Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7656459B2 - Manufacturing method of hollow particles, manufacturing method of hollow fibers - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7656459B2 - Manufacturing method of hollow particles, manufacturing method of hollow fibers - Google Patents

Manufacturing method of hollow particles, manufacturing method of hollow fibers Download PDF

Info

Publication number
JP7656459B2
JP7656459B2 JP2021052997A JP2021052997A JP7656459B2 JP 7656459 B2 JP7656459 B2 JP 7656459B2 JP 2021052997 A JP2021052997 A JP 2021052997A JP 2021052997 A JP2021052997 A JP 2021052997A JP 7656459 B2 JP7656459 B2 JP 7656459B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solvent
hollow
tac
hollow particles
poor solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021052997A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022150412A (en
Inventor
謙一 梅森
英二郎 岩瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2021052997A priority Critical patent/JP7656459B2/en
Publication of JP2022150412A publication Critical patent/JP2022150412A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7656459B2 publication Critical patent/JP7656459B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Description

本発明は、中空粒子の製造方法、及び、中空糸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing hollow particles and a method for producing hollow fibers.

合成ポリマーを用いて形成される微粒子又は繊維状のマイクロプラスチックは、化粧品原料、樹脂添加剤、塗料、研磨剤、軽量化剤、及び、吸水・吸油剤など幅広い用途に使用されている。
一方で、近年、これらのマイクロプラスチックが海洋汚染を引き起こすとともに、マイクロプラスチックをプランクトン及び魚等の水生生物が取り込み、最終的に人体に移行する懸念がある。その結果、日本を含む各国において合成ポリマー及びプラスチックの使用を規制する動きがある。
Microplastics, which are particles or fibers formed using synthetic polymers, are used in a wide range of applications, such as cosmetic raw materials, resin additives, paints, abrasives, weight-reducing agents, and water/oil absorbents.
On the other hand, in recent years, there are concerns that these microplastics are causing marine pollution, and that they may be ingested by aquatic organisms such as plankton and fish, and ultimately migrate into the human body. As a result, there are moves in various countries, including Japan, to restrict the use of synthetic polymers and plastics.

上記の事情から、自然環境中(土中、淡水・海水中)で生分解する性質(生分解性)を有する材料の利用を拡大しようとする試みがなされている。代表的な生分解性を有する樹脂として、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロースアセテートが挙げられる。
例えば、特許文献1には、セルロース脂肪酸エステルの溶液から噴霧乾燥法により微小球状粒子を製造する方法において、上記溶液の溶媒として特定の混合溶剤を使用する方法が記載されている。
また、特許文献2には、カルシウムの含有量が20ppm以下、及びマグネシウムの含有量が30ppm以上であるセルロースアセテートを溶解して紡糸原液を調製する工程と、紡糸原液を濾過する工程と、濾過した紡糸原液を用いて、セルロースアセテートを紡糸する工程と、を備え、紡糸工程までに、酸化チタンを添加しない、セルロースアセテートトウバンドの製造方法が記載されている(請求項6参照)。
In view of the above circumstances, attempts are being made to expand the use of materials that have the property of being biodegradable in the natural environment (in soil, fresh water, and seawater). Representative biodegradable resins include cellulose acetates such as triacetyl cellulose (TAC).
For example, Patent Document 1 describes a method for producing microspherical particles from a solution of a cellulose fatty acid ester by a spray drying method, in which a specific mixed solvent is used as a solvent for the solution.
Patent Document 2 describes a method for producing a cellulose acetate tow band, which includes the steps of dissolving cellulose acetate having a calcium content of 20 ppm or less and a magnesium content of 30 ppm or more to prepare a spinning dope, filtering the spinning dope, and spinning cellulose acetate using the filtered spinning dope, in which no titanium oxide is added before the spinning step (see claim 6).

特公昭60-023773号公報Special Publication No. 60-023773 特開2020-007686号公報JP 2020-007686 A

本発明者らは、上記特許文献を参照しながら、セルロースアセテートを用いて、内部に空洞が形成された中空構造を有する部材の製造を試みたところ、セルロースアセテート及び溶剤の種類によっては、中空構造を有する部材の形状安定性及び製造効率に改善の余地があることを明らかとした。 The inventors, referring to the above patent documents, attempted to manufacture a hollow structure member with an internal cavity using cellulose acetate, and found that there was room for improvement in the shape stability and manufacturing efficiency of the hollow structure member, depending on the type of cellulose acetate and solvent.

本発明は、上記の実情に鑑みて、トリアセチルセルロースを含み、球形の中空形状が保持された中空粒子を簡便に製造可能な中空粒子の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、トリアセチルセルロースを含み、表面が滑らかな中空糸を簡便に製造可能な中空糸の製造方法を提供することを課題とする。
In view of the above-mentioned circumstances, an object of the present invention is to provide a method for producing hollow particles that contains triacetyl cellulose and that can easily produce hollow particles that maintain a spherical hollow shape.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a hollow fiber that contains triacetyl cellulose and has a smooth surface, by which the hollow fiber can be easily produced.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。 As a result of thorough investigation into the above-mentioned problems, the inventors have discovered that the above-mentioned problems can be solved by the following configuration.

〔1〕 トリアセチルセルロースと良溶媒と貧溶媒とを含み、前記良溶媒及び前記貧溶媒の合計含有量に対する前記貧溶媒の含有量の体積比が5~30体積%である溶液を調製する工程A1と、上記溶液を噴霧してトリアセチルセルロースを含む外殻を有する中空粒子を形成する工程A2と、を有する、中空粒子の製造方法。
〔2〕 トリアセチルセルロースと良溶媒と貧溶媒とを含み、上記良溶媒及び上記貧溶媒の合計含有量に対する上記貧溶媒の含有量の体積比が10体積%超30体積%以下である溶液を調製する工程B1と、上記溶液をノズルから吐出してトリアセチルセルロースを含む外殻を有する中空糸を形成する工程B2と、を有する、中空糸の製造方法。
〔3〕 上記良溶媒の20℃における飽和蒸気圧から上記貧溶媒の20℃における飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分が35kPa以上である、〔1〕又は〔2〕に記載の製造方法。
〔4〕 上記良溶媒のハンセン溶解度パラメータと上記貧溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が11.3MPa1/2以下である、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の製造方法。
〔5〕 上記良溶媒がジクロロメタンを含む、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の製造方法。
〔6〕 上記貧溶媒が、N-メチル-2-ピロリドン及びジメチルホルムアミドからなる群より選択される少なくとも1つを含む、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の製造方法。
〔7〕 上記工程A2において、上記溶液が噴霧される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、上記工程A2により噴霧される上記溶液の噴霧量Q(L/min)の比率Q/Vが、0.1以下である、〔1〕に記載の製造方法。
〔8〕 上記工程A2において、上記溶液の噴霧により形成される液滴の直径が1000μm以下である、〔1〕又は〔7〕に記載の製造方法。
〔9〕 上記工程B2において、上記溶液が吐出される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、上記工程B2により吐出される上記溶液の吐出量Q2(L/min)の比率Q2/Vが、0.1以下である、〔2〕に記載の製造方法。
〔10〕 上記工程B2において、上記溶液の吐出により形成される液流の直径が1000μm以下である、〔2〕又は〔9〕に記載の製造方法。
[1] A method for producing hollow particles, comprising: a step A1 of preparing a solution containing triacetyl cellulose, a good solvent, and a poor solvent, the volume ratio of the content of the poor solvent to the total content of the good solvent and the poor solvent being 5 to 30 volume %, and a step A2 of spraying the solution to form hollow particles having an outer shell containing triacetyl cellulose.
[2] A method for producing a hollow fiber, comprising: a step B1 of preparing a solution containing triacetyl cellulose, a good solvent, and a poor solvent, in which the volume ratio of the content of the poor solvent to the total content of the good solvent and the poor solvent is more than 10 volume % and not more than 30 volume %, and a step B2 of ejecting the solution from a nozzle to form a hollow fiber having an outer shell containing triacetyl cellulose.
[3] The method according to [1] or [2], wherein a difference obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent at 20° C. from the saturated vapor pressure of the good solvent at 20° C. is 35 kPa or more.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the distance between the Hansen solubility parameter of the good solvent and the Hansen solubility parameter of the poor solvent is 11.3 MPa 1/2 or less.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the good solvent comprises dichloromethane.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the poor solvent comprises at least one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylformamide.
[7] The manufacturing method according to [1], wherein in the step A2, a ratio Q/V of a spray amount Q (L/min) of the solution sprayed in the step A2 to a flow rate V (L/min) of a dry air stream flowing in a direction in which the solution is sprayed is 0.1 or less.
[8] The method according to [1] or [7], wherein in step A2, droplets formed by spraying the solution have a diameter of 1000 μm or less.
[9] The manufacturing method according to [2], wherein in the step B2, a ratio Q2/V of a discharge amount Q2 (L/min) of the solution discharged in the step B2 to a flow rate V (L/min) of a dry airflow flowing in a direction in which the solution is discharged is 0.1 or less.
[10] The manufacturing method according to [2] or [9], wherein in step B2, the diameter of the liquid flow formed by ejecting the solution is 1000 μm or less.

本発明によれば、トリアセチルセルロースを含み、球形の中空形状が保持された中空粒子を簡便に製造可能な中空粒子の製造方法を提供できる。
また、本発明によれば、トリアセチルセルロースを含み、表面が滑らかな中空糸を簡便に製造可能な中空糸の製造方法を提供できる。
According to the present invention, there is provided a method for producing hollow particles, which can easily produce hollow particles that contain triacetyl cellulose and maintain a spherical hollow shape.
Furthermore, according to the present invention, there can be provided a method for producing a hollow fiber that contains triacetyl cellulose and has a smooth surface, with ease.

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、ある成分が2種以上存在する場合、その成分の「含有量」は、それら2種以上の成分の合計含有量を意味する。
本明細書において、ある成分の「飽和蒸気圧」とは、その成分の20℃における飽和蒸気圧(単位:kPa)を意味する。
The present invention will be described in detail below.
The following description of the components may be based on representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In this specification, a numerical range expressed using "to" means a range that includes the numerical values before and after "to" as the lower and upper limits.
In this specification, when two or more types of a component are present, the "content" of the component means the total content of those two or more components.
In this specification, the "saturated vapor pressure" of a certain component means the saturated vapor pressure (unit: kPa) of that component at 20°C.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態は、トリアセチルセルロース(以下「TAC」ともいう。)と特定の溶媒の組合せとを含む溶液を調製する工程A1と、得られた溶液を噴霧して、TACを含む外殻を有する中空粒子を形成する工程A2と、を有する中空粒子の製造方法である。
本実施形態において中空粒子の製造に用いる溶液(以下「ドープ」ともいう。)は、TACと良溶媒と貧溶媒とを含み、良溶媒及び貧溶媒の合計含有量に対する貧溶媒の含有量の体積比が5~30体積%である。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention is a method for producing hollow particles, comprising step A1 of preparing a solution containing a combination of triacetyl cellulose (hereinafter also referred to as "TAC") and a specific solvent, and step A2 of spraying the obtained solution to form hollow particles having an outer shell containing TAC.
In this embodiment, the solution used in the production of hollow particles (hereinafter also referred to as "dope") contains TAC, a good solvent, and a poor solvent, and the volume ratio of the content of the poor solvent to the total content of the good solvent and the poor solvent is 5 to 30 volume %.

本発明者らは、セルロースアセテートを含む中空粒子の製造方法について鋭意検討した結果、上記の通り、TACと特定の溶媒の組合せとを含むドープを噴霧して造粒することにより、空洞がTACを含む外殻により覆われてなる中空構造を有し、その中空構造が球形のまま保持されている中空粒子を簡便に製造できることを見出している。
上記の中空粒子を簡便に製造できるという効果を奏する理由は詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
すなわち、セルロースアセテートを含む溶液の液滴から粒子が形成される際、まず液滴の外周側から溶媒が急速に蒸発してセルロースアセテートを主成分とするスキン層が形成され、続いてスキン層内部の溶媒が蒸発してスキン層が陥没する結果、表面に多数の皺を有する粒子が形成されるため、断面形状が円形に近い中空粒子が形成しにくいと推定される。それに対して、TACを良溶媒と貧溶媒とを含む混合溶液に溶解してなるドープを噴霧して造粒する場合、液滴の乾燥時における溶媒の蒸発に伴うスキン層の形成速度が抑制され、形成時期が遅れることにより、より強固なスキン層を形成でき、その結果、球形の中空形状がより安定した中空粒子が製造できるものと推測される。
The present inventors have intensively investigated a method for producing hollow particles containing cellulose acetate, and have found that, as described above, by spraying a dope containing a combination of TAC and a specific solvent and granulating it, hollow particles having a hollow structure in which the cavities are covered by an outer shell containing TAC, and in which the hollow structure maintains its spherical shape, can be simply produced.
Although the reason why the above-mentioned hollow particles can be easily produced is not clear in detail, the present inventors speculate as follows.
That is, when particles are formed from droplets of a solution containing cellulose acetate, the solvent evaporates rapidly from the outer periphery of the droplets to form a skin layer mainly composed of cellulose acetate, and then the solvent inside the skin layer evaporates and the skin layer collapses, resulting in the formation of particles with many wrinkles on the surface, which is presumably difficult to form hollow particles with a cross-sectional shape close to a circle.On the other hand, when a dope made by dissolving TAC in a mixed solution containing a good solvent and a poor solvent is sprayed and granulated, the rate of formation of the skin layer caused by the evaporation of the solvent during the drying of the droplets is suppressed, and the formation time is delayed, so that a stronger skin layer can be formed, and as a result, hollow particles with a more stable spherical hollow shape can be produced.

なお、本実施形態につき、粒子に関して「中空形状が保持された」又は「中空構造を有する」とは、後述する方法で測定される粒子の断面における全断面積に対する空洞の合計面積の比率が、10%以上であることを意味する。
また、本実施形態につき、粒子に関して「球形」であるとは、後述する方法で測定される粒子の真球度が0.5以上であることを意味する。
以下に、本実施形態に係る中空粒子の製造方法について、詳述する。
In this embodiment, the phrase "maintains a hollow shape" or "has a hollow structure" means that the ratio of the total area of cavities to the total cross-sectional area of the cross section of the particle, as measured by the method described below, is 10% or more.
In addition, in this embodiment, the term "spherical" with respect to particles means that the sphericity of the particles, as measured by the method described below, is 0.5 or more.
The method for producing hollow particles according to this embodiment will be described in detail below.

