JP2019037981A - Method for production of dispersion liquid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は分散液の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a dispersion.
マイクロミキサーを用いて分散液を製造する方法が知られている。 A method for producing a dispersion using a micromixer is known.
特許文献１には、油性成分及び水性成分のそれぞれをマイクロミキサーの細孔に流動させ、それらを衝突させる分散液の製造方法が開示されている。
特許文献２には、水性成分を流動させると共に、融解したセラミド及び非イオン性界面活性剤を含む油性成分を流動させ、それらを合流させた流体をマイクロミキサーの細孔に流通させて乳化物を作製し、その後、それを冷却してセラミドを固化させるセラミド微粒子分散液の製造方法が開示されている。
In
本発明の課題は、水性成分に油性成分の微細な粒子が分散した分散液を製造することである。 An object of the present invention is to produce a dispersion in which fine particles of an oil component are dispersed in an aqueous component.
本発明は、中和可能な官能基を有する界面活性剤及び主成分として油剤を含む油性成分と、前記界面活性剤との塩形成能を有する中和剤を含む水性成分とを合流させる合流ステップと、前記合流ステップで合流させた流体を細孔に流通させる細孔流通ステップとを包含し、前記水性成分と前記油性成分との分散操作を、セグリゲーション指数（Ｘｓ）が０．１以下となる条件で行い、且つ前記合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和する分散液の製造方法である。 The present invention includes a step of merging a surfactant having a functional group capable of neutralization and an oily component containing an oily agent as a main component with an aqueous component containing a neutralizing agent capable of forming a salt with the surfactant. And a pore circulation step for allowing the fluid merged in the merging step to circulate through the pores, and the segregation index (Xs) is 0.1 or less in the dispersion operation of the aqueous component and the oil component. This is a method for producing a dispersion in which the surfactant is neutralized with the neutralizing agent in the joined fluid under conditions.
本発明によれば、中和可能な官能基を有する界面活性剤及び主成分として油剤を含む油性成分とその界面活性剤との塩形成能を有する中和剤を含む水性成分とを合流させた後に細孔に流通させ、また、このとき、水性成分と油性成分との分散操作を、セグリゲーション指数（Ｘｓ）が０．１以下となる条件で行い、且つ合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和することによって、水性成分に油性成分の微細な粒子が分散した分散液を製造することができる。 According to the present invention, a surfactant having a neutralizable functional group and an oily component containing an oily agent as a main component and an aqueous component containing a neutralizing agent capable of forming a salt with the surfactant are combined. The surfactant is then passed through the pores, and at this time, the dispersing operation of the aqueous component and the oily component is performed under the condition that the segregation index (Xs) is 0.1 or less, and in the combined fluid, the surfactant By neutralizing with the neutralizing agent, it is possible to produce a dispersion in which fine particles of the oil component are dispersed in the aqueous component.
以下、実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail.
本実施形態に係る分散液の製造方法は、中和可能な官能基を有する界面活性剤及び主成分として油剤を含む油性成分と、その中和可能な官能基を有する界面活性剤との塩形成能を有する中和剤を含む水性成分とを合流させる合流ステップと、合流ステップで合流させた流体を、孔径が０．０３〜３ｍｍである細孔に流通させる細孔流通ステップとを包含する。そして、このとき、合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和する。 The method for producing a dispersion according to the present embodiment is a salt formation between a surfactant having a neutralizable functional group and an oily component containing an oil as a main component and the surfactant having a neutralizable functional group. A merging step for merging an aqueous component containing a neutralizing agent having a function, and a pore circulation step for circulating the fluid merged in the merging step to pores having a pore diameter of 0.03 to 3 mm. At this time, the surfactant is neutralized with the neutralizing agent in the combined fluid.
