
第3の構成のマイクロミキサー100は、直線管部分110と、その直線管部分110の中央部分から分岐して直交方向に延びた分岐管部分120とからなるT字管により構成されている。このようなT字管のマイクロミキサー100は、装置構成が簡易であり、分解洗浄によるメンテナンスも容易である。
The
直線管部分110の一端部は水性成分供給部101に、また、直線管部分110の他端部は油性成分供給部102に、更に、分岐管部分120の端部は分散液回収部103にそれぞれ構成されている。
One end of the
直線管部分110は、両側が大孔径部分に構成されている一方、中央部分が大孔径部分から不連続に流路が狭くなった小孔径部分に構成されており、そのうち、一端側が第1流路11aに、また、他端側が第2流路12aにそれぞれ構成されている。
The
分岐管部分120は、管軸に沿って延びて直線管部分110内に連通した細孔22が形成されており、直線管部分110の中央部、つまり、分岐管部分120への分岐部の管内が細孔22に連続する流体合流部21に構成されている。分岐管部分120には、細孔22に続いて不連続に流路が拡大した円筒空間の流路拡大部31が構成されている。
The
直線管部分110の両側の大孔径部分及び分岐管部分の流路拡大部31の内径D31,D32,D34は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは0.5mm以上であり、また、好ましくは5.0mm以下、より好ましくは3.0mm以下、更に好ましくは1.0mm以下である。第1流路11a及び第2流路12aのそれぞれは、内径D33、流路断面積、つまり、孔面積が細孔22と同一乃至同程度である。従って、第3の構成のマイクロミキサー100では、合流前の水性成分及び油性成分をそれぞれ、細孔を構成する第1流路11a及び第2流路12aに流通させると共にそれらを合流させ、続いて、それらを合流させた流体を細孔22に流通させることにより分散液を製造する。圧損を小さく抑える観点からは、第1流路11a及び第2流路12aの長さ、つまり、孔長さも細孔22と同一乃至同程度であることが好ましい。
The inner diameters D 31 , D 32 , and D 34 of the large pore diameter portions on both sides of the
細孔22の形状及び寸法等の構成、並びに分散液の製造における動作は、第1の構成のマイクロミキサー100の場合と同一である。
The configuration such as the shape and size of the
ところで、図6に示す第3の構成のマイクロミキサー100では、油性成分及び水性成分の流体合流部21に向かうそれぞれの流動方向と細孔22の延びる方向とが相互に異なる構成であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図7に示すように、直線管部分110の一端部が水性成分供給部101に、また、分岐管部分120の端部が油性成分供給部102に、更に、直線管部分110の他端部が分散液回収部103にそれぞれ構成され、油性成分及び水性成分の流体合流部21に向かうそれぞれの流動方向のいずれか一方が細孔22の延びる方向と同一である構成であってもよい。但し、高い混合性能を得ることができるという観点からは、図6に示す第3の構成のマイクロミキサー100のように、油性成分及び水性成分の流体合流部21に向かうそれぞれの流動方向と細孔22の延びる方向とが相互に異なる構成であることが好ましい。
By the way, in the
また、図6に示す第3の構成のマイクロミキサー100では、直線管部分110の中央部分の流路が狭くなった第1流路11a及び第2流路12aを有する構成であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図8に示すように、直線管部分110に一端から他端まで一様な流路が形成された構成であってもよい。なお、図8に示すマイクロミキサー100では、合流前の油性成分及び水性成分のいずれも細孔には流通させず、それらを合流させた流体のみを細孔22に流通させることにより分散液を製造する。
Further, the
更に、図6に示す第3の構成のマイクロミキサー100では、直線管部分110と分岐管部分120とが細孔22を介して連通した構成であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図9に示すように、流路が一様である直線管部分110及び分岐管部分120を有するT字管で本体部分が構成され、その分岐管部分120の端部開口を封じるように中央に細孔22が形成された板状部材130が設けられた構成であってもよい。なお、図9に示すマイクロミキサー100でも、合流前の油性成分及び水性成分のいずれも細孔には流通させず、それらを合流させた流体のみを細孔22に流通させることにより分散液を製造する。
Further, in the
図10は、第4の構成のマイクロミキサー100を示す。なお、第1の構成と同一名称の部分は第1の構成と同一符号で示す。
FIG. 10 shows a
第4の構成のマイクロミキサー100は、3本の第1〜第3管111〜113が突き合わされると共に結合されて流路が連通したY字管により構成されている。このようなY字管のマイクロミキサー100は、装置構成が簡易であり、分解洗浄によるメンテナンスも容易である。
The
第1管111の端部は水性成分供給部101に、また、第2管部112の端部は油性成分供給部102に、更に、第3管113の端部は分散液回収部103にそれぞれ構成されている。
The end of the