〔工程A1〕
本実施形態の工程A1は、TACと、良溶媒と、貧溶媒とを含む溶液(ドープ)を調製する工程である。
工程A1としては、例えば、容器中にTAC、良溶媒及び貧溶媒を投入した後、混合する工程が挙げられる。
[Step A1]
Step A1 in this embodiment is a step of preparing a solution (dope) containing TAC, a good solvent, and a poor solvent.
An example of step A1 is a step of putting TAC, a good solvent, and a poor solvent into a container and then mixing them.

工程A1において、上記成分を容器に投入する手順は特に制限されない。例えば、容器の投入口から、上記成分を一括して投入してもよく、各成分を順次投入してもよい。また、1種の成分を投入する際、複数回に分けて投入してもよい。
各成分を順次投入する場合、投入の順序は特に制限されないが、最初に良溶媒を投入し、次いで、残りの成分を順次又は一括して投入することが好ましい。TACを容器内に投入する際は、予めTACを良溶媒に溶解させた溶液を投入してもよい。
In step A1, the procedure for adding the above components to the container is not particularly limited. For example, the above components may be added all at once or each component may be added sequentially from the inlet of the container. In addition, when adding one component, it may be added in multiple batches.
When the components are added sequentially, the order of addition is not particularly limited, but it is preferable to add the good solvent first, and then add the remaining components sequentially or all at once. When adding TAC to the container, a solution in which TAC has been dissolved in a good solvent in advance may be added.

工程A1において、容器に収容された混合物を攪拌手段を用いて攪拌し、各成分が均一に混合されたドープを調製することが好ましい。上記攪拌の方法は特に制限されず、混合物が十分に攪拌され、各成分の濃度が均一になるよう、攪拌手段及び攪拌条件を設定することが好ましい。
上記混合工程を行う場合の混合物の温度は特に制限されないが、15~40℃が好ましい。
また、上記混合工程を行う場合の混合時間は特に制限されないが、得られるドープの均一性及び生産性のバランスの点から、1~24時間が好ましい。
In step A1, the mixture contained in the container is preferably stirred by a stirring means to prepare a dope in which each component is uniformly mixed. The stirring method is not particularly limited, and it is preferable to set the stirring means and stirring conditions so that the mixture is sufficiently stirred and the concentration of each component becomes uniform.
The temperature of the mixture when carrying out the above mixing step is not particularly limited, but is preferably 15 to 40°C.
The mixing time in the above mixing step is not particularly limited, but is preferably 1 to 24 hours in terms of the balance between the uniformity of the resulting dope and the productivity.

工程A1により調製されるドープに含まれる各成分について説明する。 The components contained in the dope prepared in step A1 are explained below.

<トリアセチルセルロース(TAC)>
本実施形態において「トリアセチルセルロース(TAC)」とは、セルロースの水酸基、すなわち、β-1,4結合しているグルコース単位の2位、3位及び6位に有する遊離の水酸基を構成する水素原子がアセチル基で置換されているセルロースアシレートであって、アセチル基の置換度が2.6以上であるセルロースアシレートを意味する。
ここで、「置換度」とは、セルロースの水酸基を構成する水素原子へのアセチル基の置換度をいい、13C-NMR法により測定したセルロースアシレートの炭素の面積強度比を比較することにより算出できる。
また、TACは、本実施形態により製造される中空粒子の外殻を構成する材料である。
<Triacetyl cellulose (TAC)>
In this embodiment, "triacetyl cellulose (TAC)" refers to a cellulose acylate in which the hydrogen atoms constituting the hydroxyl groups of cellulose, i.e., the free hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions of β-1,4-bonded glucose units, are substituted with acetyl groups, and the degree of substitution of the acetyl groups is 2.6 or more.
Here, the "degree of substitution" refers to the degree of substitution of acetyl groups for hydrogen atoms constituting hydroxyl groups of cellulose, and can be calculated by comparing the area intensity ratio of carbon of cellulose acylate measured by 13 C-NMR method.
Furthermore, TAC is a material that constitutes the outer shell of the hollow particles produced according to this embodiment.

本実施形態において使用するTACの置換度は、吸水性と速乾性とが両立でき、なおかつ、生分解性がより優れる点で、2.6~2.9が好ましく、2.8~2.9がより好ましい。
TACの置換度は、例えば、TACの合成時に部分加水分解時間を変更する方法、及び、アルカリけん化する方法等の公知の方法により、適宜調整できる。
The degree of substitution of the TAC used in this embodiment is preferably 2.6 to 2.9, and more preferably 2.8 to 2.9, in that it can achieve both water absorbency and quick drying properties and also has superior biodegradability.
The degree of substitution of TAC can be appropriately adjusted by known methods such as changing the partial hydrolysis time during synthesis of TAC and alkaline saponification.

TACの重量平均分子量(Mw)は特に限定されないが、中空粒子の力学強度の観点から、100000以上であることが好ましく、100000~500000であることがより好ましい。
また、TACの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)である分散度は、1.0~5.0が好ましく、1.0~4.0がより好ましい。
なお、本明細書における重量平均分子量や数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC: Gel Permeation Chromatography)法により測定される分子量である。
The weight average molecular weight (Mw) of TAC is not particularly limited, but from the viewpoint of the mechanical strength of the hollow particles, it is preferably 100,000 or more, and more preferably 100,000 to 500,000.
The polydispersity, which is the ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of TAC, is preferably from 1.0 to 5.0, and more preferably from 1.0 to 4.0.
In this specification, the weight average molecular weight and number average molecular weight are molecular weights measured by gel permeation chromatography (GPC).

TACは、公知のセルロースアセテートの製造方法により製造できる。TACの製造方法としては、例えば、無水酢酸を酢化剤、酢酸を希釈剤、硫酸を触媒として用いるいわゆる酢酸法が挙げられる。酢酸法の基本工程は、(1)α-セルロース含有率の比較的高いパルプ原料(溶解パルプ)を、離解・解砕後、酢酸を散布混合する前処理工程と、(2)無水酢酸、酢酸および酢化触媒(例えば硫酸)よりなる混酸で、(1)の前処理パルプを反応させる酢化工程と、(3)セルロースアセテートを加水分解して所望の酢化度のセルロースアセテートとする熟成工程と、(4)加水分解反応の終了したセルロースアセテートを反応溶液から沈澱分離、精製、安定化、乾燥する後処理工程よりなる。
また、TACの原料及び製造方法については、発明協会公開技報(公技番号2001-1745、2001年3月15日発行、発明協会)の7~12頁における記載が参照でき、この記載は本明細書に組み込まれる。
TAC can be produced by a known method for producing cellulose acetate. For example, the so-called acetic acid method uses acetic anhydride as an acetylating agent, acetic acid as a diluent, and sulfuric acid as a catalyst. The basic steps of the acetic acid method are: (1) a pretreatment step in which a pulp raw material (dissolving pulp) having a relatively high α-cellulose content is disintegrated and crushed, and then acetic acid is sprayed and mixed with the pulp; (2) an acetylation step in which the pretreated pulp of (1) is reacted with a mixed acid consisting of acetic anhydride, acetic acid, and an acetylation catalyst (e.g., sulfuric acid); (3) an aging step in which cellulose acetate is hydrolyzed to cellulose acetate having a desired acetylation degree; and (4) a posttreatment step in which the cellulose acetate after the hydrolysis reaction is precipitated from the reaction solution, purified, stabilized, and dried.
For the raw materials and manufacturing method of TAC, see pages 7 to 12 of the Japan Institute of Invention and Innovation's Technical Bulletin (Technical Publication No. 2001-1745, published on March 15, 2001, Japan Institute of Invention and Innovation), the disclosure of which is incorporated herein by reference.

TACの含有量は、特に制限されないが、噴霧適性がより優れる点で、ドープの全質量に対するTACの含有量(固形分濃度)が、1~5質量%であることが好ましく、1~3質量%であることがより好ましい。 The amount of TAC is not particularly limited, but in terms of better sprayability, the amount of TAC (solids concentration) relative to the total mass of the dope is preferably 1 to 5 mass%, and more preferably 1 to 3 mass%.

<溶媒>
本実施形態の工程A1により調製されるドープは、溶媒として、良溶媒及び貧溶媒を含む。
ここで、「良溶媒」とは、25℃において、溶媒1Lに対して溶解するTACの量が1g以上であるような溶媒を意味し、「貧溶媒」とは、25℃において、溶媒1Lに対して溶解するTACの量が1g未満であるような溶媒を意味する。
<Solvent>
The dope prepared in the step A1 of the present embodiment contains a good solvent and a poor solvent as solvents.
Here, a "good solvent" means a solvent that dissolves 1 g or more of TAC per liter of solvent at 25° C., and a "poor solvent" means a solvent that dissolves less than 1 g of TAC per liter of solvent at 25° C.

良溶媒は、上記の良溶媒の規定を満たす溶媒であれば特に制限なく使用できる。
良溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトン、酢酸メチル及び酢酸エチルが挙げられ、ジクロロメタンが好ましい。
良溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The good solvent can be used without any particular limitation as long as it satisfies the above-mentioned requirements for a good solvent.
Examples of good solvents include dichloromethane, chloroform, acetone, methyl acetate, and ethyl acetate, with dichloromethane being preferred.
The good solvent may be used alone or in combination of two or more kinds.

貧溶媒は、上記の貧溶媒の規定を満たす溶媒であれば特に制限なく使用できる。
貧溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、2-プロパノール、n-ブタノール、シクロヘキサン、及び、水が挙げられる。
なかでも、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ベンゼン、トルエン、又は、キシレンが好ましく、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)又はジメチルホルムアミド(DMF)がより好ましい。
貧溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The poor solvent can be used without any particular limitation as long as it satisfies the above-mentioned requirements for a poor solvent.
Examples of poor solvents include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), benzene, toluene, xylene, methanol, ethanol, 2-propanol, n-butanol, cyclohexane, and water.
Of these, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), benzene, toluene, or xylene is preferred, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or dimethylformamide (DMF) is more preferred.
The poor solvent may be used alone or in combination of two or more kinds.

本実施形態の工程A1で調製されるドープは、良溶媒及び貧溶媒の合計含有量に対する貧溶媒の含有量の体積比が5~30体積%である。貧溶媒がこの範囲の含有量でドープに含まれることにより、続く工程A2において、溶媒の急速な乾燥に伴う薄いスキン層の形成及びスキン層における皺の発生を抑制し、結果として、中空構造を有し、且つ、中空構造が球形に保持された粒子を簡便に製造できる。
球形の中空形状が保持された中空粒子の製造がより簡便になる点で、上記の良溶媒及び貧溶媒の合計含有量に対する貧溶媒の含有量の体積比は、10~25体積%が好ましく、15~20体積%がより好ましい。
The dope prepared in step A1 of the present embodiment has a volume ratio of the poor solvent content to the total content of the good solvent and the poor solvent of 5 to 30% by volume. By including the poor solvent in the dope in this range, the formation of a thin skin layer and the generation of wrinkles in the skin layer due to the rapid drying of the solvent in the subsequent step A2 can be suppressed, and as a result, particles having a hollow structure and maintaining a spherical hollow structure can be easily produced.
In order to facilitate the production of hollow particles that maintain a spherical hollow shape, the volume ratio of the content of the poor solvent to the total content of the good solvent and the poor solvent is preferably 10 to 25 volume %, more preferably 15 to 20 volume %.

溶媒の含有量は、特に制限されないが、ドープの全質量に対して、95~99質量%であることが好ましく、97~99質量%であることがより好ましい。また、溶媒は、ドープにおけるTAC以外の残部であることが好ましい。 The content of the solvent is not particularly limited, but is preferably 95 to 99% by mass, and more preferably 97 to 99% by mass, based on the total mass of the dope. In addition, the solvent is preferably the remainder of the dope other than TAC.

良溶媒及び貧溶媒の組合せとしては、良溶媒の飽和蒸気圧から貧溶媒の飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分が23kPa以上になるような組合せが好ましく、上記差分が35kPa以上になるような組合せがより好ましく、上記差分が40kPa以上になるような組合せが更に好ましい。
良溶媒及び貧溶媒の飽和蒸気圧の差分を上記の範囲とすることにより、TACを溶解し、飽和蒸気圧が低い良溶媒の溶解機能と、噴霧後の乾燥過程でのスキン層形成を抑制し、遅延させる貧溶媒の機能がより効果的に発揮され、乾燥過程の後期におけるスキン層の収縮を抑制し、球形の中空形状が保持された中空粒子を安定的に形成できる。
上記差分の上限は特に制限されないが、例えば60kPa以下であり、55kPa以下が好ましく、48kPa以下がより好ましい。
As a combination of a good solvent and a poor solvent, a combination in which the difference obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent from the saturated vapor pressure of the good solvent is 23 kPa or more is preferable, a combination in which the difference is 35 kPa or more is more preferable, and a combination in which the difference is 40 kPa or more is even more preferable.
By setting the difference in saturated vapor pressure between the good solvent and the poor solvent within the above range, the dissolving function of the good solvent, which dissolves TAC and has a low saturated vapor pressure, and the function of the poor solvent, which suppresses and delays the formation of a skin layer during the drying process after spraying, are more effectively exerted, thereby suppressing the shrinkage of the skin layer in the later stages of the drying process and enabling the stably formation of hollow particles that maintain a spherical hollow shape.
The upper limit of the difference is not particularly limited, but is, for example, 60 kPa or less, preferably 55 kPa or less, and more preferably 48 kPa or less.

例えば、良溶媒がジクロロメタン(飽和蒸気圧:47.4kPa)である場合、飽和蒸気圧の差分が上記の好ましい範囲となる貧溶媒としては、NMP(飽和蒸気圧:0.032kPa)、DMF(飽和蒸気圧:0.35kPa)、水(飽和蒸気圧:2.3kPa)、及び、トルエン(飽和蒸気圧:2.2kPa)が挙げられる。 For example, when the good solvent is dichloromethane (saturated vapor pressure: 47.4 kPa), poor solvents with a difference in saturated vapor pressure within the above preferred range include NMP (saturated vapor pressure: 0.032 kPa), DMF (saturated vapor pressure: 0.35 kPa), water (saturated vapor pressure: 2.3 kPa), and toluene (saturated vapor pressure: 2.2 kPa).