ところで、特許文献１に開示された技術では、水性成分に界面活性剤を含有させるので、微細な粒子を得るためには、水性成分に、油性成分量に対して多量の界面活性剤を含有させる必要がある。また、特許文献２に開示された技術では、油性成分に非イオン性界面活性剤を含有させるので、微細な粒子を得るためには、油性成分に多量の界面活性剤を含有させる必要がある。その一方、皮膚や毛髪等に塗布する化粧料等の分野では、少量の界面活性剤で微細な粒子が分散した分散液を調製することが望まれる場合がある。
By the way, in the technique disclosed in
これに対し、本実施形態に係る分散液の製造方法では、中和可能な官能基を有する界面活性剤及び油剤を含む油性成分と、その中和可能な官能基を有する界面活性剤との塩形成能を有する中和剤を含む水性成分とを合流させて細孔に流通させ、その細孔流出後に両成分が乱流により撹拌される。従って、油性成分と水性成分との接触からせん断力が付与されるまでの時間が短く、中和可能な官能基を有する界面活性剤を、分散する油性成分から油水界面に効率的に供給することができる。このとき、油性成分及び水性成分が合流して細孔を流通・流出する過程において、前記界面活性剤が前記中和剤で中和され、その結果、界面活性剤の含有量が少量であっても、水性成分に油性成分の微細な液体状又は固体状の粒子が分散した分散液を製造することができる。 On the other hand, in the method for producing a dispersion according to the present embodiment, a surfactant having a neutralizable functional group and an oil component containing an oil agent, and a salt of the surfactant having the neutralizable functional group An aqueous component containing a neutralizing agent having a forming ability is combined and allowed to flow through the pores, and both components are stirred by turbulent flow after the pores flow out. Accordingly, it is possible to efficiently supply a surfactant having a functional group capable of neutralization from the dispersed oily component to the oil-water interface from the contact between the oily component and the aqueous component until the shearing force is applied. Can do. At this time, in the process in which the oily component and the aqueous component merge and flow through and out of the pores, the surfactant is neutralized with the neutralizer, and as a result, the surfactant content is small. In addition, it is possible to produce a dispersion in which fine liquid or solid particles of an oil component are dispersed in an aqueous component.
なお、本実施形態に係る方法で製造する分散液には、水性成分に油性成分の液滴粒子が分散した乳化物、及び水性成分に油性成分の固体粒子が分散した分散液の両方が含まれる。 The dispersion produced by the method according to this embodiment includes both an emulsion in which droplets of oily components are dispersed in an aqueous component and a dispersion in which solid particles of oily components are dispersed in an aqueous component. .
（油性成分）
油性成分は、中和可能な官能基を有する界面活性剤を含む。
(Oil component)
The oil component includes a surfactant having a functional group capable of being neutralized.
ここで、「中和可能な官能基を有する界面活性剤」とは、未中和の状態ではイオン性を示さず且つ所定の中和剤と混合することによりカチオン性又はアニオン性の塩を形成する界面活性剤をいう。以下「中和可能な官能基を有する界面活性剤」を「界面活性剤Ａ」と表す。 Here, the “surfactant having a functional group capable of neutralization” is not ionic in an unneutralized state and forms a cationic or anionic salt by mixing with a predetermined neutralizing agent. Refers to a surfactant. Hereinafter, “surfactant having a functional group capable of being neutralized” is referred to as “surfactant A”.
所定の中和剤と混合してカチオン性の塩を形成する界面活性剤Ａとしては、例えばアミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤が挙げられる。かかる界面活性剤を用いれば、分散を良好に行うことができる。 Examples of the surfactant A that forms a cationic salt by mixing with a predetermined neutralizing agent include surfactants having an amino group and a hydrophobic group. If such a surfactant is used, the dispersion can be performed satisfactorily.
疎水性基としては、例えば飽和若しくは不飽和の直鎖又は分岐鎖の炭化水素基が挙げられる。炭化水素基に含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは８以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは１２以上であり、また、好ましくは３０以下、より好ましくは２２以下、更に好ましくは２０以下、より更に好ましくは１８以下である。具体的な炭化水素基としては、例えば、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基などのアルキル基；オレイル基などのアルケニル基等が挙げられる。少量の界面活性剤Ａで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点からは、これらのうちヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基が好ましく、オクタデシル基、イソオクタデシル基がより好ましい。 Examples of the hydrophobic group include saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon groups. The number of carbon atoms contained in the hydrocarbon group is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 12 or more, from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. Preferably it is 30 or less, More preferably, it is 22 or less, More preferably, it is 20 or less, More preferably, it is 18 or less. Specific hydrocarbon groups include, for example, 2-ethylhexyl group, octyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group Group, an octadecyl group, an alkyl group such as an isooctadecyl group, an alkenyl group such as an oleyl group, and the like. From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A, among these, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, and an isooctadecyl group are preferable, and an octadecyl group and an isooctadecyl group are more preferable.
アミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤として、第一級アミン化合物、第二級アミン化合物、及び第三級アミン化合物が挙げられる。 Examples of the surfactant having an amino group and a hydrophobic group include a primary amine compound, a secondary amine compound, and a tertiary amine compound.
第一級アミン化合物としては、例えば、長鎖アルキルアミン等が挙げられる。長鎖アルキルアミンの長鎖アルキル基の炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは８以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは１２以上であり、また、好ましくは３０以下、より好ましくは２２以下、更に好ましくは２０以下、より更に好ましくは１８以下である。なお、以下に記載のある長鎖の好ましい炭素数も同様である。 Examples of the primary amine compound include a long chain alkylamine. The carbon number of the long-chain alkyl group of the long-chain alkylamine is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 12 or more, from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. And preferably 30 or less, more preferably 22 or less, still more preferably 20 or less, and still more preferably 18 or less. In addition, the preferable carbon number of the long chain described below is also the same.
第二級アミン化合物としては、例えば、長鎖アルキルメチルアミン、長鎖アルキルエチルアミン、長鎖アルキルプロピルアミンなどの長鎖アルキル基と短鎖アルキル基とを有するジアルキルアミン；スフィンゴシン類（例えば、１−（２−ヒドロキシエチルアミノ）−３−イソステアリルオキシ−２−プロパノール）等が挙げられる。短鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ-プロピル基、ｉ-プロピル基、ｎ-ブチル基、ｉ-ブチル基、ｔ-ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基が挙げられる。なお、以下に記載のある短鎖アルキル基の例も同様のものが挙げられる。 Examples of the secondary amine compound include dialkylamines having a long-chain alkyl group and a short-chain alkyl group such as long-chain alkylmethylamine, long-chain alkylethylamine, and long-chain alkylpropylamine; sphingosines (for example, 1- (2-hydroxyethylamino) -3-isostearyloxy-2-propanol) and the like. Examples of the short chain alkyl group include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, and t-butyl group. Can be mentioned. Examples of the short chain alkyl group described below are the same.
スフィンゴシン類としては、例えば、次の（ｉ）〜（iv）が挙げられる。 Examples of sphingosines include the following (i) to (iv).
第三級アミン化合物としては、例えば、長鎖アルキルジメチルアミン、長鎖アルキルジエチルアミン、長鎖アルキルジプロピルアミンなどの長鎖アルキル基と短鎖アルキル基とを有するトリアルキルアミン；ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミドなどの長鎖脂肪酸ジアルキルアミノエチルアミド及び長鎖脂肪酸ジアルキルアミノプロピルアミド；ヘキサデシロキシプロピルジメチルアミン、ステアロキシプロピルジメチルアミン、ステアロキシエチルジメチルアミン、オクタデシロキシプロピルジメチルアミン（Ｎ，Ｎ−ジメチル−３−オクタデシルオキシプロピルアミン）などのアラキロキシプロピルジメチルアミン、ベヘニロキシプロピルジメチルアミンなどのアシロキシエチルジアルキルアミン及びアシロキシプロピルジアルキルアミン等が挙げられる。長鎖脂肪酸やアシル基に含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは８以上、より好ましくは１０以上、更に好ましくは１２以上であり、また、好ましくは３０以下、より好ましくは２２以下、更に好ましくは２０以下、より更に好ましくは１８以下である。長鎖脂肪酸やアシル基に含まれる炭化水素基の具体例としては、上記の疎水性基の例として列挙したものと同一のものが挙げられる。ジアルキルに含まれるアルキル基は、メチル基、エチル基、ｎ-プロピル基、ｉ-プロピル基、ｎ-ブチル基、ｉ-ブチル基、ｔ-ブチル基等の炭素数１〜４の短鎖アルキル基が好ましい。 Examples of the tertiary amine compound include trialkylamines having a long-chain alkyl group and a short-chain alkyl group, such as long-chain alkyldimethylamine, long-chain alkyldiethylamine, and long-chain alkyldipropylamine; dimethylaminopropyl stearate Long chain fatty acid dialkylaminoethylamide and long chain fatty acid dialkylaminopropylamide such as amide, stearic acid diethylaminoethylamide; hexadecyloxypropyldimethylamine, stearoxypropyldimethylamine, stearoxyethyldimethylamine, octadecyloxypropyldimethylamine (N, N-dimethyl-3-octadecyloxypropylamine) and other aralkyloxypropyl dimethylamine and besyloxypropyl dimethylamine and other acyloxyethyl dials Triethanolamine and acyloxy propyl dialkyl amine. The number of carbon atoms contained in the long-chain fatty acid or acyl group is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 12 or more, from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. Also, it is preferably 30 or less, more preferably 22 or less, still more preferably 20 or less, and still more preferably 18 or less. Specific examples of the hydrocarbon group contained in the long-chain fatty acid or acyl group include the same ones listed as examples of the hydrophobic group. The alkyl group contained in the dialkyl is a short chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, or a t-butyl group. Is preferred.