第1〜第3管111〜113のそれぞれは、端部側が大孔径部分に構成されている一方、結合端側が大孔径部分から不連続に流路が狭くなった小孔径部分に構成されており、第1管111に第1流路11aが、また、第2管112に第2流路12aが、更に、第3管113に細孔22がそれぞれ構成されている。これらの第1流路11aを構成する第1管111の小孔径部分、第2流路12aを構成する第2管112の小孔径部分、及び細孔22の結合部が流体合流部21に構成されている。第3管113には、細孔22に続いて不連続に流路が拡大した円筒空間の流路拡大部31が構成されている。
Each of the first to
第1〜第3管111〜113の大孔径部分及び流路拡大部31の内径D41,D42,D45はそれぞれ、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは1.0mm以上であり、また、好ましくは5.0mm以下、より好ましくは3.0mm以下、更に好ましくは1.2mm以下である。また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、D41、D42及びD45は同一であることが好ましい。また、第1流路11a及び第2流路12aのそれぞれは、内径D43,D44、流路断面積、つまり、孔面積が細孔22と同一乃至同程度である。従って、第4の構成のマイクロミキサー100では、合流前の水性成分及び油性成分をそれぞれ、細孔を構成する第1流路11a及び第2流路12aに流通させると共にそれらを合流させ、続いて、それらを合流させた流体を細孔22に流通させることにより分散液を製造する。圧損を小さく抑える観点からは、第1流路11a及び第2流路12aの長さL43,L44、つまり、孔長さは細孔22と同一乃至同程度であることが好ましい。
The large pore size portions of the first to
第1流路11aの延びる方向と細孔22の延びる方向とがなす角度Θ41及び第2流路12aの延びる方向と細孔22の延びる方向とがなす角度Θ42は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、それぞれ好ましくは90°を超え、より好ましくは100°以上、更に好ましくは120°以上、より更に好ましくは140°以上であり、そして同様の観点から、好ましくは180°未満、より好ましくは170°以下、更に好ましくは160°以下である。また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、Θ41=Θ42であることが好ましい。第1流路11aと第2流路12aとがなす角度Θ43は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは0°を超え、より好ましくは20°以上、更に好ましくは40°以上、そして同様の観点から、好ましくは180°未満、より好ましくは160°以下、更に好ましくは120°以下、より更に好ましくは80°以下である。
Fine particles are dispersed in the angle Θ 41 formed by the extending direction of the
細孔22の形状及び寸法等の構成、並びに分散液の製造における動作は、第1の構成のマイクロミキサー100の場合と同一である。
The configuration such as the shape and size of the
(分散液の製造実験)
上記実施形態の図1に示すのと同様の構成の分散液製造システムSを用いて分散液の製造実験を行った。
(Dispersion liquid manufacturing experiment)
A dispersion liquid production experiment was conducted using a dispersion liquid production system S having the same configuration as that shown in FIG. 1 of the above embodiment.
実施例1〜4及び6〜8並びに比較例5及び6では、図2及び3に示す第1の構成のマイクロミキサー100であって、小径管11の外径D11:3mm、小径管11の内径D12:2mm、大径管12の内径D13:4.71mm、小径管11と大径管12との隙間Δ1:0.855mm、小径管11と大径管12との隙間δ1:0.25mm、流体流路部10の終端から細孔22までの長さL1:0.68mm、流体合流部21のコーン収束角θ11:120°、細孔22の孔径d1:0.22mm、細孔22の長さl1:0.55mm、細孔22の流路面積s1:0.038mm2、細孔22の長さl1/細孔22の孔径d1:2.5、流路拡大部31のコーン拡大角θ12:120°、流路拡大部31の最大流路径D14:2mm、及び最大流路径D14/細孔22の孔径d1:9.1の構成のものを用いた。また、実施例5及び9並びに比較例11では、細孔22の孔径d1:0.40mm及び細孔22の流路面積s1:0.126mm2に変更し、細孔22の長さl1/細孔22の孔径d1:1.4及び最大流路径D14/細孔22の孔径d1:5.0の構成のものを用いた。
In Examples 1 to 4 and 6 to 8 and Comparative Examples 5 and 6, the
実施例10〜12では、図4(a)〜(c)に示す第2の構成のマイクロミキサー100であって、小径管11の外径D21:3.18mm、小径管11の内径D22:2.18mm、大径管12の内径D23:4.35mm、小径管11と大径管12との隙間Δ2:0.59mm、流体流路部10の終端から細孔22までの長さL2:1.0mm、細孔22の孔径d2:0.3mm、細孔22の長さl2:0.9mm、細孔22の流路面積s2:0.071mm2、細孔22の長さl2/細孔22の孔径d2:3.0、流路拡大部31の最大流路径D24:1.6mm、及び最大流路径D24/細孔22の孔径d2:5.3の構成のものを用いた。