なお、例えば、ドープが2種以上の良溶媒を含む場合、各良溶媒の飽和蒸気圧を、ドープに含まれる各良溶媒の質量で換算して得られる平均値を、良溶媒全体の飽和蒸気圧として使用し、上記差分を求めるものとする。ドープが2種以上の貧溶媒を含む場合も同様である。 For example, when the dope contains two or more good solvents, the saturated vapor pressure of each good solvent is converted by the mass of each good solvent contained in the dope, and the average value is used as the saturated vapor pressure of the good solvents as a whole, and the difference is calculated. The same applies when the dope contains two or more poor solvents.

また、良溶媒及び貧溶媒の組合せとしては、良溶媒のハンセン溶解度パラメータと貧溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が、15.0MPa1/2以下になるような組合せが好ましく、上記距離が11.3MPa1/2以下になるような組合せがより好ましく、上記距離が3.0MPa1/2以下になるような組合せが更に好ましく、上記距離が1.7MPa1/2以下になるような組合せが特に好ましい。
良溶媒及び貧溶媒のSP値の距離を上記の範囲とすることにより、良溶媒と貧溶媒同士の溶解性が向上し、工程A2において噴霧された液滴から溶媒が乾燥する速度の制御、及び、スキン層形成の抑制を、より容易に実施できる。この観点から、工程A1により調製されるTAC含有溶液は相分離していないことが好ましい。
上記距離の下限は特に制限されず、0MPa1/2以上であってよい。
In addition, as a combination of a good solvent and a poor solvent, a combination in which the distance between the Hansen solubility parameter of the good solvent and the Hansen solubility parameter of the poor solvent is 15.0 MPa 1/2 or less is preferable, a combination in which the distance is 11.3 MPa 1/2 or less is more preferable, a combination in which the distance is 3.0 MPa 1/2 or less is even more preferable, and a combination in which the distance is 1.7 MPa 1/2 or less is particularly preferable.
By setting the SP value distance between the good solvent and the poor solvent within the above range, the solubility between the good solvent and the poor solvent is improved, and it is possible to more easily control the drying speed of the solvent from the droplets sprayed in step A2 and to more easily suppress the formation of a skin layer. From this viewpoint, it is preferable that the TAC-containing solution prepared in step A1 is not phase-separated.
The lower limit of the distance is not particularly limited, and may be 0 MPa 1/2 or more.

本明細書において、「ハンセン溶解度パラメータ」及び「SP値」は、「ハンセン溶解度パラメータ:A User's Handbook, Second Edition, C.M.Hansen (2007), Taylor and Francis Group, LLC(HSPiPマニュアル)」等に記載された溶解度パラメータを意味し、「実践ハンセン溶解度パラメータHSPiP第3版」(ソフトウエアーバージョン5.1.08)を用いて、下記計算式によって算出される値(単位:MPa1/2)である。
(SP値)=(δd)+(δp)+(δh)
ハンセン溶解度パラメータは、溶解性を多次元のベクトル(分散項(δd)、分極項(δp)、及び、水素結合項(δh))で表しており、これらの3つのパラメータは、ハンセン空間と呼ばれる三次元空間における点の座標と考えることができる。
そして、良溶媒のハンセン溶解度パラメータと貧溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離とは、ハンセン空間における良溶媒と貧溶媒との距離を意味し、良溶媒の分散項(δd)、分極項(δp)及び水素結合項(δh)、並びに、貧溶媒の分散項(δd)、分極項(δp)及び水素結合項(δh)から、以下の計算式により算出される値(単位:MPa1/2)である。
(距離)={(δd-δd+(δp-δp+(δh-δh1/2
In this specification, "Hansen Solubility Parameter" and "SP value" refer to the solubility parameters described in "Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook, Second Edition, CMHansen (2007), Taylor and Francis Group, LLC (HSPiP Manual)" and the like, and are values (units: MPa 1/2 ) calculated by the following calculation formula using "Practical Hansen Solubility Parameters HSPiP 3rd Edition" (software version 5.1.08).
(SP value) 2 = (δd) 2 + (δp) 2 + (δh) 2
The Hansen solubility parameters express solubility as a multidimensional vector (dispersion term (δd), polarization term (δp), and hydrogen bond term (δh)), and these three parameters can be considered as the coordinates of a point in a three-dimensional space called the Hansen space.
The distance between the Hansen solubility parameters of a good solvent and a poor solvent means the distance between the good solvent and the poor solvent in the Hansen space, and is a value (unit: MPa 1/2 ) calculated by the following formula from the dispersion term (δd 1 ), polarization term (δp 1 ), and hydrogen bond term (δh 1 ) of the good solvent, and the dispersion term (δd 2 ), polarization term (δp 2 ), and hydrogen bond term (δh 2 ) of the poor solvent.
(Distance) = {(δd 1 - δd 2 ) 2 + (δp 1 - δp 2 ) 2 + (δh 1 - δh 2 ) 2 } 1/2

例えば、良溶媒がジクロロメタンである場合、SP値の距離が上記の好ましい範囲となる貧溶媒としては、NMP、DMF、及び、トルエンが挙げられる。
なお、例えば、ドープが2種以上の良溶媒を含む場合、各良溶媒のSP値及びドープにおける質量基準の含有量から、ハンセン空間における重心を算出し、得られた良溶媒の重心のSP値を使用して、上記の貧溶媒のSP値との距離を求めるものとする。ドープが2種以上の貧溶媒を含む場合も同様であり、良溶媒及び貧溶媒がそれぞれ2種以上存在する場合は、それぞれの重心同士の距離を上記の良溶媒と貧溶媒のSP値の距離とする。
For example, when the good solvent is dichloromethane, examples of poor solvents that have an SP value distance in the above-mentioned preferred range include NMP, DMF, and toluene.
For example, when the dope contains two or more good solvents, the center of gravity in the Hansen space is calculated from the SP value of each good solvent and the mass content of the dope, and the distance between the SP value of the good solvent and the SP value of the poor solvent is calculated using the SP value of the center of gravity of the good solvent. The same applies when the dope contains two or more poor solvents, and when there are two or more good solvents and two or more poor solvents, the distance between the centers of gravity is the distance between the SP values of the good solvent and the poor solvent.

<他の成分>
ドープは、中空粒子の形成を阻害しない限り、TAC、良溶媒及び貧溶媒以外の他の成分が含んでいてもよい。上記他の成分としては、例えば、TAC以外のセルロースアシレートが挙げられる。
ここで、「セルロースアシレート」とは、セルロースの水酸基、すなわち、β-1,4結合しているグルコース単位の2位、3位及び6位に有する遊離の水酸基を構成する水素原子の一部又は全部がアシル基で置換されているセルロースエステルをいう。
TAC以外のセルロースアシレートにおけるアシル基の置換度(以下、「アシル化度」ともいう。)は、2.6以上が好ましく、2.6~2.9がより好ましい。
<Other Ingredients>
The dope may contain other components in addition to TAC, the good solvent and the poor solvent, so long as they do not inhibit the formation of hollow particles. Examples of the other components include cellulose acylates other than TAC.
Here, the term "cellulose acylate" refers to a cellulose ester in which some or all of the hydrogen atoms constituting the hydroxyl groups of cellulose, i.e., the free hydroxyl groups at the 2-, 3- and 6-positions of β-1,4-bonded glucose units, are substituted with acyl groups.
The degree of substitution of acyl groups in cellulose acylate other than TAC (hereinafter also referred to as "acylation degree") is preferably 2.6 or more, more preferably 2.6 to 2.9.

アシル基としては、例えば、アセチル基(ただし、アセチル基の置換度が2.6未満である)、プロピオニル基及びブチリル基が挙げられる。
また、TAC以外のセルロースアシレートにおいて置換するアシル基は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
Examples of the acyl group include an acetyl group (provided that the degree of substitution of the acetyl group is less than 2.6), a propionyl group, and a butyryl group.
The acyl group substituted in the cellulose acylate other than TAC may be of one type alone or a combination of two or more types.

ドープがTAC以外のセルロースアシレートを含む場合、TAC及びTAC以外のセルロースアシレートの合計含有量が、上記固形分濃度の範囲内であることが好ましい。 When the dope contains cellulose acylate other than TAC, it is preferable that the total content of TAC and cellulose acylate other than TAC is within the above solid content range.

ドープは、TAC、良溶媒及び貧溶媒以外の他の成分を実質的に含まないことが好ましい。より具体的には、TAC、良溶媒及び貧溶媒以外の他の成分の含有量が、ドープの全質量に対して1質量%以下であることが好ましい。下限は特に制限されず、ドープの全質量に対して0質量%であってよい。 It is preferable that the dope does not substantially contain any other components than TAC, good solvent, and poor solvent. More specifically, it is preferable that the content of other components than TAC, good solvent, and poor solvent is 1 mass% or less based on the total mass of the dope. The lower limit is not particularly limited, and may be 0 mass% based on the total mass of the dope.

本工程において使用するドープの粘度は、工程A2の製造条件(例えば、ドープの噴霧方法、噴霧に使用するノズルの形状、及び、目的とする中空粒子の粒子径等)によって適宜選択できるが、25℃におけるドープの粘度が10~1000mPa・sであることが好ましい。 The viscosity of the dope used in this step can be appropriately selected depending on the manufacturing conditions of step A2 (e.g., the dope spraying method, the shape of the nozzle used for spraying, and the particle diameter of the desired hollow particles), but it is preferable that the viscosity of the dope at 25°C is 10 to 1000 mPa·s.

〔工程A2〕
本実施形態の工程A2は、TAC、良溶媒及び貧溶媒を含む溶液(ドープ)を噴霧して、TACを含む外殻を有する中空粒子を形成する工程である。
[Step A2]
Step A2 in this embodiment is a step of spraying a solution (dope) containing TAC, a good solvent, and a poor solvent to form hollow particles having an outer shell containing TAC.

工程A2におけるドープの噴霧方法としては、ドープの微小な液滴を形成し、形成された液滴を乾燥する公知の方法であれば特に制限されず、例えば、スプレードライ法、凍結スプレードライ法、真空スプレードライ法、及び、凝固溶媒又は気体中から凝固溶媒へ液滴を飛ばす液内又は液中スプレー法が挙げられる。なかでも、スプレードライ法が好ましい。 The method of spraying the dope in step A2 is not particularly limited as long as it is a known method for forming minute droplets of the dope and drying the formed droplets, and examples thereof include a spray-drying method, a freeze-spray-drying method, a vacuum spray-drying method, and a liquid- or submerged spraying method in which droplets are sprayed from a solidifying solvent or gas into the solidifying solvent. Among these, the spray-drying method is preferred.

スプレードライ法は、上記ドープを噴霧器を用いて噴霧し、形成された微小な液滴を加熱した乾燥気流中で乾燥することによって粒子を形成する方法である。
ドープの噴霧に使用する噴霧器としては、2流体ノズル、1流体ノズル、及び、ディスク回転式等の公知の噴霧器を使用できる。乾燥室の内壁への液滴の付着を抑制し、粒子径がより均一な中空粒子を作製できる点で、噴霧域が狭く、指向性を有する噴霧器を用いることが好ましい。そのような噴霧器としては、2流体ノズル及び1流体ノズルを備える噴霧器が挙げられる。
The spray-drying method is a method in which the dope is sprayed using an atomizer, and the resulting fine droplets are dried in a heated dry air stream to form particles.
The sprayer used for spraying the dope may be a known sprayer such as a two-fluid nozzle, a one-fluid nozzle, or a disk rotary type. It is preferable to use a sprayer with a narrow spray area and directionality in order to suppress adhesion of droplets to the inner wall of the drying chamber and to produce hollow particles with a more uniform particle size. Examples of such a sprayer include a sprayer equipped with a two-fluid nozzle and a one-fluid nozzle.

噴霧器に供給されたドープは、例えば、加熱された乾燥気流が流れる乾燥室内において噴射される。噴射により形成された液滴は、乾燥気流によって乾燥され、上述の通り、TACを含む外殻を有する中空粒子が形成される。
形成された中空粒子は、サイクロン及びフィルター等の公知の捕集手段により、捕集される。
The dope supplied to the atomizer is sprayed, for example, in a drying chamber in which a heated dry air flow flows. The droplets formed by the spraying are dried by the dry air flow, and hollow particles having an outer shell containing TAC are formed as described above.
The formed hollow particles are collected by known collection means such as a cyclone or a filter.

上記乾燥気流の温度は、40~250℃であることが好ましく、100~200℃であることがより好ましい。上記の温度範囲にすることにより、溶媒の除去と中空形状の保持とをバランス良く向上させることができる。
ノズルに供給するドープの液量、即ち、ノズルからのドープの噴霧量は、ノズルのサイズ及び形状、並びに、乾燥室の大きさ等の条件により適宜選択でき、例えば、0.1~10L/minが挙げられる。
The temperature of the drying air stream is preferably 40 to 250° C., and more preferably 100 to 200° C. By setting the temperature within the above range, it is possible to improve the removal of the solvent and the retention of the hollow shape in a well-balanced manner.
The amount of the dope supplied to the nozzle, ie, the amount of the dope sprayed from the nozzle, can be appropriately selected depending on the size and shape of the nozzle and the size of the drying chamber, and is, for example, 0.1 to 10 L/min.

工程A2において、ドープの噴霧により形成される液滴の直径(液滴径)は、2000μm以下が好ましく、1000μm以下がより好ましい。ドープの液滴径を上記範囲とすることにより、液滴をより効率的に乾燥でき、その結果、中空構造が保持された中空粒子をより簡便に製造できる。
上記液滴径の下限は特に制限されず、例えば、3μm以上である。
In step A2, the diameter of the droplets formed by spraying the dope (droplet diameter) is preferably 2000 μm or less, more preferably 1000 μm or less. By setting the droplet diameter of the dope to be within the above range, the droplets can be dried more efficiently, and as a result, hollow particles having a hollow structure can be produced more easily.
The lower limit of the droplet diameter is not particularly limited, and is, for example, 3 μm or more.