所定の中和剤と混合してアニオン性の塩を形成する界面活性剤Ａとしては、例えば、カルボキシ基、スルホン酸基、ホスホン酸基、及びリン酸基からなる群から選ばれる１種又は２種以上の官能基並びに疎水性基を有する界面活性剤が挙げられる。かかる界面活性剤を用いれば、分散を良好に行うことができる。 Examples of the surfactant A that forms an anionic salt by mixing with a predetermined neutralizing agent include one or two selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, and a phosphoric acid group. Surfactant which has a functional group more than a seed | species and a hydrophobic group is mentioned. If such a surfactant is used, the dispersion can be performed satisfactorily.
疎水性基としては、アミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤の場合と同じものが挙げられる。 Examples of the hydrophobic group include the same ones as in the case of the surfactant having an amino group and a hydrophobic group.
カルボキシ基及び疎水性基を有する界面活性剤としては、例えば、脂肪酸、アルキルエーテルカルボン酸、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸等が挙げられる。 Examples of the surfactant having a carboxy group and a hydrophobic group include fatty acids, alkyl ether carboxylic acids, N-long chain acylamino acids and the like.
脂肪酸としては、例えば、下記式（１）で表されるものが挙げられる。 As a fatty acid, what is represented by following formula (1) is mentioned, for example.
Ｒ１−ＣＯＯＨ （１）
（式中、Ｒ１は、前述の疎水性基と同じことを意味し、好ましくは炭素数８〜２２、より好ましくは炭素数１２〜１８の直鎖若しくは分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素基を示す。）
（１）式で表される脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸等が挙げられる。これらのうち微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、オレイン酸が好ましい。
R 1 —COOH (1)
(Wherein R 1 means the same as the above-mentioned hydrophobic group, preferably a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon having 8 to 22 carbon atoms, more preferably 12 to 18 carbon atoms. Group.)
Examples of the fatty acid represented by the formula (1) include lauric acid, myristic acid, oleic acid and the like. Of these, oleic acid is preferred from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed.
アルキルエーテルカルボン酸としては、例えば、下記式（２）で表されるものが挙げられる。 As alkyl ether carboxylic acid, what is represented by following formula (2) is mentioned, for example.
Ｒ２Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｎ−ＣＨ２ＣＯＯＨ （２）
（式中、Ｒ２は、前述の疎水性基と同じことを意味し、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは炭素数８〜２０、より好ましくは炭素数１２〜１８の直鎖若しくは分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、ｎは１〜１２、好ましくは１〜３の数を示し、平均付加モル数を意味する。）
Ｎ−長鎖アシルアミノ酸としては、例えば、Ｎ−パルミトイルアシルグリシン、Ｎ−ステアロイルアラニン、Ｎ−パルミトイルアスパラギン酸、Ｎ−パルミトイルアシルグルタミン酸、Ｎ−ステアロイルアシルグリシン、Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸等が挙げられる。これらのうち微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸が好ましい。
R 2 O- (C 2 H 4 O) n -
(In the formula, R 2 means the same as the above-mentioned hydrophobic group, and preferably has 8 to 20 carbon atoms, more preferably, from the viewpoint of obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed well and fine particles are dispersed. A C12-18 linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group is shown, n is 1-12, preferably 1-3, and means the average number of moles added.