In Examples 10 to 12, the
実施例13〜15では、図6に示す第3の構成のマイクロミキサー100であって、直線管部分110の長さL31:33.52mm、直線管部分110における両側の大孔径部分の内径D31,D32:0.8mm、第1流路11a及び第2流路12aを構成する小孔径部分の内径D33:0.3mm、小孔径部分の長さL32:2.6mm、細孔22の孔径d3:0.3mm、細孔22の長さl3:0.9mm、細孔22の流路面積s3:0.071mm2、細孔22の長さl3/細孔22の孔径d3:3.0、分散液回収部103における流路拡大部31の最大流路径D34:0.8mm、及び最大流路径D34/細孔22の孔径d3:2.7の構成のものを用いた。
In Examples 13 to 15, in the
実施例16及び17では、図10に示す第4の構成マイクロミキサー100であって、水性成分供給部101及び油性成分供給部102の大孔径部分の内径D41,D42:1.09mm、大孔径部分の長さL41,L42:30.0mm、第1流路11a及び第2流路12aを構成する小孔径部分の内径D43,D44:0.15mm、小孔径部分の長さL43,L44:1.2mm、細孔22の孔径d4:0.15mm、細孔22の長さl4:1.2mm、細孔22の流路面積s4:0.018mm2、細孔22の長さl4/細孔22の孔径d4:8.0、分散液回収部103における流路拡大部31の最大流路径D45:1.09mm、流路拡大部31の長さL45:30.0mm、及び最大流路径D45/細孔22の孔径d4:7.3、並びに第1流路11aの延びる方向と細孔22の延びる方向とがなす角度Θ41:150°、第2流路12aの延びる方向と細孔22の延びる方向とがなす角度Θ42:150°、及び第1流路11aと第2流路12aとがなす角度Θ43:60°の構成のものを用いた。
In Examples 16 and 17, in the
なお、比較例1〜4及び7〜10では、ホモミキサー TKホモミクサーMARKII2.5(プライミクス社製)を用いた。 In Comparative Examples 1 to 4 and 7 to 10, a homomixer TK homomixer MARKII2.5 (manufactured by Primix Corporation) was used.
表1及び2、並びに表7は、それぞれの油性成分及び水性成分の組成を示す。なお、用いた材料は以下の通りである。 Tables 1 and 2 and Table 7 show the compositions of the oily and aqueous components, respectively. The materials used are as follows.
―界面活性剤A―
・カチオン性界面活性剤 第二級アミン化合物 1−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−3−イソステアリルオキシ−2−プロパノール:花王社製 下記式(1)
-Surfactant A-
-Cantic surfactant Secondary amine compound 1- (2-Hydroxyethylamino) -3-isostearyloxy-2-propanol: manufactured by Kao Corporation The following formula (1)
・アニオン性界面活性剤 N−長鎖アシルアミノ酸 N−ステアロイル−L−グルタミン酸 アミソフトHA−P:味の素社製 下記式(2) -Anionic surfactant N-long-chain acyl amino acid N-stearoyl-L-glutamic acid Amisoft HA-P: Ajinomoto Co., Inc. formula (2)
・カチオン性界面活性剤 第三級アミン N,N−ジメチル−3−オクタデシルオキシプロピルアミン ファーミンDM E‐80:花王社製
・アニオン性界面活性剤 脂肪酸 オレイン酸 ルナック O‐LL−V:花王社製
−油剤B−
・モノカプリン酸グリセリン ホモテックスPT:花王社製
・2−オクチルドデカノール カルコール200GD:花王社製
・ジカプリン酸ネオペンチルグリコール エステモールN−01:日清オイリオ社製
−中和剤C−
・L−グルタミン酸:味の素社製 下記式(3)
・ Cationic surfactant Tertiary amine N, N-dimethyl-3-octadecyloxypropylamine Farmin DM E-80: manufactured by Kao Corporation ・ Anionic surfactant fatty acid oleic acid Lunac O-LL-V: manufactured by Kao Corporation -Oil B-
・ Glycerin monocaprate Homotex PT: manufactured by Kao Corporation ・ 2-octyldodecanol Calcol 200GD: manufactured by Kao Corporation ・ Neopentyl glycol dicaplateate manufactured by Estemol N-01: manufactured by Nisshin Oillio Co.