乾燥室内を流れる乾燥気流の方向は、ドープが噴霧される方向に沿った順方向であってもよく、ドープが噴射される方向とは逆向きの逆方向であってもよく、ドープが噴射される方向と交差する方向であってもよいが、順方向が好ましい。
工程A2においては、乾燥室内において、ドープが噴霧される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、工程A2により噴霧される溶液の噴霧量Q(L/min)の比率Q/Vが、0.5以下であることが好ましく、0.1以下であることがより好ましい。噴霧される液滴の総量に対して所定量以上の乾燥気流を付与することにより、気化した溶媒を拡散させ、気流中の溶媒濃度を低いまま維持し、効率的に液滴を乾燥させることができる。その結果、中空構造が保持された中空粒子をより簡便に製造できる。
上記比率Q/Vの下限は特に制限されず、例えば、0.01以上である。
The direction of the dry air flow in the drying chamber may be a forward direction along the direction in which the dope is sprayed, a reverse direction opposite to the direction in which the dope is sprayed, or a direction intersecting the direction in which the dope is sprayed, but the forward direction is preferable.
In step A2, the ratio Q/V of the spray amount Q (L/min) of the solution sprayed in step A2 to the flow rate V (L/min) of the dry airflow flowing in the direction in which the dope is sprayed in the drying chamber is preferably 0.5 or less, more preferably 0.1 or less. By providing a dry airflow of a predetermined amount or more relative to the total amount of droplets to be sprayed, the evaporated solvent can be diffused, the solvent concentration in the airflow can be maintained low, and the droplets can be dried efficiently. As a result, hollow particles that maintain a hollow structure can be produced more easily.
The lower limit of the ratio Q/V is not particularly limited, and is, for example, 0.01 or more.

〔中空粒子の特性〕
上記の工程A1及び工程A2を有する本実施形態の製造方法により、空洞がTACを含む外殻により覆われてなる中空構造を有し、球形の中空形状が保持された中空粒子が簡便に製造できる。
即ち、本実施形態の製造方法によれば、球形の中空形状が保持された中空粒子をより効率的に製造できる。例えば、下記の態様に制限されないが、本実施形態の製造方法により製造される粒子の全個数のうち、球形の中空形状が保持された中空粒子の合計個数の比率(得率)が、50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。上限値は特に制限されず、100%以下であってもよい。
[Characteristics of hollow particles]
According to the manufacturing method of this embodiment including the above-mentioned steps A1 and A2, hollow particles having a hollow structure in which the cavities are covered with an outer shell containing TAC and which maintain a spherical hollow shape can be easily manufactured.
That is, according to the manufacturing method of this embodiment, hollow particles that maintain a spherical hollow shape can be manufactured more efficiently. For example, although not limited to the following aspect, the ratio (yield) of the total number of hollow particles that maintain a spherical hollow shape to the total number of particles manufactured by the manufacturing method of this embodiment is preferably 50% or more, more preferably 80% or more. The upper limit is not particularly limited, and may be 100% or less.

また、本実施形態の製造方法により製造される中空粒子としては、例えば、下記の特性を有する中空粒子が挙げられる。ただし、本実施形態の製造方法により製造される中空粒子は、下記の特性を有するものに制限されない。 In addition, examples of hollow particles produced by the manufacturing method of this embodiment include hollow particles having the following characteristics. However, the hollow particles produced by the manufacturing method of this embodiment are not limited to those having the following characteristics.

中空粒子を構成する外殻は、TACを含み、実質的にTACからなることが好ましい。より具体的には、中空粒子におけるTACの含有量が、中空粒子の全質量(外殻の全質量に等しい)に対して80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。上限は特に制限されず、中空粒子の全質量に対して100質量%であってもよい。 The shell constituting the hollow particles preferably contains TAC and is essentially made of TAC. More specifically, the TAC content in the hollow particles is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, based on the total mass of the hollow particles (equal to the total mass of the shell). There is no particular upper limit, and it may be 100% by mass based on the total mass of the hollow particles.

外殻の厚さは、特に制限されず、例えば0.1~200μmであり、10~50μmが好ましい。
また、中空粒子の内部には、上記の通り、中空粒子の断面における中空粒子の外周に囲まれた面積(即ち全断面積)に対する空洞の合計面積の比率が10%以上となるような空洞が形成されている。中空粒子における上記比率は、10~80%が好ましく、50~80%がより好ましい。
外殻の厚さ、及び、中空粒子の内部に形成された空洞の大きさは、後述の実施例に記載の通り、中空粒子の断面を電子顕微鏡を用いて観察して得られる断面画像から測定できる。
外殻の厚さ及び中空粒子の内部に形成された空洞の大きさは、本実施形態の製造方法において、例えば、良溶媒及び貧溶媒の組合せ及び各含有量、ドープの固形分濃度、乾燥気流の温度、乾燥気流の流量、並びに、TAC溶液の噴霧量等の条件を調整することにより、制御できる。
The thickness of the outer shell is not particularly limited and is, for example, 0.1 to 200 μm, preferably 10 to 50 μm.
As described above, the hollow particles have cavities formed therein such that the ratio of the total area of the cavities to the area surrounded by the periphery of the hollow particle in the cross section (i.e., the total cross-sectional area) is 10% or more. The ratio in the hollow particles is preferably 10 to 80%, and more preferably 50 to 80%.
The thickness of the shell and the size of the cavity formed inside the hollow particle can be measured from a cross-sectional image obtained by observing the cross section of the hollow particle using an electron microscope, as described in the Examples below.
In the manufacturing method of this embodiment, the thickness of the shell and the size of the cavity formed inside the hollow particle can be controlled by adjusting conditions such as the combination and content of the good solvent and the poor solvent, the solid content of the dope, the temperature of the dry air stream, the flow rate of the dry air stream, and the spray amount of the TAC solution.

中空粒子の平均粒子径は、例えば、1~2000μmであり、10~1000μmが好ましく、10~500μmがより好ましい。
中空粒子の平均粒子径は、下記の方法で測定できる。
中空粒子を、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)、又は、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて観察する。このとき、試料、観察条件及び倍率は適宜調整する。得られた観察画像から、少なくとも100個の粒子を任意に選択して、選択された粒子の粒子径を計測し、得られた粒子径を平均して平均粒子径を求める。
中空粒子の平均粒子径は、例えば、噴霧するドープの濃度、噴霧圧力、及び、噴霧される液滴の速度等の条件により制御できる。
The average particle size of the hollow particles is, for example, 1 to 2000 μm, preferably 10 to 1000 μm, and more preferably 10 to 500 μm.
The average particle size of the hollow particles can be measured by the following method.
The hollow particles are observed using a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM). At this time, the sample, observation conditions, and magnification are appropriately adjusted. At least 100 particles are arbitrarily selected from the obtained observation image, the particle diameters of the selected particles are measured, and the obtained particle diameters are averaged to obtain the average particle diameter.
The average particle size of the hollow particles can be controlled by, for example, the concentration of the dope to be sprayed, the spray pressure, the speed of the sprayed droplets, and other conditions.

本実施形態の製造方法で製造される中空粒子の真球度の平均値は、0.5以上が好ましく、0.7以上がより好ましい。中空粒子の真球度の平均値の上限は特に制限されず、1.0以下であってもよいが、実際的には、0.9以下であることが多い。
中空粒子の真球度の平均値は、下記の方法で求められる。任意に100個の中空粒子を選択し、選択した粒子の断面形状を、電子顕微鏡を用いて観察する。観察される中空粒子の断面画像から、後述の実施例に記載の方法で各粒子の真球度を求め、得られた真球度の平均値を算出することにより、中空粒子の真球度の平均値が得られる。
中空粒子の真球度の平均値は、本実施形態の製造方法において、例えば、良溶媒及び貧溶媒の組合せ及び各含有量、ドープの固形分濃度、乾燥気流の温度、乾燥気流の流量、及び、TAC溶液の噴霧量等の条件を調整することにより、制御できる。
The average sphericity of the hollow particles produced by the production method of this embodiment is preferably 0.5 or more, more preferably 0.7 or more. The upper limit of the average sphericity of the hollow particles is not particularly limited and may be 1.0 or less, but in practice, it is often 0.9 or less.
The average sphericity of hollow particles is determined by the following method. 100 hollow particles are randomly selected, and the cross-sectional shapes of the selected particles are observed using an electron microscope. From the cross-sectional images of the observed hollow particles, the sphericity of each particle is determined by the method described in the Examples below, and the average value of the obtained sphericities is calculated to obtain the average sphericity of the hollow particles.
In the manufacturing method of this embodiment, the average sphericity of the hollow particles can be controlled by adjusting conditions such as the combination and content of the good solvent and the poor solvent, the solid content of the dope, the temperature of the dry air stream, the flow rate of the dry air stream, and the amount of the TAC solution sprayed.

本実施形態の製造方法により製造される中空粒子は、例えば、化粧品原料、樹脂添加剤、塗料、研磨剤、軽量化剤、及び、吸水・吸油剤の用途に好ましく使用できる。また、本実施形態の製造方法により製造される中空粒子は、植物用培地の用途にも好ましく使用できる。 The hollow particles produced by the manufacturing method of this embodiment can be preferably used for applications such as cosmetic raw materials, resin additives, paints, abrasives, weight-reducing agents, and water and oil absorbents. In addition, the hollow particles produced by the manufacturing method of this embodiment can be preferably used for applications such as plant culture media.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態は、TACと特定の溶媒の組合せとを含む溶液を調製する工程B1と、得られた溶液をノズルから吐出して、TACを含む外殻を有する中空糸を形成する工程B2と、を有する中空糸の製造方法である。
本実施形態において中空糸の製造に用いる溶液(ドープ)は、TACと良溶媒と貧溶媒とを含み、良溶媒及び貧溶媒の合計含有量に対する貧溶媒の含有量の体積比が10体積%超30体積%以下である。
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention is a method for producing a hollow fiber, comprising step B1 of preparing a solution containing a combination of TAC and a specific solvent, and step B2 of ejecting the obtained solution from a nozzle to form a hollow fiber having an outer shell containing TAC.
In this embodiment, the solution (dope) used in the production of hollow fibers contains TAC, a good solvent, and a poor solvent, and the volume ratio of the content of the poor solvent to the total content of the good solvent and the poor solvent is more than 10 vol % and 30 vol % or less.

本発明者らは、セルロースアセテートを含む中空糸の製造方法について鋭意検討した結果、上記の通り、TACと特定の溶媒の組合せとを含むドープをノズルから吐出することにより、表面が滑らかな筒状の外殻を有する中空糸を簡便に製造できることを見出している。
上記の中空糸を簡便に製造できるという効果を奏する理由は詳細には明らかではないが、本発明者らは、第1実施形態と同様に、上記の特定のドープをノズルから吐出して中空糸を作製する場合、乾燥時における溶媒の蒸発に伴う筒状のスキン層の形成速度が抑制され、形成時期が遅れることにより、より強固なスキン層を形成でき、その結果、表面が滑らかな中空糸が製造できるものと推測している。
The present inventors have conducted extensive research into a method for producing hollow fibers containing cellulose acetate, and have found that, as described above, hollow fibers having a cylindrical outer shell with a smooth surface can be easily produced by ejecting a dope containing a combination of TAC and a specific solvent from a nozzle.
Although the reason why the above-mentioned hollow fibers can be easily produced is not clear in detail, the inventors speculate that when the above-mentioned specific dope is discharged from a nozzle to produce hollow fibers as in the first embodiment, the rate of formation of a cylindrical skin layer caused by evaporation of the solvent during drying is suppressed, and the timing of the formation is delayed, so that a stronger skin layer can be formed, and as a result, hollow fibers having a smooth surface can be produced.

なお、本実施形態について、「中空糸」とは、1方向に延びた繊維状又は糸状の部材(繊維)であって、かつ、中空構造を有する部材を意味する。
また、繊維が「中空構造を有する」とは、後述する方法で測定される繊維の長手方向に対して垂直な断面における全断面積に対する空洞の合計面積の比率が、10%以上であることを意味する。
また、中空糸(又は繊維)について「表面が滑らかである」とは、中空糸の長手方向に対して垂直な断面における形状(以下、単に「中空糸の断面形状」ともいう。)が円形に近く、外周の周方向における皺が少ないことを意味し、より具体的には、後述する方法で測定される中空糸の断面形状の真円度が0.5以上であることを意味する。
以下に、本実施形態に係る中空糸の製造方法について、詳述する。
In this embodiment, the term "hollow fiber" refers to a fibrous or thread-like member (fiber) that extends in one direction and has a hollow structure.
Furthermore, the fiber "having a hollow structure" means that the ratio of the total area of cavities to the total cross-sectional area in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the fiber, as measured by the method described below, is 10% or more.
Furthermore, with regard to a hollow fiber (or fiber), "having a smooth surface" means that the shape of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hollow fiber (hereinafter also simply referred to as the "cross-sectional shape of the hollow fiber") is nearly circular and has few wrinkles in the circumferential direction of the outer periphery; more specifically, this means that the circularity of the cross-sectional shape of the hollow fiber, as measured by the method described later, is 0.5 or more.
The method for producing a hollow fiber according to this embodiment will be described in detail below.

〔工程B1〕
本実施形態の工程B1は、TACと、良溶媒と、貧溶媒とを含む溶液(ドープ)を調製する工程である。
工程B1におけるドープの調製方法、及び、ドープに含まれる各成分については、下記の事項を除いて、好ましい態様も含めて上述した第1実施形態の工程A1と同じであるため、説明を省略する。
[Step B1]
Step B1 in this embodiment is a step of preparing a solution (dope) containing TAC, a good solvent, and a poor solvent.
The method for preparing the dope in step B1 and the components contained in the dope are the same as those in step A1 of the first embodiment, including preferred aspects, except for the following points, so that the description will be omitted.