Examples of the N-long chain acylamino acid include N-palmitoyl acylglycine, N-stearoylalanine, N-palmitoyl aspartic acid, N-palmitoyl acyl glutamic acid, N-stearoyl acyl glycine, N-stearoyl-L-glutamic acid and the like. It is done. Of these, N-stearoyl-L-glutamic acid is preferred from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed.
スルホン酸基及び疎水性基を有する界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸が挙げられる。 Examples of the surfactant having a sulfonic acid group and a hydrophobic group include alkylbenzene sulfonic acid.
アルキルベンゼンスルホン酸としては、例えば、下記式（３）で表されるものが挙げられる。 As alkylbenzenesulfonic acid, what is represented by following formula (3) is mentioned, for example.
Ｒ３１−ＣＨＲ３２−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ３Ｈ （３）
（式中、Ｒ３１は、前述の疎水性基と同じことを意味し、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは炭素数８〜２０、より好ましくは炭素数１２〜１８の直鎖若しくは分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、Ｒ３２は、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、又はｔ−ブチル基を示す。）
リン酸基及び疎水性基を有する界面活性剤としては、例えば、モノアルキルリン酸エステルが挙げられる。
R 31 —CHR 32 —C 6 H 4 —SO 3 H (3)
(In the formula, R 31 means the same as the above-mentioned hydrophobic group, and preferably has 8 to 20 carbon atoms, and more preferably from the viewpoint of obtaining a dispersion in which fine dispersion is performed well and fine particles are dispersed. A C12-18 linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group is shown, and R32 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or a t-butyl group.
Examples of the surfactant having a phosphoric acid group and a hydrophobic group include monoalkyl phosphate esters.
モノアルキルリン酸エステルとしては、例えば、下記式（４）で表されるものが挙げられる。 As monoalkyl phosphate ester, what is represented by following formula (4) is mentioned, for example.
Ｒ４−Ｏ−ＰＯ３Ｈ２ （４）
（式中、Ｒ４は、前述の疎水性基と同じことを意味し、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは炭素数８〜２０、より好ましくは炭素数１２〜１８の直鎖若しくは分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素基を示す。）
油性成分には、界面活性剤Ａとして、上記に挙げた界面活性剤からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含めることが好ましい。少量の界面活性剤Ａで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点からは、油性成分に含める界面活性剤Ａとして、アミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤、並びにカルボキシ基及び疎水性基を有する界面活性剤が好ましい。
R 4 —O—PO 3 H 2 (4)
(In the formula, R 4 means the same as the above-mentioned hydrophobic group, and preferably has 8 to 20 carbon atoms, more preferably, from the viewpoint of obtaining a dispersion in which fine dispersion is performed well and fine particles are dispersed. (It represents a C12-18 linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group.)
It is preferable that the oil component includes one or more selected from the group consisting of the surfactants listed above as the surfactant A. From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A, as surfactant A included in the oil component, surfactant having amino group and hydrophobic group, and carboxyl group and hydrophobic property A surfactant having a group is preferred.
油性成分における界面活性剤Ａの含有量は、少量の界面活性剤Ａで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、更に好ましくは９質量％以下であり、なお、少量の界面活性剤Ａで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは５質量％以下、より更に好ましくは３質量以下であってもよく、また、同様の観点から、好ましくは０．３質量％以上、より好ましくは１質量％以上、より更に好ましくは２質量％以上、更により好ましくは２．５質量％以上である。 The content of the surfactant A in the oil component is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of the surfactant A. Is 9% by mass or less, and from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A, it may be preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. Moreover, from the same viewpoint, it is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, still more preferably 2% by mass or more, and still more preferably 2.5% by mass or more.
なお、界面活性剤Ａは、微細な粒子が分散した分散液を製造するという作用効果を損なわない限度において、一部中和されていてもよい。 The surfactant A may be partially neutralized as long as the effect of producing a dispersion in which fine particles are dispersed is not impaired.
油性成分は主成分として油剤（以下「油剤Ｂ」と表す。）を含む。 The oil component includes an oil agent (hereinafter referred to as “oil agent B”) as a main component.