・ L-Glutamic acid: Ajinomoto Co., Inc. formula (3)
・L−アルギニン:味の素社製 下記式(4) ・ L-Arginine: Ajinomoto Co., Inc. formula (4)
・乳酸 ムサシノ乳酸:武蔵野化学研究所社製
・水酸化カリウム水溶液 1M KOH:キシダ化学社製
―その他―
・4−ヒドロキシ安息香酸メチル:キシダ化学社製
・86%グリセリン 日本薬局方グリセリン:花王社製
表3及び4、並びに表8は、油性成分と水性成分との混合条件等を示す。
・ Lactic acid Musashino lactic acid: manufactured by Musashino Chemical Research Institute ・ Potassium hydroxide aqueous solution 1M KOH: manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd. ―Others―
-Methyl 4-hydroxybenzoate: manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.-86% glycerin Japanese Pharmacopoeia Glycerin: manufactured by Kao Corporation Tables 3 and 4 and Table 8 show the mixing conditions of the oily component and the aqueous component.
レイノルズ数は、細孔の孔径d(m)、この細孔の孔径と細孔に流通させる流体の流量とより算出される管内平均流速u(m/s)、水性成分の代表値として水の粘度μ:0.001(Pa・s)及び水の密度ρ:1000(kg/m3)を用いて、前述のレイノルズ数算出式(レイノルズ数Re=duρ/μ)に基づいて算出した。 The Reynolds number is the pore diameter d (m) of the pores, the average flow velocity u (m / s) in the pipe calculated from the pore diameter of the pores and the flow rate of the fluid flowing through the pores, and water as a representative value of the aqueous component. It was calculated based on the above-mentioned Reynolds number calculation formula (Reynolds number Re = duρ / μ) using a viscosity μ: 0.001 (Pa · s) and a water density ρ: 1000 (kg / m 3 ).
セグリゲーション指数(Xs)については以下のようにして算出した。水性成分に代替するほう酸緩衝液と油性成分に代替する0.171N硫酸とを前述の通り準備した。ほう酸緩衝液の組成は、ほう酸0.045mol/L、水酸化ナトリウム0.045mol/L、よう素酸カリウム0.00313mol/L、及びよう化カリウム0.0156mol/Lとした。これらの2液を、各実施例或いは各比較例と同一の条件で混合し、混合1分後の溶液の波長353nmの光に対する吸光度を測定した。吸光度は、分光光度計(島津製作所社製 装置名:UVmini−1240)を用いて測定した。そして、その吸光度の測定結果から前述の(IV)式に従ってセグリゲーション指数(Xs)を算出した。
The segregation index (Xs) was calculated as follows. A boric acid buffer solution to replace the aqueous component and 0.171N sulfuric acid to replace the oily component were prepared as described above. The composition of the boric acid buffer was 0.045 mol / L of boric acid, 0.045 mol / L of sodium hydroxide, 0.00313 mol / L of potassium iodide, and 0.0156 mol / L of potassium iodide. These two solutions were mixed under the same conditions as in each Example or Comparative Example, and the absorbance of the
表5及び6、並びに表9は、得られた分散液の組成及び液滴粒子の平均粒子径を示す。 Tables 5 and 6 and Table 9 show the composition of the obtained dispersion and the average particle size of the droplet particles.
液滴粒子の平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置 LA−920(堀場製作所社製)を用い、レーザー散乱/回折法により測定した油性成分のメジアン径として求めた。なお、測定に際しては、フロー式の測定セルを用い、循環速度:4、相対屈折率(分散質屈折率/分散媒屈折率):1.20を用いて25℃で測定を行った。 The average particle size of the droplet particles was determined as the median size of the oily component measured by the laser scattering / diffraction method using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device LA-920 (manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd.). In the measurement, a flow type measurement cell was used, and the measurement was performed at 25 ° C. using a circulation speed of 4 and a relative refractive index (dispersive refractive index / dispersion medium refractive index): 1.20.