本実施形態の工程B1で調製されるドープは、良溶媒及び貧溶媒の合計含有量に対する貧溶媒の含有量の体積比が10体積%超30体積%以下である。貧溶媒がこの範囲の含有量でドープに含まれることにより、続く工程B2において、溶媒の急速な乾燥に伴う薄いスキン層の形成及びスキン層における皺の発生を抑制し、結果として、表面が滑らかな中空糸を簡便に製造できる。
表面が滑らかな中空糸の製造がより簡便になる点で、上記の良溶媒及び貧溶媒の合計含有量に対する貧溶媒の含有量の体積比は、10体積%超25体積%以下が好ましく、15~20体積%がより好ましい。
In the dope prepared in step B1 of the present embodiment, the volume ratio of the content of the poor solvent to the total content of the good solvent and the poor solvent is more than 10 volume % and not more than 30 volume %. By including the poor solvent in the dope in this range, the formation of a thin skin layer and the occurrence of wrinkles in the skin layer due to rapid drying of the solvent in the subsequent step B2 can be suppressed, and as a result, hollow fibers with a smooth surface can be easily produced.
In order to facilitate the production of hollow fibers having a smooth surface, the volume ratio of the content of the poor solvent to the total content of the good solvent and the poor solvent is preferably more than 10 volume % and not more than 25 volume %, more preferably 15 to 20 volume %.

工程B1で使用するドープにおけるTACの含有量は、特に制限されないが、吐出時に液柱が液の表面張力により分断されず、安定に繊維形状を形成できる点で、ドープの全質量に対するTACの含有量(固形分濃度)が、6~23質量%であることが好ましく、6~15質量%であることがより好ましい。また、ドープの固形分濃度が上記の上限値以下である場合、TACスキン層の急速な形成と、その後の乾燥収縮による変形をより抑制し、表面が滑らかな中空糸の作製を更に簡便に行うことができる。
溶媒の含有量は、特に制限されないが、ドープの全質量に対して77~94質量%であることが好ましく、85~94質量%であることがより好ましい。また、溶媒は、ドープにおけるTAC以外の残部であることが好ましい。
また、工程B1で使用するドープの粘度は、工程B2の製造条件(例えば、ノズルの形状及び目的とする中空糸の太さ等)によって適宜選択できるが、25℃におけるドープの粘度が1000mPa・s超10000mPa・s以下であることが好ましい。
The content of TAC in the dope used in step B1 is not particularly limited, but the content (solid content) of TAC relative to the total mass of the dope is preferably 6 to 23 mass%, more preferably 6 to 15 mass%, in order to prevent the liquid column from being broken by the surface tension of the liquid during discharge and to enable a stable fiber shape to be formed. When the solid content of the dope is equal to or less than the upper limit, the rapid formation of the TAC skin layer and the subsequent deformation due to drying shrinkage are further suppressed, and hollow fibers with a smooth surface can be more easily produced.
The content of the solvent is not particularly limited, but is preferably 77 to 94% by mass, more preferably 85 to 94% by mass, based on the total mass of the dope. The solvent is preferably the remainder of the dope other than TAC.
The viscosity of the dope used in step B1 can be appropriately selected depending on the production conditions in step B2 (e.g., the shape of the nozzle and the thickness of the desired hollow fiber, etc.), but it is preferable that the viscosity of the dope at 25°C is more than 1,000 mPa·s and not more than 10,000 mPa·s.

〔工程B2〕
本実施形態の工程B2は、TAC、良溶媒及び貧溶媒を含む溶液(ドープ)をノズルから吐出して、TACを含む筒状の外殻を有する中空糸を形成する工程である。
[Step B2]
Step B2 in this embodiment is a step of discharging a solution (dope) containing TAC, a good solvent, and a poor solvent from a nozzle to form a hollow fiber having a cylindrical outer shell containing TAC.

工程B2におけるドープの吐出方法としては、ドープをノズル等の吐出手段から吐出する公知の方法であれば特に制限されず、例えば、ポンプ等の供給手段を用いてドープをノズルに供給し、ノズルから乾燥室内にドープを吐出する方法が挙げられる。
工程B2に用いるノズルは、ドープを吐出する流路を有するノズルであれば特に制限されず、例えば、2流体ノズル、及び、1流体ノズルが挙げられる。
ノズルにおいてドープが吐出する吐出口の口径は、例えば0.01~2mmであり、0.04~0.5mmが好ましい。
The method for discharging the dope in step B2 is not particularly limited as long as it is a known method for discharging the dope from a discharging means such as a nozzle. For example, the dope is supplied to a nozzle by a supplying means such as a pump, and the dope is discharged from the nozzle into a drying chamber.
The nozzle used in the step B2 is not particularly limited as long as it has a flow path for discharging the dope. For example, a two-fluid nozzle and a one-fluid nozzle can be used.
The diameter of the nozzle outlet through which the dope is discharged is, for example, 0.01 to 2 mm, and preferably 0.04 to 0.5 mm.

ノズルから乾燥室内に吐出されたドープは、糸状の液流となって乾燥室内を流下しながら、乾燥される。乾燥室内には、乾燥を促進するため、乾燥気流が流れていることが好ましく、加熱された乾燥気流が流れていることがより好ましい。液流は、乾燥気流によって乾燥され、良溶媒及び貧溶媒が蒸発する結果、TACを含む筒状の外殻を有する中空糸となる。
形成された中空糸は、乾燥室内又は乾燥室外において、巻取回収装置等の公知の捕集手段により、捕集される。
The dope discharged from the nozzle into the drying chamber is dried while flowing down in the drying chamber as a filamentous liquid flow. In the drying chamber, a dry air flow is preferably flowing to accelerate the drying, and a heated dry air flow is more preferably flowing. The liquid flow is dried by the dry air flow, and the good solvent and the poor solvent are evaporated, resulting in a hollow fiber having a cylindrical shell containing TAC.
The formed hollow fibers are collected by a known collecting means such as a winding and collecting device inside or outside the drying chamber.

上記乾燥気流の温度は、40~250℃であることが好ましく、100~200℃であることがより好ましい。上記の温度範囲にすることにより、溶媒の除去と表面が滑らかな中空糸の形成とをバランス良く実施できる。
ノズルに供給するドープの液量、即ち、ノズルからのドープの吐出量は、ノズルのサイズ及び形状、並びに、乾燥室の大きさ等の条件により適宜選択でき、例えば、0.3~1L/minが挙げられる。
The temperature of the drying air stream is preferably 40 to 250° C., and more preferably 100 to 200° C. By setting the temperature within the above range, it is possible to achieve a good balance between removing the solvent and forming hollow fibers having a smooth surface.
The amount of the dope supplied to the nozzle, that is, the amount of the dope discharged from the nozzle, can be appropriately selected depending on the size and shape of the nozzle and the size of the drying chamber, and is, for example, 0.3 to 1 L/min.

工程B2において、ドープの吐出により形成される液流の太さ(液流径)は、2000μm以下が好ましく、1000μm以下がより好ましい。吐出されるドープの液流径を上記範囲とすることにより、液流をより効率的に乾燥でき、その結果、滑らかな表面を有する中空糸をより簡便に製造できる。
上記液流径の下限は特に制限されないが、溶媒の急速な蒸発に伴う乾燥収縮による変形をより抑制できる点で、10μm以上が好ましい。
In step B2, the thickness (liquid flow diameter) of the liquid flow formed by the discharge of the dope is preferably 2000 μm or less, more preferably 1000 μm or less. By setting the liquid flow diameter of the discharged dope to be within the above range, the liquid flow can be dried more efficiently, and as a result, hollow fibers having a smooth surface can be produced more easily.
The lower limit of the liquid flow diameter is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more in terms of being able to further suppress deformation due to drying shrinkage accompanying rapid evaporation of the solvent.

乾燥室内を流れる乾燥気流の方向は、ドープが吐出される方向に沿った順方向であってもよく、ドープが吐出される方向とは逆向きの逆方向であってもよく、ドープが吐出される方向と交差する方向であってもよいが、順方向が好ましい。
工程B2においては、乾燥室内において、ドープが吐出される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、工程A2により吐出される溶液の吐出量Q2(L/min)の比率Q2/Vが、0.5以下であることが好ましく、0.1以下であることがより好ましい。吐出される液流の総量に対して所定量以上の乾燥気流を付与することにより、気化した溶媒を拡散させ、気流中の溶媒濃度を低いまま維持し、効率的に液流を乾燥させることができる。その結果、滑らかな表面を有する中空糸をより簡便に製造できる。
上記比率Q2/Vの下限は特に制限されず、例えば、0.01以上である。
The direction of the dry air flow in the drying chamber may be a forward direction along the direction in which the dope is discharged, a reverse direction opposite to the direction in which the dope is discharged, or a direction intersecting the direction in which the dope is discharged, but the forward direction is preferable.
In step B2, the ratio Q2/V of the discharge amount Q2 (L/min) of the solution discharged in step A2 to the flow rate V (L/min) of the dry airflow flowing in the direction in which the dope is discharged in the drying chamber is preferably 0.5 or less, more preferably 0.1 or less. By providing a predetermined amount of dry airflow to the total amount of the discharged liquid flow, the evaporated solvent can be diffused, the solvent concentration in the airflow can be kept low, and the liquid flow can be dried efficiently. As a result, hollow fibers having a smooth surface can be produced more easily.
The lower limit of the ratio Q2/V is not particularly limited, and is, for example, 0.01 or more.

〔中空糸の特性〕
上記の工程B1及び工程B2を有する本実施形態の製造方法により、空洞がTACを含む筒状の外殻により覆われてなる中空構造を有し、表面が滑らかな中空糸が簡便に製造できる。
即ち、本実施形態の製造方法によれば、表面が滑らかな中空糸をより効率的に製造できる。例えば、下記の態様に制限されないが、本実施形態の製造方法により製造される中空糸の全本数のうち、表面が滑らかな中空糸の合計本数の比率(得率)が、50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。得率の上限は特に制限されず、100%以下であってもよい。
[Characteristics of hollow fibers]
According to the manufacturing method of this embodiment including the above-mentioned steps B1 and B2, a hollow fiber having a hollow structure in which the cavity is covered with a cylindrical outer shell containing TAC and a smooth surface can be easily manufactured.
That is, according to the production method of the present embodiment, hollow fibers having a smooth surface can be produced more efficiently. For example, although not limited to the following aspect, the ratio (yield) of the total number of hollow fibers having a smooth surface to the total number of hollow fibers produced by the production method of the present embodiment is preferably 50% or more, more preferably 80% or more. There is no particular upper limit to the yield, and it may be 100% or less.

製造される。
本実施形態の製造方法により製造される中空糸としては、例えば、下記の特性を有する中空糸が挙げられる。ただし、本実施形態の製造方法により製造される中空糸は、下記の特性を有するものに制限されない。
Manufactured.
Examples of hollow fibers produced by the production method of the present embodiment include hollow fibers having the following characteristics. However, the hollow fibers produced by the production method of the present embodiment are not limited to those having the following characteristics.

中空糸を構成する外殻は、TACを含み、実質的にTACからなることが好ましい。より具体的には、中空糸におけるTACの含有量が、中空糸の全質量(外殻の全質量に等しい)に対して80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。上限は特に制限されず、中空糸の全質量に対して100質量%であってもよい。 The shell constituting the hollow fiber preferably contains TAC and is essentially made of TAC. More specifically, the TAC content in the hollow fiber is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, based on the total mass of the hollow fiber (equal to the total mass of the shell). There is no particular upper limit, and it may be 100% by mass based on the total mass of the hollow fiber.

本実施形態の製造方法で製造される中空糸の真円度の平均値は、0.5以上が好ましく、0.7以上がより好ましい。
また、中空糸の真円度の上限値は、特に制限されず、1.0以下であってもよいが、実際的には、0.9以下であることが多い。
中空糸の真円度の平均値は、下記の方法で求められる。任意に100本の中空糸を選択し、選択した中空糸の断面形状を、電子顕微鏡を用いて観察する。観察される中空糸の断面画像から、後述の実施例に記載の方法で各中空糸の真円度を求め、得られた真円度の平均値を算出することにより、中空糸の真円度の平均値が得られる。
中空糸の真円度の平均値は、本実施形態の製造方法において、例えば、良溶媒及び貧溶媒の組合せ及び各含有量、ドープの固形分濃度、乾燥気流の温度、乾燥気流の流量、及び、TAC溶液の吐出量等の条件を調整することにより、制御できる。
The average circularity of the hollow fibers produced by the production method of this embodiment is preferably 0.5 or more, and more preferably 0.7 or more.
The upper limit of the circularity of the hollow fiber is not particularly limited and may be 1.0 or less, but in practice it is often 0.9 or less.
The average value of the circularity of hollow fibers is obtained by the following method. 100 hollow fibers are randomly selected, and the cross-sectional shapes of the selected hollow fibers are observed using an electron microscope. From the cross-sectional images of the observed hollow fibers, the circularity of each hollow fiber is obtained by the method described in the Examples below, and the average value of the obtained circularities is calculated, thereby obtaining the average value of the circularity of the hollow fibers.
In the production method of this embodiment, the average circularity of the hollow fibers can be controlled by adjusting conditions such as the combination and content of the good solvent and the poor solvent, the solids concentration of the dope, the temperature of the dry air stream, the flow rate of the dry air stream, and the discharge amount of the TAC solution.

外殻の厚さは、特に制限されず、例えば0.1~200μmであり、10~50μmが好ましい。
また、中空糸の内部には、上記の通り、中空糸の断面における中空糸の外周に囲まれた面積(即ち全断面積)に対する空洞の合計面積の比率が10%以上となるような空洞が形成されている。中空糸における上記比率は、10~80%であることが好ましく、50~80%であることがより好ましい。
外殻の厚さ、及び、中空糸内部の空洞の大きさは、後述の実施例に記載の通り、中空糸の断面形状を電子顕微鏡を用いて観察して得られる断面画像から測定できる。
外殻の厚さ及び中空糸の内部に形成された空洞の大きさは、本実施形態の製造方法において、例えば、良溶媒及び貧溶媒の組合せ及び各含有量、ドープの固形分濃度、乾燥気流の温度、乾燥気流の流量、並びに、TAC溶液の吐出量等の条件を調整することにより、制御できる。
The thickness of the outer shell is not particularly limited and is, for example, 0.1 to 200 μm, preferably 10 to 50 μm.
As described above, cavities are formed inside the hollow fiber such that the ratio of the total area of the cavities to the area surrounded by the outer periphery of the hollow fiber in the cross section of the hollow fiber (i.e., the total cross-sectional area) is 10% or more. The ratio in the hollow fiber is preferably 10 to 80%, and more preferably 50 to 80%.
The thickness of the outer shell and the size of the cavity inside the hollow fiber can be measured from a cross-sectional image obtained by observing the cross-sectional shape of the hollow fiber using an electron microscope, as described in the Examples below.
In the production method of this embodiment, the thickness of the outer shell and the size of the cavity formed inside the hollow fiber can be controlled by adjusting conditions such as the combination and content of the good solvent and the poor solvent, the solids concentration of the dope, the temperature of the dry air stream, the flow rate of the dry air stream, and the discharge amount of the TAC solution.