油剤Ｂは、液体油のみで構成されていてもよく、また、固体脂のみで構成されていてもよく、更に、液体油及び固体脂の両方を含んで構成されていてもよい。ここで、「液体油」とは、２５℃において液体である油剤をいう。「固体脂」とは、２５℃において固体である油剤をいう。 Oil agent B may be comprised only with liquid oil, may be comprised only with solid fat, and may be further comprised including both liquid oil and solid fat. Here, “liquid oil” refers to an oil agent that is liquid at 25 ° C. “Solid fat” refers to an oil that is solid at 25 ° C.
油剤Ｂは、少量の界面活性剤Ａで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、液体油を含むことが好ましい。油剤Ｂにおける液体油の含有量は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、より更に好ましくは９０質量％以上である。 The oil agent B preferably contains a liquid oil from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of the surfactant A. The content of the liquid oil in the oil agent B is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more.
油剤Ｂとしては、例えば、炭化水素油、エステル油、ジアルキルエーテル、油脂、高級アルコール、シリコーン類等が挙げられる。油剤Ｂは、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、エステル基、ケト基、アルデヒド基、カルボキシル基、水酸基、及びエーテル基からなる群から選ばれる１種又は２種以上の官能基を有する油剤が好ましい。 Examples of the oil agent B include hydrocarbon oils, ester oils, dialkyl ethers, fats and oils, higher alcohols, and silicones. The oil agent B is one or more functional groups selected from the group consisting of ester groups, keto groups, aldehyde groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, and ether groups from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. The oil agent which has is preferable.
炭化水素油としては、例えば、パラフィン、スクアレン、スクワラン等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon oil include paraffin, squalene, squalane and the like.
エステル油としては、例えば、エチレングリコールジ脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセライド（例えばモノカプリン酸グリセリン）、脂肪酸ジグリセライド、脂肪酸トリグリセライドなどの脂肪酸グリセライド、ネオペンチルグリコールジ脂肪酸エステル（例えばジカプリン酸ネオペンチルグリコール）等が挙げられる。脂肪酸に含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは８〜２２、同様の観点から、好ましくは５以上、より好ましくは８以上であり、同様の観点から、好ましくは２２以下、より好ましくは１８以下、更に好ましくは１２以下である。 Examples of the ester oil include ethylene glycol difatty acid ester, fatty acid monoglyceride (for example, glycerin monocaprate), fatty acid diglyceride, fatty acid glyceride such as fatty acid triglyceride, neopentyl glycol difatty acid ester (for example, neopentyl glycol dicaprate), and the like. It is done. The number of carbon atoms contained in the fatty acid is preferably 8 to 22, preferably 5 or more, and more preferably 8 or more, from the viewpoint of obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed well and fine particles are dispersed. From the same viewpoint, it is preferably 22 or less, more preferably 18 or less, and still more preferably 12 or less.
ジアルキルエーテルとしては、例えば、飽和若しくは不飽和の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するジエーテル等が挙げられる。アルキル基に含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは８〜２２である。 Examples of the dialkyl ether include diethers having a saturated or unsaturated linear or branched alkyl group. The number of carbon atoms contained in the alkyl group is preferably 8 to 22 from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed.
油脂としては、例えば、大豆油、ヤシ油、パーム核油、アマニ油、綿実油、ナタネ油、キリ油、ヒマシ油などの植物油等が挙げられる。 Examples of the fat include vegetable oils such as soybean oil, coconut oil, palm kernel oil, linseed oil, cottonseed oil, rapeseed oil, drill oil, castor oil, and the like.
高級アルコールとしては、例えば、飽和若しくは不飽和の直鎖又は分岐鎖のアルコール（例えば２−オクチルドデカノール）等が挙げられる。高級アルコールに含まれる炭素数は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは８〜２２である。 Examples of the higher alcohol include saturated or unsaturated linear or branched alcohol (for example, 2-octyldodecanol). The number of carbon atoms contained in the higher alcohol is preferably 8 to 22 from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed.
シリコーン類としては、例えば、メチルポリシロキサン、メチルフェニルシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、シリコーン樹脂、アミノ変性シリコーン、アルキル変性シリコーン等が挙げられる。 Examples of silicones include methylpolysiloxane, methylphenylsiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, silicone resin, amino-modified silicone, and alkyl-modified silicone.