<実施例1>
油性成分として、カチオン性界面活性剤Aである第二級アミンの1−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−3−イソステアリルオキシ−2−プロパノールを8.00質量%、油剤Bであるモノカプリン酸グリセリンを51.60質量%、及び油剤Bである2−オクチルドデカノールを40.40質量%それぞれ含む均一溶液を準備して油性成分貯槽41bに仕込んだ。従って、油性成分における界面活性剤Aの含有量は8.00質量%であり、油剤Bの含有量は92.00質量%である。油性成分における界面活性剤A及び油剤Bの合計の含有量は100質量%であり、油剤Bに対する界面活性剤Aの質量比は0.09である。この油性成分は、常温(25℃)において液体であった。
<Example 1>
As an oil component, 8.00% by mass of 1- (2-hydroxyethylamino) -3-isostearyloxy-2-propanol, which is a secondary amine which is a cationic surfactant A, and monocapric acid, which is an oil agent B, are used. A uniform solution containing 51.60% by mass of glycerin and 40.40% by mass of 2-octyldodecanol, which is an oil agent B, was prepared and charged into the oil
水性成分として、中和剤CであるL−グルタミン酸を0.13質量%、4−ヒドロキシ安息香酸メチルを0.21質量%、86%グリセリンを21.05質量%、及びイオン交換水を78.61質量%それぞれ含む均一溶液を準備して水性成分貯槽41aに仕込んだ。従って、水性成分における中和剤Cの含有量は0.13質量%である。
As aqueous components, the neutralizing agent C, L-glutamic acid, was 0.13% by mass, methyl 4-hydroxybenzoate was 0.21% by mass, 86% glycerin was 21.05% by mass, and ion-exchanged water was 78. A uniform solution containing 61% by mass of each was prepared and charged into the aqueous
そして、分散液製造システムSを稼働させ、マイクロミキサー100において、常温下(25℃)、水性成分/油性成分の混合質量比が95.0/5.0(=19.0)となるように、油性成分の流量を0.17L/h及び水性成分の流量を2.83L/h、従って、水性成分/油性成分の混合流量比を16.6並びに細孔22に流通させる流体の流量を3.00L/hとして油性成分と水性成分とを混合することにより分散液(乳化物)を得た。
Then, the dispersion liquid production system S is operated so that the mixed mass ratio of the aqueous component / oil component becomes 95.0 / 5.0 (= 19.0) at room temperature (25 ° C.) in the
合流させた流体において、界面活性剤Aに対する中和剤Cのモル当量比(中和剤C/界面活性剤A)は0.79である。また、界面活性剤Aの含有量(質量%)×モル当量比(中和剤C/界面活性剤A)/油剤Bの含有量(質量%)は0.065である。マイクロミキサー100の細孔22における流体のレイノルズ数は4.8×103である。このレイノルズ数の算出には、細孔の孔径d1:0.22mm、流体の流量:3.00L/hより算出される管内平均流速u:21.9m/sを用いた。マイクロミキサー100の細孔22の前後の圧力損失は0.75MPaであった。
In the merged fluid, the molar equivalent ratio of the neutralizing agent C to the surfactant A (neutralizing agent C / surfactant A) is 0.79. The content (mass%) of the surfactant A x molar equivalent ratio (neutralizing agent C / surfactant A) / oil agent B content (mass%) is 0.065. The Reynolds number of the fluid in the
得られた分散液における各成分の含有量は、1−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−3−イソステアリルオキシ−2−プロパノールが0.40質量%、モノカプリン酸グリセリンが2.58質量%、2−オクチルドデカノールが2.02質量%、L−グルタミン酸が0.12質量%、4−ヒドロキシ安息香酸メチルが0.20質量%、グリセリンが20.0質量%(86%グリセリン換算、以下同様)、及びイオン交換水が74.68質量%であった。 The content of each component in the obtained dispersion was 0.40% by mass for 1- (2-hydroxyethylamino) -3-isostearyloxy-2-propanol, 2.58% by mass for glycerin monocaprate, and 2-octyldodecanol is 2.02% by mass, L-glutamic acid is 0.12% by mass, methyl 4-hydroxybenzoate is 0.20% by mass, and glycerin is 20.0% by mass (86% glycerin equivalent, the same applies hereinafter). ), And ion-exchanged water was 74.68% by mass.
得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径は0.167μmであった。 The average particle size of the droplet particles of the oily component in the obtained dispersion was 0.167 μm.
<実施例2〜9>
実施例2〜9では、表1に示す組成の油性成分及び水性成分を用い、実施例1と同様にして、表3に示す条件で分散液製造システムSを稼働させ、表5に示す分散液(乳化物)を得た。
<Examples 2 to 9>
In Examples 2 to 9, the oil-based component and the aqueous component having the compositions shown in Table 1 were used, and the dispersion liquid production system S was operated under the conditions shown in Table 3 in the same manner as in Example 1, and the dispersion liquid shown in Table 5 was operated. (Emulsion) was obtained.
実施例6〜8の分散操作におけるセグリゲーション指数(XS)は3.4×10−3であった。なお、混合1分後のI3 −イオンは、波長353nmの光に対する吸光度から求めた値で、3.94×10−6mol/Lであった。また、[H+]0及び[I2]はそれぞれ0.171mol/L及び3.13×10−7mol/Lであったので、Yは9.95×10−4であった。また、[IO3 −]0及び[H2BO3 −]0はそれぞれ0.00313mol/L及び0.045mol/Lであったので、YSTは0.294であった。 Segregation index in the dispersion procedure of Example 6-8 (X S) was 3.4 × 10 -3. The I 3 - ion after 1 minute of mixing was 3.94 × 10-6 mol / L, which was a value obtained from the absorbance with respect to light having a wavelength of 353 nm. Further, [H + ] 0 and [I 2 ] were 0.171 mol / L and 3.13 × 10 -7 mol / L, respectively, so Y was 9.95 × 10 -4 . Also, [IO 3 -] 0 and [H 2 BO 3 -] Because 0 was respectively 0.00313mol / L and 0.045mol / L, Y ST was 0.294.