中空糸の太さは特に制限されず、例えば、中空糸の長手方向に垂直な断面における中空糸の断面形状の平均外径が、例えば、1~2000μmであり、10~1000μmが好ましく、10~500μmがより好ましい。中空糸の太さが上記の下限値以上である場合、比表面積が小さ過ぎないために、製造時において溶媒の急速な蒸発に伴う乾燥収縮による変形を抑制し、表面が滑らかな中空糸を作製できる。
中空糸の断面形状の平均外径は、中空糸の断面形状を電子顕微鏡を用いて観察して得られる断面画像から、少なくとも100本の中空糸を任意に選択して、選択された中空糸の外径を計測し、得られた外径を算術平均することにより、求められる。
中空糸の太さは、例えば、ドープの固形分濃度、吐出圧力、及び、吐出する液柱の速度等の条件により制御できる。
The thickness of the hollow fiber is not particularly limited, and for example, the average outer diameter of the cross-sectional shape of the hollow fiber in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hollow fiber is, for example, 1 to 2000 μm, preferably 10 to 1000 μm, and more preferably 10 to 500 μm. When the thickness of the hollow fiber is equal to or greater than the above lower limit, the specific surface area is not too small, so that deformation due to drying shrinkage accompanying rapid evaporation of the solvent during production can be suppressed, and hollow fibers with a smooth surface can be produced.
The average outer diameter of the cross-sectional shape of a hollow fiber can be determined by arbitrarily selecting at least 100 hollow fibers from a cross-sectional image obtained by observing the cross-sectional shape of the hollow fiber with an electron microscope, measuring the outer diameters of the selected hollow fibers, and calculating the arithmetic average of the obtained outer diameters.
The thickness of the hollow fiber can be controlled by, for example, the solids concentration of the dope, the discharge pressure, the speed of the discharged liquid column, and other conditions.

本実施形態の製造方法により製造される中空糸は、例えば、保水材、軽量化剤、及び、吸水・吸油剤等の用途に好ましく使用できる。また、本実施形態の製造方法により製造される中空糸は、植物用培地の用途にも好ましく使用できる。 The hollow fibers produced by the manufacturing method of this embodiment can be preferably used for applications such as water retention materials, weight-reducing agents, and water and oil absorbents. In addition, the hollow fibers produced by the manufacturing method of this embodiment can also be preferably used as plant culture media.

以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The materials, amounts used, ratios, processing contents, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the examples shown below.

[実施例A:中空粒子の製造]
〔実施例A1〕
トリアセチルセルロース(TAC)(置換度:2.87)と、ジクロロメタン(良溶媒)及びN-メチル-2-ピロリドン(NMP)(貧溶媒)を含み、ジクロロメタン:NMPの体積比が8:2である混合溶媒とを容器に投入し、室温(25℃)で6時間攪拌及び混合することにより、TAC溶液(ドープ)を得た。得られた溶液の全質量に対するTACの含有量(固形分濃度)は2質量%であった。
[Example A: Production of hollow particles]
[Example A1]
Triacetyl cellulose (TAC) (degree of substitution: 2.87) and a mixed solvent containing dichloromethane (good solvent) and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (poor solvent) with a volume ratio of dichloromethane:NMP of 8:2 were charged into a container and stirred and mixed at room temperature (25° C.) for 6 hours to obtain a TAC solution (dope). The content of TAC (solid concentration) relative to the total mass of the obtained solution was 2 mass%.

25℃に調整された上記TAC溶液を、2流体ノズルを備える噴霧乾燥機(日本ビュッヒ社製「B290」)を用いて140℃の乾燥空気中に噴霧し、乾燥することにより、TACからなる外殻を有する中空粒子を得た。得られた中空粒子の平均粒子径は、100μmであった。
2流体ノズルからのTAC溶液の噴霧量Qは2.5L/minであり、2流体ノズルから噴霧される液滴の直径(液滴径)は500μmであった。また、2流体ノズルの他方の吐出口からは、140℃の乾燥空気を50L/minの吐出量で吐出した。
また、噴霧乾燥機が備えるチャンバー内のノズルの近傍において、TAC溶液の噴霧方向に沿って乾燥空気を流した。この乾燥気流のチャンバー内の流量Vは、50L/minであった。よって、TAC溶液が噴霧される方向に沿って流れる乾燥気流の流量Vに対する、ノズルから噴霧されるTAC溶液の噴霧量Q(L/min)の比率Q/Vは、0.05であった。
The TAC solution adjusted to 25° C. was sprayed into dry air at 140° C. using a spray dryer equipped with a two-fluid nozzle (B290 manufactured by Nippon Buchi Co., Ltd.) and dried to obtain hollow particles having an outer shell made of TAC. The average particle size of the obtained hollow particles was 100 μm.
The amount of the TAC solution sprayed from the two-fluid nozzle was 2.5 L/min, and the diameter of the droplets sprayed from the two-fluid nozzle was 500 μm. Dry air at 140° C. was sprayed from the other outlet of the two-fluid nozzle at a rate of 50 L/min.
In addition, dry air was made to flow in the vicinity of the nozzle in the chamber of the spray dryer along the spray direction of the TAC solution. The flow rate V of this dry air flow in the chamber was 50 L/min. Therefore, the ratio Q/V of the spray amount Q (L/min) of the TAC solution sprayed from the nozzle to the flow rate V of the dry air flow flowing along the spray direction of the TAC solution was 0.05.

ノズルから噴霧される液滴径は、次の方法で測定した。上記噴霧乾燥機のチャンバーとして、可視光が透過する耐熱ガラス製の乾燥容器を使用し、上記と同じ条件でTAC溶液を噴霧し、中空粒子を作製した。ノズルの吐出口近傍を高速ビデオカメラ(フォトロン社製「speederV2」)にて観察した。得られた観察映像から任意に100個の液滴を選択し、それぞれの液滴の直径を計測して、得られた計測値の算術平均値を液滴径とした。 The diameter of the droplets sprayed from the nozzle was measured by the following method. A drying container made of heat-resistant glass that transmits visible light was used as the chamber of the spray dryer, and the TAC solution was sprayed under the same conditions as above to produce hollow particles. The vicinity of the nozzle outlet was observed with a high-speed video camera ("Speeder V2" manufactured by Photoron Co., Ltd.). 100 droplets were randomly selected from the obtained observation image, and the diameter of each droplet was measured, and the arithmetic mean value of the obtained measurements was taken as the droplet diameter.

〔実施例A2、実施例A5〕
貧溶媒として、NMPに代えてジメチルホルムアミド(DMF)を使用したこと以外は、実施例A1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空粒子を作製した(実施例A2)。
また、貧溶媒として、NMPに代えてメタノールを使用したこと以外は、実施例A1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空粒子を作製した(実施例A5)。
[Examples A2 and A5]
A TAC solution was prepared according to the method described in Example A1, except that dimethylformamide (DMF) was used instead of NMP as the poor solvent, and hollow particles were produced (Example A2).
Moreover, a TAC solution was prepared in accordance with the method described in Example A1, except that methanol was used as the poor solvent instead of NMP, and hollow particles were produced (Example A5).

〔実施例A3、実施例A8〕
ノズルから噴霧されるTAC溶液の液滴径が1000μmになるように、TAC溶液の噴霧量Q及び乾燥気流の流量Vを制御したこと以外は、実施例A1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空粒子を作製した(実施例A3)。得られた中空粒子の平均粒子径は、200μmであった。
また、ノズルから噴霧されるTAC溶液の液滴径が1200μmになるように、TAC溶液の噴霧量Q及び乾燥気流の流量Vを制御したこと以外は、実施例A1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空粒子を作製した(実施例A8)。得られた中空粒子の平均粒子径は、240μmであった。
[Examples A3 and A8]
The TAC solution was prepared according to the method described in Example A1, except that the spray amount Q of the TAC solution and the flow rate V of the dry air flow were controlled so that the droplet diameter of the TAC solution sprayed from the nozzle was 1000 μm, and hollow particles were produced (Example A3). The average particle diameter of the obtained hollow particles was 200 μm.
In addition, the TAC solution was prepared according to the method described in Example A1, except that the spray amount Q of the TAC solution and the flow rate V of the dry air flow were controlled so that the droplet diameter of the TAC solution sprayed from the nozzle was 1200 μm, and hollow particles were produced (Example A8). The average particle diameter of the obtained hollow particles was 240 μm.

〔実施例A4、実施例A7〕
チャンバー内においてTAC溶液の噴霧方向に沿って流れる乾燥気流の流量Vを25L/minに変更し、上記比率Q/Vを0.10に変更したこと以外は、実施例A1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空粒子を作製した(実施例A4)。
また、チャンバー内においてTAC溶液の噴霧方向に沿って流れる乾燥気流の流量Vを20L/minに変更し、上記比率Q/Vを0.12に変更したこと以外は、実施例A1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空粒子を作製した(実施例A7)。
[Examples A4 and A7]
A TAC solution was prepared and hollow particles were produced according to the method described in Example A1, except that the flow rate V of the dry air flowing in the chamber along the spraying direction of the TAC solution was changed to 25 L/min and the ratio Q/V was changed to 0.10 (Example A4).
In addition, the flow rate V of the dry air flow flowing in the chamber along the spraying direction of the TAC solution was changed to 20 L/min, and the ratio Q/V was changed to 0.12. Except for this, a TAC solution was prepared and hollow particles were produced according to the method described in Example A1 (Example A7).

〔実施例A6〕
貧溶媒としてNMPに代えて水を使用し、ジクロロメタン:水の体積比が19:1になるようにジクロロメタン及び水の混合比率を変更したこと以外は、実施例A1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空粒子を作製した。
[Example A6]
A TAC solution was prepared and hollow particles were produced according to the method described in Example A1, except that water was used instead of NMP as a poor solvent and the mixing ratio of dichloromethane and water was changed so that the volume ratio of dichloromethane:water was 19:1.

〔実施例A9、比較例A1~A3〕
ジクロロメタンとNMPの合計含有量に対するNMPの含有量の体積比が、後述する表1の「溶媒比」欄に記載の数値となるように、ジクロロメタン及びNMPの混合比率を変更したこと以外は、実施例A1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空粒子を作製した。
[Example A9, Comparative Examples A1 to A3]
A TAC solution was prepared and hollow particles were produced according to the method described in Example A1, except that the mixing ratio of dichloromethane and NMP was changed so that the volume ratio of the content of NMP to the total content of dichloromethane and NMP was the value shown in the "Solvent Ratio" column in Table 1 described later.

〔比較例A4〕
セルロースアセテートプロピオネートのペレットとポリビニルアルコールとを、10:90の質量比で混合した。得られた混合物を2軸押出し機に投入し、250℃で溶融混錬することにより押出し分散体を製造した。得られた押出し分散体を水と混合し、溶解することにより、平均粒子径が100μmの粒子を作製した。
[Comparative Example A4]
Cellulose acetate propionate pellets and polyvinyl alcohol were mixed in a mass ratio of 10:90. The resulting mixture was fed into a twin-screw extruder and melt-kneaded at 250° C. to produce an extruded dispersion. The resulting extruded dispersion was mixed with water and dissolved to produce particles with an average particle size of 100 μm.

〔評価〕
各実施例及び各比較例で作製した粒子の得率を、下記の方法により測定した。
各粒子について、任意に100個の粒子を選択し、選択した粒子の断面形状を、電子顕微鏡を用いて観察した。観察された粒子の断面画像から、後述の方法により、各粒子の真球度を求めるとともに、中空構造の有無を確認した。ここで、粒子の真球度が0.5以上である場合、その粒子は球形であると定義した。
選択された100個の粒子のうち、球形であり、かつ、中空構造を有する粒子の個数の比率(球形かつ中空の粒子の個数/測定した粒子の個数×100)を得率(%)と定義し、下記評価基準に基づいて、各実施例及び各比較例の製造方法の得率を評価した。
〔evaluation〕
The yield of particles produced in each of the Examples and Comparative Examples was measured by the following method.
For each particle, 100 particles were randomly selected, and the cross-sectional shape of the selected particles was observed using an electron microscope. From the cross-sectional image of the observed particle, the sphericity of each particle was obtained by the method described below, and the presence or absence of a hollow structure was confirmed. Here, when the sphericity of a particle is 0.5 or more, the particle is defined as being spherical.
The ratio of the number of particles that are spherical and have a hollow structure among the 100 selected particles (number of spherical and hollow particles/number of measured particles x 100) was defined as the yield (%), and the yield of the manufacturing methods of each Example and Comparative Example was evaluated based on the following evaluation criteria.

(評価基準)
A:得率が80%以上
B:得率が50%以上80%未満
C:得率が30%以上50%未満
D:得率が30%未満
(Evaluation Criteria)
A: Yield is 80% or more. B: Yield is 50% or more but less than 80%. C: Yield is 30% or more but less than 50%. D: Yield is less than 30%.

粒子の真球度は、下記の方法で求められる。上記の粒子の断面画像から、上記粒子の外周により囲まれる投影面積(A)及び周囲長(M)を測定する。周囲長(M)をもつ真球断面(真円)を想定すると、その半径(r)はM/2πであり、想定した真球の断面積(B)はπ×(M/2π)となる。投影面積(A)と想定真球断面積(B)から真球度A/B=4π×A/M2を算出する。選択された100個の粒子の真球度を算術平均することにより、粒子の真球度が得られる。
また、粒子における中空構造の有無を下記の方法で確認した。上記の粒子の断面画像から、上記粒子の外周により囲まれる投影面積(A)と、断面に観察される空洞の合計面積(P)を測定し、投影面積(A)(粒子の断面積全体)に対する空洞の合計面積(P)の面積比が10%以上である場合、その粒子を、中空構造を有する中空粒子であると規定した。
The sphericity of a particle is determined by the following method. From the cross-sectional image of the particle, the projected area (A) and perimeter (M) surrounded by the outer periphery of the particle are measured. Assuming a true spherical cross section (a perfect circle) with a perimeter (M), its radius (r) is M/2π, and the cross-sectional area (B) of the assumed true sphere is π×(M/2π) 2 . The sphericity A/B=4π×A/M2 is calculated from the projected area (A) and the assumed cross-sectional area (B) of the true sphere. The sphericity of the particle is obtained by arithmetically averaging the sphericities of the selected 100 particles.
The presence or absence of a hollow structure in the particles was confirmed by the following method: From the cross-sectional image of the particle, the projected area (A) surrounded by the outer periphery of the particle and the total area (P) of the cavities observed in the cross section were measured, and when the area ratio of the total area (P) of the cavities to the projected area (A) (total cross-sectional area of the particle) was 10% or more, the particle was defined as a hollow particle having a hollow structure.