油剤Ｂとしては、その他に、例えば、パラメトキシケイ皮酸２−エチルヘキシルなどの有機紫外線吸収剤；香料等が挙げられる。 Other examples of the oil agent B include organic ultraviolet absorbers such as 2-ethylhexyl paramethoxycinnamate; and fragrances.
油剤Ｂは、揮発性及び不揮発性のいずれであってもよい。 Oil agent B may be either volatile or non-volatile.
油性成分には、油剤Ｂとして、上記に挙げた油剤からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含めることが好ましい。油性成分に含める油剤Ｂとして、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、エステル油、高級アルコールが好ましく、脂肪酸グリセライドがより好ましい。 It is preferable that the oil component contains one or more selected from the group consisting of the oils listed above as the oil B. From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, the oil agent B included in the oil component is preferably an ester oil or a higher alcohol, and more preferably a fatty acid glyceride.
油剤Ｂの分子量は、好ましくは４０以上、より好ましくは１００以上、更に好ましくは１５０以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは２０００以下、より好ましくは１５００以下、更に好ましくは１０００以下、より更に好ましくは５００以下である。 The molecular weight of the oil agent B is preferably 40 or more, more preferably 100 or more, still more preferably 150 or more, and preferably 2000 or less, more preferably 1500 from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. Hereinafter, it is more preferably 1000 or less, and still more preferably 500 or less.
油剤Ｂの粘度は、送液を良好に行う観点から、油性成分と水性成分とを合流させる際の油性成分の温度において、好ましくは０．１ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１ｍＰａ・ｓ以上、更に好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以下、更に好ましくは３００ｍＰａ・ｓ以下である。油剤Ｂの粘度は、ブルックフィールド型（Ｂ型）回転粘度計を用い、ローターＮｏ．３を標準使用し（粘度が測定できない場合は、ローターをＮｏ．１、２、又は４に変更する。）、回転数３０ｒ／ｍｉｎ及び測定時間１分間の条件により測定される。 The viscosity of the oil agent B is preferably 0.1 mPa · s or higher, more preferably 1 mPa · s or higher, more preferably 1 mPa · s or higher, at the temperature of the oily component when the oily component and the aqueous component are merged from the viewpoint of satisfactory liquid feeding. Preferably, it is 5 mPa · s or more, and from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, it is preferably 1000 mPa · s or less, more preferably 500 mPa · s or less, and further preferably 300 mPa · s or less. The viscosity of the oil agent B was measured using a Brookfield type (B type) rotational viscometer, rotor No. 3 is used as a standard (when the viscosity cannot be measured, the rotor is changed to No. 1, 2, or 4), and the measurement is performed under conditions of a rotation speed of 30 r / min and a measurement time of 1 minute.
油剤Ｂの融点は、油性成分と水性成分とを良好に合流させる観点から、好ましくは９５℃以下、より好ましくは９０℃以下、更に好ましくは８０℃以下、より更に好ましくは５０℃以下、更により好ましくは２５℃以下である。油剤Ｂの融点は、例えば、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ:Differential Scanning Calorimetry）での吸熱ピークにより求めることができる。 The melting point of the oil agent B is preferably 95 ° C. or less, more preferably 90 ° C. or less, still more preferably 80 ° C. or less, still more preferably 50 ° C. or less, and even more, from the viewpoint of satisfactorily joining the oily component and the aqueous component. Preferably it is 25 degrees C or less. The melting point of the oil agent B can be determined by, for example, an endothermic peak in a differential scanning calorimetry (DSC).
油剤Ｂの水１００ｇへの溶解量は、分散を良好に行う観点から、油性成分と水性成分とを合流させる際の油性成分の温度において、好ましくは１０ｇ以下、より好ましくは５ｇ以下、更に好ましくは３ｇ以下、より更に好ましくは１ｇ以下である。 The amount of oil B dissolved in 100 g of water is preferably 10 g or less, more preferably 5 g or less, and still more preferably at the temperature of the oil component when the oil component and the aqueous component are merged from the viewpoint of good dispersion. It is 3 g or less, more preferably 1 g or less.