<比較例1〜4>
比較例1〜4では、表2に示すように、実施例1〜4と同一組成の油性成分及び水性成分を準備し、そして、それらをビーカーで混合した後、ホモミキサーを用いて8000r/minの回転数で1分間混合して、表6に示す分散液(乳化物)を得た。このとき、比較例1〜3では、油性成分40.0gと水性成分760.0gとを混合した(水性成分/油性成分の混合質量比:95.0/5.0(=19.0))。比較例4では、油性成分37.4gと水性成分762.6gとを混合した(水性成分/油性成分の混合質量比:95.3/4.7(=20.3))。
<Comparative Examples 1 to 4>
In Comparative Examples 1 to 4, as shown in Table 2, oily components and aqueous components having the same composition as in Examples 1 to 4 were prepared, mixed in a beaker, and then 8000 r / min using a homomixer. The mixture was mixed at the same rotation speed for 1 minute to obtain a dispersion (emulsion) shown in Table 6. At this time, in Comparative Examples 1 to 3, 40.0 g of the oily component and 760.0 g of the aqueous component were mixed (mixed mass ratio of aqueous component / oily component: 95.0 / 5.0 (= 19.0)). .. In Comparative Example 4, 37.4 g of the oily component and 762.6 g of the aqueous component were mixed (mixed mass ratio of aqueous component / oily component: 95.3 / 4.7 (= 20.3)).
比較例1〜4の分散操作におけるセグリゲーション指数(XS)は2.3×10−1であった。なお、混合1分後のI3 −イオンは、波長353nmの光に対する吸光度から求めた値で、2.68×10−4mol/Lであった。また、[H+]0及び[I2]はそれぞれ0.171mol/L及び2.13×10−5mol/Lであったので、Yは6.76×10−2であった。また、[IO3 −]0及び[H2BO3 −]0はそれぞれ0.00313mol/L及び0.045mol/Lであったので、YSTは0.294であった。これは後述の比較例7〜10も同じである。 Segregation index in the dispersion operation of Comparative Example 1 to 4 (X S) was 2.3 × 10 -1. The I 3 - ion after 1 minute of mixing was 2.68 × 10 -4 mol / L, which was a value obtained from the absorbance with respect to light having a wavelength of 353 nm. Also, [H +] 0 and so [I 2] were, respectively, 0.171 mol / L and 2.13 × 10 -5 mol / L, Y was 6.76 × 10 -2. Also, [IO 3 -] 0 and [H 2 BO 3 -] Because 0 was respectively 0.00313mol / L and 0.045mol / L, Y ST was 0.294. This also applies to Comparative Examples 7 to 10 described later.
<比較例5及び6>
比較例5及び6では、表2に示す組成の油性成分及び水性成分を用い、実施例1と同様にして、表4に示す条件で分散液製造システムSを稼働させ、表6に示す分散液(乳化物)を得た。比較例5及び6では、界面活性剤Aを油性成分に含有させずに水性成分に含有させた。
<Comparative Examples 5 and 6>
In Comparative Examples 5 and 6, the oily component and the aqueous component having the compositions shown in Table 2 were used, and the dispersion liquid production system S was operated under the conditions shown in Table 4 in the same manner as in Example 1, and the dispersion liquid shown in Table 6 was operated. (Emulsion) was obtained. In Comparative Examples 5 and 6, the surfactant A was not contained in the oily component but was contained in the aqueous component.
<比較例7〜9>
比較例7〜9では、表2に示すように、実施例6〜8と同一組成の油性成分及び水性成分を準備し、そして、それらをビーカーで混合した後、ホモミキサーを用いて8000r/minの回転数で1分間混合して、表6に示す分散液(乳化物)を得た。このとき、比較例7では、油性成分38.4gと水性成分761.6gとを混合した(水性成分/油性成分の混合質量比:95.2/4.8(=19.8))。比較例8では、油性成分44.8gと水性成分755.2gとを混合した(水性成分/油性成分の混合質量比:94.4/5.6(=16.9))。比較例9では、油性成分40.0gと水性成分760.0gとを混合した(水性成分/油性成分の混合質量比:95.0/5.0(=19.0))。
<Comparative Examples 7-9>
In Comparative Examples 7 to 9, as shown in Table 2, oily components and aqueous components having the same composition as in Examples 6 to 8 were prepared, mixed in a beaker, and then 8000 r / min using a homomixer. The mixture was mixed at the same rotation speed for 1 minute to obtain a dispersion (emulsion) shown in Table 6. At this time, in Comparative Example 7, 38.4 g of the oily component and 761.6 g of the aqueous component were mixed (mixed mass ratio of aqueous component / oily component: 95.2 / 4.8 (= 19.8)). In Comparative Example 8, 44.8 g of the oily component and 755.2 g of the aqueous component were mixed (mixed mass ratio of the aqueous component / oily component: 94.4 / 5.6 (= 16.9)). In Comparative Example 9, 40.0 g of the oily component and 760.0 g of the aqueous component were mixed (mixed mass ratio of aqueous component / oily component: 95.0 / 5.0 (= 19.0)).