下記表1に、各実施例及び各比較例の粒子の製造方法について、粒子の作製に使用したドープの組成、粒子を形成する噴霧条件、及び、上記評価結果を示す。
表中、「溶媒」の「溶媒比」欄は、良溶媒及び貧溶媒の合計体積に対する貧溶媒の含有量(単位:体積%)を示す。
表中、「溶媒」の「SP値距離」欄は、良溶媒のSP値と貧溶媒のSP値との距離(単位:MPa1/2)を示す。
表中、「溶媒」の「蒸気圧差分」欄は、良溶媒の飽和蒸気圧から貧溶媒の飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分(単位:kPa)を示す。
表中、「噴霧条件」の「Q/V」欄は、TAC溶液が噴霧される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、ノズルから噴霧されるTAC溶液の噴霧量Q(L/min)の比率を示す。
Table 1 below shows the composition of the dope used to prepare the particles, the spraying conditions for forming the particles, and the above-mentioned evaluation results for the particle manufacturing methods of each of the Examples and Comparative Examples.
In the table, the "solvent ratio" column of "solvent" indicates the content of the poor solvent relative to the total volume of the good solvent and the poor solvent (unit: volume %).
In the table, the column "SP value distance" for "solvent" indicates the distance (unit: MPa 1/2 ) between the SP value of a good solvent and the SP value of a poor solvent.
In the table, the column "Vapor pressure difference" for "Solvent" indicates the difference (unit: kPa) obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent from the saturated vapor pressure of the good solvent.
In the table, the "Q/V" column under "Spraying Conditions" indicates the ratio of the spray amount Q (L/min) of the TAC solution sprayed from the nozzle to the flow rate V (L/min) of the dry airflow flowing in the direction in which the TAC solution is sprayed.

表1に示すように、本発明に係る中空粒子の製造方法によれば、トリアセチルセルロースを含み、中空形状が保持された中空粒子を簡便に製造できることが確認された。
それに対して、良溶媒及び貧溶媒の合計体積に対する貧溶媒の含有量の体積比が5体積%未満である比較例A1では、球形の中空構造を有する中空粒子の得率が50%を下回っていた。これは、貧溶媒の含有量が少な過ぎたことにより、噴霧された液滴から急速に良溶媒が蒸発してTACスキン層が形成され、続く溶媒の蒸発によりスキン層が陥没した結果、表面に多数の皺を有する球形でない中空粒子が多く形成されたためと推定される。
また、良溶媒及び貧溶媒の合計体積に対する貧溶媒の含有量の体積比が30体積%超である比較例A2及びA3においても、球形の中空構造を有する中空粒子の得率が50%を下回っていた。これは、貧溶媒の含有量が多過ぎたことにより、液滴からの溶媒の蒸発速度が遅く、TACにより構成される層が厚くなり、粒子の内部に所定の大きさを有する空洞が形成されにくかったためと推定される。
As shown in Table 1, it was confirmed that the method for producing hollow particles according to the present invention makes it possible to easily produce hollow particles that contain triacetyl cellulose and maintain their hollow shape.
In contrast, in Comparative Example A1, in which the volume ratio of the content of the poor solvent to the total volume of the good solvent and the poor solvent was less than 5 volume %, the yield of hollow particles having a spherical hollow structure was less than 50%. This is presumably because the content of the poor solvent was too small, causing the good solvent to evaporate rapidly from the sprayed droplets to form a TAC skin layer, and the skin layer to collapse due to the subsequent evaporation of the solvent, resulting in the formation of many non-spherical hollow particles having numerous wrinkles on the surface.
In Comparative Examples A2 and A3, in which the volume ratio of the content of the poor solvent to the total volume of the good solvent and the poor solvent was more than 30 volume %, the yield of hollow particles having a spherical hollow structure was also less than 50%. This is presumably because the content of the poor solvent was too high, which slowed down the evaporation rate of the solvent from the droplets and made the layer composed of TAC thick, making it difficult to form cavities having a predetermined size inside the particles.

また、貧溶媒がNMP又はDMFを含む場合、中空形状が保持された中空粒子の得率がより向上することが確認された(実施例A1、A2、A5及びA6の比較)。
また、良溶媒の飽和蒸気圧から貧溶媒の飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分が35kPa以上である場合、中空形状が保持された中空粒子の得率がより向上することが確認された(実施例A1、A2及びA5の比較)。
It was also confirmed that when the poor solvent contained NMP or DMF, the yield of hollow particles retaining their hollow shape was further improved (comparison between Examples A1, A2, A5 and A6).
It was also confirmed that when the difference obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent from the saturated vapor pressure of the good solvent was 35 kPa or more, the yield of hollow particles retaining their hollow shape was further improved (comparison between Examples A1, A2, and A5).

また、ノズルから噴霧されるTAC溶液の液滴径が1000μm以下である場合、中空形状が保持された中空粒子の得率がより向上することが確認された(実施例A3及びA8の比較)。
また、TAC溶液が噴霧される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、ノズルから噴霧されるTAC溶液の噴霧量Q(L/min)の比率Q/Vが0.1以下である場合、中空形状が保持された中空粒子の得率がより向上することが確認された(実施例A4及びA7の比較)。
It was also confirmed that when the droplet diameter of the TAC solution sprayed from the nozzle was 1000 μm or less, the yield of hollow particles retaining their hollow shape was further improved (comparison between Examples A3 and A8).
In addition, it was confirmed that when the ratio Q/V of the spray amount Q (L/min) of the TAC solution sprayed from the nozzle to the flow rate V (L/min) of the dry airflow flowing in the direction in which the TAC solution is sprayed is 0.1 or less, the yield of hollow particles retaining their hollow shape is further improved (comparison between Examples A4 and A7).

[実施例B:中空糸の製造]
〔実施例B1〕
溶液の全質量に対するTACの含有量(固形分濃度)が6質量%であるTAC溶液を調製及び使用したこと以外は、上記実施例A1に記載の方法に従って、噴霧乾燥機(日本ビュッヒ社製「B290」)の2流体ノズルからTAC溶液(ドープ)を吐出した。その結果、TACからなる筒状の外殻を有する中空糸が形成された。なお、中空糸の作製に使用したTAC溶液の25℃における粘度は2000mPa・sであった。また、得られた中空糸の太さ(断面形状の平均外径)は、100μmであった。
なお、ノズルからのTAC溶液の吐出量Q2は2.5L/minであり、ノズルから吐出される流体の断面の直径(液流径)は500μmであった。また、2流体ノズルの他方の吐出口からは、140℃の乾燥空気を50L/minの吐出量で吐出した。
[Example B: Production of hollow fibers]
[Example B1]
A TAC solution (dope) was discharged from a two-fluid nozzle of a spray dryer ("B290" manufactured by Nippon Buchi Co., Ltd.) according to the method described in Example A1 above, except that a TAC solution having a TAC content (solid content concentration) of 6% by mass relative to the total mass of the solution was prepared and used. As a result, a hollow fiber having a cylindrical outer shell made of TAC was formed. The viscosity of the TAC solution used to prepare the hollow fiber at 25°C was 2000 mPa·s. The thickness of the obtained hollow fiber (average outer diameter of the cross-sectional shape) was 100 μm.
The discharge rate Q2 of the TAC solution from the nozzle was 2.5 L/min, and the cross-sectional diameter (liquid flow diameter) of the fluid discharged from the nozzle was 500 μm. Dry air at 140° C. was discharged from the other discharge port of the two-fluid nozzle at a discharge rate of 50 L/min.

ノズルから吐出されるTAC溶液の液流径は、上記実施例Aのノズルから噴霧される液滴径の測定方法に準じて、高速ビデオカメラ(フォトロン社製「speederV2」)にて得られる観察映像から測定した。 The diameter of the TAC solution flowing out of the nozzle was measured from images captured by a high-speed video camera (Photoron's "Speeder V2") in accordance with the method for measuring the diameter of droplets sprayed from the nozzle in Example A above.

〔実施例B2、実施例B5〕
貧溶媒として、NMPに代えてDMFを使用したこと以外は、実施例B1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空糸を作製した(実施例B2)。
また、貧溶媒として、NMPに代えてメタノールを使用したこと以外は、実施例B1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空糸を作製した(実施例B5)。
[Examples B2 and B5]
A TAC solution was prepared according to the method described in Example B1, except that DMF was used instead of NMP as the poor solvent, and a hollow fiber was produced (Example B2).
In addition, a TAC solution was prepared in accordance with the method described in Example B1, except that methanol was used as the poor solvent instead of NMP, and a hollow fiber was produced (Example B5).

〔実施例B3、実施例B7〕
ノズルから吐出されるTAC溶液の液流径が1000μmになるように、TAC溶液の吐出量Q2及び乾燥気流の流量Vを制御したこと以外は、実施例B1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空糸を作製した(実施例B3)。得られた中空糸の太さは、200μmであった。
また、ノズルから吐出されるTAC溶液の液流径が1200μmになるように、TAC溶液の吐出量Q2及び乾燥気流の流量Vを制御したこと以外は、実施例B1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空糸を作製した(実施例B7)。得られた中空糸の太さは、240μmであった。
[Examples B3 and B7]
A TAC solution was prepared according to the method described in Example B1, except that the discharge amount Q2 of the TAC solution and the flow rate V of the dry air stream were controlled so that the diameter of the TAC solution discharged from the nozzle was 1000 μm, and a hollow fiber was produced (Example B3). The thickness of the obtained hollow fiber was 200 μm.
In addition, the TAC solution was prepared according to the method described in Example B1, except that the discharge amount Q2 of the TAC solution and the flow rate V of the dry air flow were controlled so that the liquid flow diameter of the TAC solution discharged from the nozzle was 1200 μm, and a hollow fiber was produced (Example B7). The thickness of the obtained hollow fiber was 240 μm.

〔実施例B4、実施例B6〕
チャンバー内においてTAC溶液の吐出方向に沿って流れる乾燥気流の流量Vを25L/minに変更し、上記比率Q2/Vを0.10に変更したこと以外は、実施例B1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空糸を作製した(実施例B4)。
また、チャンバー内においてTAC溶液の吐出方向に沿って流れる乾燥気流の流量Vを20L/minに変更し、上記比率Q2/Vを0.12に変更したこと以外は、実施例B1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、中空糸を作製した(実施例B6)。
[Examples B4 and B6]
A TAC solution was prepared and a hollow fiber was produced according to the method described in Example B1, except that the flow rate V of the dry air flowing in the chamber along the discharge direction of the TAC solution was changed to 25 L/min and the ratio Q2/V was changed to 0.10 (Example B4).
In addition, the flow rate V of the dry air flow flowing in the chamber along the discharge direction of the TAC solution was changed to 20 L/min, and the ratio Q2/V was changed to 0.12. Except for this, a TAC solution was prepared according to the method described in Example B1, and a hollow fiber was produced (Example B6).

〔実施例B8、比較例B1~B3〕
ジクロロメタンとNMPの合計含有量に対するNMPの含有量の体積比が、後述する表2の「溶媒比」欄に記載の数値となるように、ジクロロメタン及びNMPの混合比率を変更したこと以外は、実施例B1に記載の方法に従ってTAC溶液を調製し、実施例B8及び比較例B1~B3の中空糸をそれぞれ作製した。
[Example B8, Comparative Examples B1 to B3]
A TAC solution was prepared according to the method described in Example B1, except that the mixing ratio of dichloromethane and NMP was changed so that the volume ratio of the content of NMP to the total content of dichloromethane and NMP was the value shown in the "Solvent Ratio" column in Table 2 described later. The hollow fibers of Example B8 and Comparative Examples B1 to B3 were each produced.

〔評価〕
各実施例及び各比較例で作製した繊維の得率を、下記の方法により測定した。
各繊維について、任意に100本の繊維を選択し、選択した繊維の断面形状を電子顕微鏡を用いて観察した。観察された繊維の断面画像から、後述の方法により、各繊維の断面形状の真円度を求めるとともに、中空構造の有無を確認した。ここで、繊維の断面形状の真円度が0.5以上である場合、その繊維は、表面が滑らかな円形の断面形状を有すると定義した。
選択された100本の繊維のうち、表面が滑らかな円形の繊維の本数の比率(表面が滑らかな円形の繊維の本数/測定した繊維の本数×100)を得率(%)と定義し、下記評価基準に基づいて、各実施例及び各比較例の製造方法の得率を評価した。
〔evaluation〕
The yield of the fibers produced in each of the Examples and Comparative Examples was measured by the following method.
For each fiber, 100 fibers were randomly selected, and the cross-sectional shape of the selected fibers was observed using an electron microscope. From the cross-sectional images of the observed fibers, the circularity of the cross-sectional shape of each fiber was obtained by the method described below, and the presence or absence of a hollow structure was confirmed. Here, when the circularity of the cross-sectional shape of a fiber is 0.5 or more, the fiber was defined as having a circular cross-sectional shape with a smooth surface.
The ratio of the number of fibers with smooth circular surfaces among the 100 selected fibers (number of fibers with smooth circular surfaces/number of measured fibers x 100) was defined as the yield (%), and the yield of the manufacturing methods of each Example and Comparative Example was evaluated based on the following evaluation criteria.

(評価基準)
A:得率が80%以上
B:得率が50%以上80%未満
C:得率が30%以上50%未満
D:得率が30%未満
(Evaluation Criteria)
A: Yield is 80% or more. B: Yield is 50% or more but less than 80%. C: Yield is 30% or more but less than 50%. D: Yield is less than 30%.