<比較例10>
比較例10では、表2に示す組成の油性成分及び水性成分を準備し、そして、油性成分52.8gと水性成分747.2gとをビーカーで混合した後(水性成分/油性成分の混合質量比:93.4/6.6(=14.2))、ホモミキサーを用いて8000r/minの回転数で1分間混合して、表6に示す分散液(乳化物)を得た。比較例10では、油性成分に多量の界面活性剤Aを含有させ、ホモミキサーを用いて分散液を作製した。
<Comparative Example 10>
In Comparative Example 10, the oily component and the aqueous component having the composition shown in Table 2 were prepared, and after 52.8 g of the oily component and 747.2 g of the aqueous component were mixed in a beaker (mixed mass ratio of the aqueous component / oily component). : 93.4 / 6.6 (= 14.2)), mixed for 1 minute at a rotation speed of 8000 r / min using a homomixer to obtain a dispersion (emulsion) shown in Table 6. In Comparative Example 10, a large amount of surfactant A was contained in the oily component, and a dispersion was prepared using a homomixer.
<比較例11>
比較例11では、表2に示す組成の油性成分及び水性成分を用い、実施例1と同様にして、表4に示す条件で分散液製造システムSを稼働させ、表6に示す分散液(乳化物)を得た。比較例11では、油性成分に界面活性剤Aを含有させず、水性成分に多量の界面活性剤Aを含有させ、マイクロミキサー100を用いて分散液を作製した。
<Comparative Example 11>
In Comparative Example 11, using the oily component and the aqueous component having the compositions shown in Table 2, the dispersion liquid production system S was operated under the conditions shown in Table 4 in the same manner as in Example 1, and the dispersion liquid (emulsification) shown in Table 6 was operated. I got a thing). In Comparative Example 11, the oily component did not contain the surfactant A, the aqueous component contained a large amount of the surfactant A, and a dispersion liquid was prepared using the
<実施例10〜17>
実施例10〜17では、表7に示すように実施例1で用いたとの同一組成の油性成分及び水性成分を用い、表8に示す条件で分散液製造システムSを稼働させ、表9に示す分散液(乳化物)を得た。
<Examples 10 to 17>
In Examples 10 to 17, as shown in Table 7, the dispersion liquid production system S was operated under the conditions shown in Table 8 using the oily component and the aqueous component having the same composition as those used in Example 1, and the dispersion liquid production system S is shown in Table 9. A dispersion (emulsion) was obtained.
(結果考察)
中和可能な官能基を有する界面活性剤と油剤とを含む油性成分と、油性成分に含まれる界面活性剤Aとの塩形成能を有する中和剤Cを含む水性成分とを第1の構成のマイクロミキサー100によって混合して分散させ、且つ界面活性剤Aに対する中和剤Cのモル当量比(中和剤C/界面活性剤A)を0.5以上とした実施例1〜9では、得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径がいずれも1μm以下であった。
(Result consideration)
The first configuration is an oily component containing a surfactant having a neutralizable functional group and an oily agent, and an aqueous component containing a neutralizing agent C having a salt-forming ability with the surfactant A contained in the oily component. In Examples 1 to 9, the molar equivalent ratio of the neutralizing agent C to the surfactant A (neutralizing agent C / surfactant A) was 0.5 or more, which was mixed and dispersed by the
実施例1と比較例1とを比較すると、実施例1においてマイクロミキサー100を用いて得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径は、比較例1においてホモミキサーを用いて得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径の10分の1以下であることが分かる。また、比較例10のように界面活性剤Aの量を比較例1の5倍としても、実施例1において得られたような水性成分に油性成分の微細な液滴粒子が分散した分散液を得ることはできないことが分かる。
Comparing Example 1 and Comparative Example 1, the average particle size of the droplet particles of the oily component in the dispersion obtained by using the
実施例1と界面活性剤Aを水性成分に含めた比較例5とを比較しても、実施例1において得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径は、比較例5において得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径の10分の1以下であることが分かる。また、比較例11のように界面活性剤Aの量を比較例5の約4倍としても、実施例1において得られたような水性成分に油性成分の微細な液滴粒子が分散した分散液を得ることはできないことが分かる。 Comparing Example 1 with Comparative Example 5 in which the surfactant A was included in the aqueous component, the average particle size of the droplet particles of the oily component in the dispersion obtained in Example 1 was found in Comparative Example 5. It can be seen that the average particle size of the droplet particles of the oily component in the obtained dispersion is 1/10 or less. Further, even if the amount of the surfactant A is about four times that of Comparative Example 5 as in Comparative Example 11, a dispersion liquid in which fine droplet particles of an oily component are dispersed in an aqueous component as obtained in Example 1. It turns out that you can't get.
実施例5では、界面活性剤Aの量を実施例1の1/4に減じているものの、水性成分に油性成分の微細な液滴粒子が分散した分散液を充分に得ることができることが分かる。 In Example 5, although the amount of the surfactant A is reduced to 1/4 of that of Example 1, it can be seen that a dispersion liquid in which fine droplet particles of the oily component are dispersed in the aqueous component can be sufficiently obtained. ..
実施例10〜17によれば、第2〜第4の構成のマイクロミキサー100を用いた場合でも、水性成分に油性成分の微細な液滴粒子が分散した分散液を得ることができることが分かる。
According to Examples 10 to 17, it can be seen that even when the
本発明は分散液の製造方法について有用である。 The present invention is useful for methods of producing dispersions.
S 分散液製造システム
100 マイクロミキサー
101 水性成分供給部
102 油性成分供給部
103 分散液回収部
110 直線管部分
111 第1管
112 第2管
113 第3管
120 分岐管部分
130 板状部材
10 流体流路部
11 小径管
11a 第1流路
11b 管端部分
12 大径管
12a 第2流路
20 流体合流縮流部
21 流体合流域
22 細孔
30 流体流出部
31 流路拡大部
41a 水性成分貯槽
41b 油性成分貯槽
42a 水性成分供給管
42b 油性成分供給管
43a 第1ポンプ
43b 第2ポンプ
44a 第1流量計
44b 第2流量計
45a 第1フィルタ
45b 第2フィルタ
46a 第1圧力計
46b 第2圧力計
47 流量コントローラ
48 分散液回収管
49 分散液回収槽
S Dispersion
Claims (10)
前記合流ステップで合流させた流体を孔に流通させる孔流通ステップと、
を包含し、
前記水性成分と前記油性成分との分散操作を、セグリゲーション指数(Xs)が0.1以下となる条件で行い、且つ前記合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和する分散液の製造方法であって、
前記合流ステップにおいて、流路径が前記孔の孔径よりも大きい流路から流出した前記水性成分に、その全周から前記油性成分を合流させる分散液の製造方法。 A merging step of merging an oily component containing a surfactant having a neutralizable functional group and an oil agent as a main component, and an aqueous component containing a neutralizing agent having a salt-forming ability with the surfactant.
A hole circulation step in which the fluid merged in the merging step is circulated in the hole,
Including
The dispersion operation of the aqueous component and the oily component is performed under the condition that the segregation index (Xs) is 0.1 or less, and the surfactant is neutralized with the neutralizing agent in the merged fluid. A method for producing a dispersion
A method for producing a dispersion liquid in which, in the merging step, the oily component is merged with the aqueous component flowing out from a flow path having a flow path diameter larger than the pore diameter of the hole from the entire circumference thereof .
前記合流ステップで合流させた流体を孔に流通させる孔流通ステップと、A hole circulation step in which the fluid merged in the merging step is circulated in the hole,
を包含し、Including
前記水性成分と前記油性成分との分散操作を、セグリゲーション指数(Xs)が0.1以下となる条件で行い、且つ前記合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和する分散液の製造方法であって、The dispersion operation of the aqueous component and the oily component is performed under the condition that the segregation index (Xs) is 0.1 or less, and the surfactant is neutralized with the neutralizing agent in the merged fluid. A method for producing a dispersion
前記合流ステップでは、前記油性成分と前記水性成分とを衝突させて合流させ、In the merging step, the oily component and the aqueous component are made to collide and merge.
前記孔流通ステップにおいて、前記合流ステップで合流させた流体を流通させる前記孔の延びる方向が、前記水性成分及び前記油性成分のそれぞれの流動方向とは異なる分散液の製造方法。A method for producing a dispersion liquid in which in the pore flow step, the extending direction of the pores through which the fluid merged in the merging step is circulated is different from the flow directions of the aqueous component and the oil component.
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