繊維の断面形状の真円度は、下記の方法で求められる。上記の繊維の長手方向に対して垂直な断面における断面画像から、繊維断面の外周により囲まれる投影面積(A)及び周囲長(M)を測定する。周囲長(M)をもつ真円を想定すると、その真円の半径(r)はM/2πであり、想定した真円の面積(B)はπ×(M/2π)となる。投影面積(A)と想定真円面積(B)から真円度A/B=4π×A/M2を算出する。選択された100本の繊維の真円度を算術平均することにより、繊維の断面形状の真円度が得られる。
また、繊維における中空構造の有無を下記の方法で確認した。上記の繊維の断面画像から、繊維断面の外周により囲まれる投影面積(A)と、断面に観察される空洞の合計面積(P)を測定し、投影面積(A)(繊維の断面積全体)に対する空洞の合計面積(P)の面積比が10%以上である場合、その繊維を、中空構造を有する中空糸であると規定した。
The circularity of the cross-sectional shape of the fiber is obtained by the following method. From a cross-sectional image of the above-mentioned fiber in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, the projected area (A) and perimeter (M) surrounded by the outer periphery of the fiber cross section are measured. Assuming a perfect circle with perimeter (M), the radius (r) of the perfect circle is M/2π, and the area (B) of the assumed perfect circle is π×(M/2π) 2 . The circularity A/B=4π×A/M2 is calculated from the projected area (A) and the assumed perfect circle area (B). The circularity of the cross-sectional shape of the fiber is obtained by arithmetically averaging the circularities of the selected 100 fibers.
The presence or absence of a hollow structure in the fiber was confirmed by the following method: From the cross-sectional image of the fiber, the projected area (A) surrounded by the periphery of the fiber cross section and the total area (P) of cavities observed in the cross section were measured, and if the area ratio of the total area (P) of cavities to the projected area (A) (total cross-sectional area of the fiber) was 10% or more, the fiber was defined as a hollow fiber having a hollow structure.

下記表2に、各実施例及び各比較例の繊維の製造方法について、繊維の作製に使用したドープの組成、繊維を形成する吐出条件、及び、上記評価の結果を示す。
表中、「溶媒」の「溶媒比」欄は、良溶媒及び貧溶媒の合計体積に対する貧溶媒の含有量(単位:体積%)を示す。
表中、「溶媒」の「SP値距離」欄は、良溶媒のSP値と貧溶媒のSP値との距離(単位:MPa1/2)を示す。
表中、「溶媒」の「蒸気圧差分」欄は、良溶媒の飽和蒸気圧から貧溶媒の飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分(単位:kPa)を示す。
表中、「吐出条件」の「Q2/V」欄は、TAC溶液が吐出される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、ノズルから吐出されるTAC溶液の吐出量Q2(L/min)の比率を示す。
Table 2 below shows the composition of the dope used to prepare the fiber, the discharge conditions for forming the fiber, and the results of the above evaluation for the fiber manufacturing methods of each Example and Comparative Example.
In the table, the "solvent ratio" column of "solvent" indicates the content of the poor solvent relative to the total volume of the good solvent and the poor solvent (unit: volume %).
In the table, the column "SP value distance" for "solvent" indicates the distance (unit: MPa 1/2 ) between the SP value of a good solvent and the SP value of a poor solvent.
In the table, the column "Vapor pressure difference" for "Solvent" indicates the difference (unit: kPa) obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent from the saturated vapor pressure of the good solvent.
In the table, the "Q2/V" column under "Discharge Conditions" indicates the ratio of the discharge amount Q2 (L/min) of the TAC solution discharged from the nozzle to the flow rate V (L/min) of the dry airflow flowing in the direction in which the TAC solution is discharged.

表2に示すように、本発明に係る中空糸の製造方法によれば、トリアセチルセルロースを含み、表面が滑らかな中空糸を簡便に製造できることが確認された。
それに対して、良溶媒及び貧溶媒の合計体積に対する貧溶媒の含有量の体積比が10体積%以下である比較例B1では、表面が滑らかな中空糸の得率が50%を下回っていた。これは、貧溶媒の含有量が少な過ぎたことにより、吐出された液流から急速に良溶媒が蒸発してTACスキン層が形成され、続く溶媒の蒸発によりスキン層が陥没した結果、表面に多数の皺を有する中空糸が多く形成されたためと推定される。
また、良溶媒及び貧溶媒の合計体積に対する貧溶媒の含有量の体積比が30体積%超である比較例B2及びB3においても、表面が滑らかな中空糸の得率が50%を下回っていた。これは、貧溶媒の含有量が多過ぎたことにより、液流からの溶媒の蒸発速度が遅く、TACにより構成される層が厚くなり、繊維の内部に所定の大きさを有する空洞が形成されにくかったためと推定される。
As shown in Table 2, it was confirmed that the method for producing a hollow fiber according to the present invention makes it possible to easily produce a hollow fiber containing triacetyl cellulose and having a smooth surface.
In contrast, in Comparative Example B1, in which the volume ratio of the poor solvent content to the total volume of the good solvent and poor solvent was 10 volume % or less, the yield of hollow fibers with a smooth surface was less than 50%. This is presumably because the content of the poor solvent was too small, causing the good solvent to evaporate rapidly from the discharged liquid flow to form a TAC skin layer, and the skin layer to collapse due to the subsequent evaporation of the solvent, resulting in the formation of many hollow fibers with numerous wrinkles on the surface.
In Comparative Examples B2 and B3, in which the volume ratio of the poor solvent content to the total volume of the good solvent and the poor solvent was more than 30 volume %, the yield of hollow fibers having a smooth surface was also less than 50%. This is presumably because the content of the poor solvent was too high, which slowed down the evaporation rate of the solvent from the liquid flow and made the layer composed of TAC thick, making it difficult to form cavities having a predetermined size inside the fiber.

また、貧溶媒がNMP又はDMFを含む場合、表面が滑らかな中空糸の得率がより向上することが確認された(実施例B1、B2及びB5の比較)。
また、良溶媒の飽和蒸気圧から貧溶媒の飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分が35kPa以上である場合、表面が滑らかな中空糸の得率がより向上することが確認された(実施例B1、B2及びB5の比較)。
It was also confirmed that when the poor solvent contained NMP or DMF, the yield of hollow fibers having a smooth surface was further improved (comparison between Examples B1, B2 and B5).
It was also confirmed that when the difference obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent from the saturated vapor pressure of the good solvent was 35 kPa or more, the yield of hollow fibers having a smooth surface was further improved (comparison between Examples B1, B2 and B5).

また、ノズルから吐出されるTAC溶液の液流径が1000μm以下である場合、表面が滑らかな中空糸の得率がより向上することが確認された(実施例B3及びB7の比較)。
また、TAC溶液が吐出される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、ノズルから吐出されるTAC溶液の吐出量Q2(L/min)の比率Q2/Vが0.1以下である場合、表面が滑らかな中空糸の得率がより向上することが確認された(実施例B4及びB6の比較)。
It was also confirmed that when the liquid flow diameter of the TAC solution discharged from the nozzle was 1000 μm or less, the yield of hollow fibers having a smooth surface was further improved (comparison between Examples B3 and B7).
In addition, it was confirmed that when the ratio Q2/V of the discharge amount Q2 (L/min) of the TAC solution discharged from the nozzle to the flow rate V (L/min) of the dry airflow flowing in the direction in which the TAC solution is discharged is 0.1 or less, the yield of hollow fibers having a smooth surface is further improved (comparison between Examples B4 and B6).

Claims (8)

トリアセチルセルロースと良溶媒と貧溶媒とを含み、前記良溶媒及び前記貧溶媒の合計含有量に対する前記貧溶媒の含有量の体積比が5~30体積%である溶液を調製する工程A1と、
前記溶液を噴霧してトリアセチルセルロースを含む外殻を有する中空粒子を形成する工程A2と、を有
前記良溶媒の20℃における飽和蒸気圧から前記貧溶媒の20℃における飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分が23kPa以上であり、
前記良溶媒のハンセン溶解度パラメータと前記貧溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が15.0MPa 1/2 以下であり、
前記工程A2において、前記溶液を噴霧器を用いて40~250℃に加熱された乾燥気流が流れる乾燥室内において噴霧し、形成された微小な液滴を前記加熱された乾燥気流により乾燥することによって、前記中空粒子が形成される、
中空粒子の製造方法。
A step A1 of preparing a solution containing triacetyl cellulose, a good solvent, and a poor solvent, the volume ratio of the content of the poor solvent to the total content of the good solvent and the poor solvent being 5 to 30 volume %;
A step A2 of spraying the solution to form hollow particles having an outer shell containing triacetyl cellulose,
a difference obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent at 20° C. from the saturated vapor pressure of the good solvent at 20° C. is 23 kPa or more;
The distance between the Hansen solubility parameter of the good solvent and the Hansen solubility parameter of the poor solvent is 15.0 MPa 1/2 or less;
In the step A2, the solution is sprayed using a sprayer in a drying chamber in which a dry air stream heated to 40 to 250° C. flows, and the formed fine droplets are dried by the heated dry air stream to form the hollow particles.
A method for producing hollow particles.
前記良溶媒の20℃における飽和蒸気圧から前記貧溶媒の20℃における飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分が34kPa以上であり、a difference obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent at 20° C. from the saturated vapor pressure of the good solvent at 20° C. is 34 kPa or more;
前記良溶媒のハンセン溶解度パラメータと前記貧溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が11.4MPaThe distance between the Hansen solubility parameter of the good solvent and the Hansen solubility parameter of the poor solvent is 11.4 MPa. 1/21/2 以下であり、is as follows:
前記加熱された乾燥気流の温度が100~200℃である、The temperature of the heated dry air stream is 100 to 200° C.
請求項1に記載の中空粒子の製造方法。The method for producing hollow particles according to claim 1 .
前記良溶媒の20℃における飽和蒸気圧から前記貧溶媒の20℃における飽和蒸気圧を差し引いて得られる差分が35kPa以上である、請求項1又は2に記載の中空粒子の製造方法。 3. The method for producing hollow particles according to claim 1, wherein a difference obtained by subtracting the saturated vapor pressure of the poor solvent at 20°C from the saturated vapor pressure of the good solvent at 20°C is 35 kPa or more. 前記良溶媒のハンセン溶解度パラメータと前記貧溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が11.3MPa1/2以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の中空粒子の製造方法。 The method for producing hollow particles according to any one of claims 1 to 3, wherein a distance between the Hansen solubility parameter of the good solvent and the Hansen solubility parameter of the poor solvent is 11.3 MPa 1/2 or less. 前記良溶媒がジクロロメタンを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の中空粒子の製造方法。 The method for producing hollow particles according to any one of claims 1 to 4, wherein the good solvent comprises dichloromethane. 前記貧溶媒が、N-メチル-2-ピロリドン及びジメチルホルムアミドからなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の中空粒子の製造方法。 The method for producing hollow particles according to any one of claims 1 to 5, wherein the poor solvent comprises at least one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylformamide. 前記工程A2において、前記溶液が噴霧される方向に沿って流れる乾燥気流の流量V(L/min)に対する、前記工程A2により噴霧される前記溶液の噴霧量Q(L/min)の比率Q/Vが、0.1以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の中空粒子の製造方法。 7. The method for producing hollow particles according to claim 1 , wherein in the step A2, a ratio Q/V of a spray amount Q (L/min) of the solution sprayed in the step A2 to a flow rate V (L/min) of a dry airflow flowing in a direction in which the solution is sprayed is 0.1 or less. 前記工程A2において、前記溶液の噴霧により形成される液滴の直径が1000μm以下である、請求項1~7のいずれか1項に記載の中空粒子の製造方法。 The method for producing hollow particles according to any one of claims 1 to 7 , wherein in the step A2, droplets formed by spraying the solution have a diameter of 1000 µm or less.
JP2021052997A 2021-03-26 2021-03-26 Manufacturing method of hollow particles, manufacturing method of hollow fibers Active JP7656459B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021052997A JP7656459B2 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Manufacturing method of hollow particles, manufacturing method of hollow fibers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021052997A JP7656459B2 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Manufacturing method of hollow particles, manufacturing method of hollow fibers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022150412A JP2022150412A (en) 2022-10-07
JP7656459B2 true JP7656459B2 (en) 2025-04-03

Family

ID=83464377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021052997A Active JP7656459B2 (en) 2021-03-26 2021-03-26 Manufacturing method of hollow particles, manufacturing method of hollow fibers

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7656459B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022150412A (en) 2022-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6570749B2 (en) Fiber composite, porous structure and non-woven fabric
RU2764180C1 (en) Composition of acetylcellulose for thermoforming, molded product and method for obtaining composition of acetylcellulose for thermoforming
WO1994019405A1 (en) Cellulose molding solution and process for molding therefrom
CN1078594C (en) Cellulose acetate having high moldability and process for preparing the same
CN114364731A (en) Biodegradable products and production methods
JP7544377B2 (en) Wet-spun fibers, wet-formed films and their manufacturing methods
JP7656459B2 (en) Manufacturing method of hollow particles, manufacturing method of hollow fibers
JP3712215B2 (en) Cellulose acetate solution, method for preparing the same, and method for producing cellulose acetate film
JPH0345734B2 (en)
JP2019044102A (en) Cellulose acetate composition for thermoforming and molded product
TWI712618B (en) Cellulose acetate, cellulose acetate composition, molded article and film
WO2020031648A1 (en) Cellulose acetate composition and molded object
JPH06298999A (en) Cellulose molding solution and molding method using the same
JP2000154202A (en) Cellulose triacetate and method for producing the same
JP6616849B2 (en) Nanofiber and non-woven fabric
US20210317288A1 (en) Cellulose acetate composition and molded article
JP7656460B2 (en) Hollow particles, medium for plant cultivation
CN116333469A (en) Photo/biodegradable material and preparation method thereof
JP6698870B2 (en) Blood component selective adsorption filter and blood filter
JP5165013B2 (en) Cellulose triacetate
JP2023117740A (en) Method for producing cellulose nanofiber composition
JP2023117739A (en) Cellulose nanofiber composition
CN120788996A (en) Amorphous cefuroxime axetil heavy powder and preparation method thereof
JP2025007985A (en) Cellulose nanofiber composite
JP2025007986A (en) Method for producing solid-phase cellulose nanofiber composite and method for producing cellulose nanofiber composition using solid-phase cellulose nanofiber composite

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20241018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250324

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7656459

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150