油性成分における油剤Ｂの含有量は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、主成分として含まれ、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは８５質量％以上、より更に好ましくは９０質量％以上、より更に好ましくは９１質量％以上、また、油性成分に界面活性剤Ａを含有させて微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは９９．７質量％以下、より好ましくは９９質量％以下、更に好ましくは９８質量％以下、より更に好ましくは９７．５質量％以下、より更に好ましくは９３質量％以下である。主成分とは、油性成分中、最大の含有量であることを意味する。 The content of the oil agent B in the oil component is included as a main component from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 85% by mass. % Or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 91% by mass or more, and from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed by adding surfactant A to the oil component, It is 99.7 mass% or less, More preferably, it is 99 mass% or less, More preferably, it is 98 mass% or less, More preferably, it is 97.5 mass% or less, More preferably, it is 93 mass% or less. The main component means the maximum content in the oil component.
油性成分における界面活性剤Ａ及び油剤Ｂの合計の含有量は、界面活性剤Ａにより油剤Ｂを分散させる観点から、好ましくは８５質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上、更に好ましいのは１００質量％である。 From the viewpoint of dispersing the oil agent B by the surfactant A, the total content of the surfactant A and the oil agent B in the oil component is preferably 85% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 95% by mass. % Or more, more preferably 100% by mass.
油性成分における油剤Ｂの含有量に対する界面活性剤Ａの含有量の質量比（界面活性剤Ａ／油剤Ｂ）は、界面活性剤Ａにより油剤Ｂを分散させる観点から、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０２以上、更に好ましくは０．０３以上、より更に好ましくは０．０５以上、より更に好ましくは０．０８以上であり、また、少量の界面活性剤Ａで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．２以下、より好ましくは０．１５以下、更に好ましくは０．１２以下、より更に好ましくは０．１以下である。 The mass ratio of the content of the surfactant A to the content of the oil agent B in the oil component (surfactant A / oil agent B) is preferably 0.01 or more from the viewpoint of dispersing the oil agent B by the surfactant A. More preferably 0.02 or more, still more preferably 0.03 or more, still more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.08 or more, and fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A. From the viewpoint of producing a dispersed liquid, it is preferably 0.2 or less, more preferably 0.15 or less, further preferably 0.12 or less, and still more preferably 0.1 or less.
また、油性成分には、微細な粒子が分散した分散液を製造するという作用効果を損なわない限度において、メタノール、ジメチルエチルケトン等の有機溶媒を含めてもよい。油性成分におけるその含有量は、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、更に好ましくは１質量％以下である。更に、油性成分にはノニオン界面活性剤を含めてもよい。 The oil component may contain an organic solvent such as methanol or dimethyl ethyl ketone as long as the effect of producing a dispersion in which fine particles are dispersed is not impaired. The content of the oil component is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and still more preferably 1% by mass or less. Furthermore, you may include a nonionic surfactant in an oil-based component.
油性成分の形態は、特に限定されるものではないが、油性成分と水性成分とを合流させる温度において、界面活性剤Ａが油剤Ｂに溶解していることが好ましい。 The form of the oil component is not particularly limited, but it is preferable that the surfactant A is dissolved in the oil agent B at a temperature at which the oil component and the aqueous component are merged.
油性成分は、水性成分と合流させることから流動性を有する。油性成分の粘度は、送液を良好に行う観点から、油性成分と水性成分とを合流させる温度において、好ましくは０．１ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１ｍＰａ・ｓ以上、更に好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以下、更に好ましくは３００ｍＰａ・ｓ以下である。油性成分の粘度の測定方法は、上記の油剤Ｂの粘度の測定方法と同一である。 The oily component has fluidity because it is combined with the aqueous component. The viscosity of the oil component is preferably 0.1 mPa · s or more, more preferably 1 mPa · s or more, and even more preferably 5 mPa · s at the temperature at which the oil component and the aqueous component are merged from the viewpoint of satisfactory liquid feeding. From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, it is preferably 1000 mPa · s or less, more preferably 500 mPa · s or less, and still more preferably 300 mPa · s or less. The method for measuring the viscosity of the oil component is the same as the method for measuring the viscosity of the oil B.
（水性成分）
水性成分は、界面活性剤Ａとの塩形成能を有する中和剤を水に溶解させた水溶液である。
(Aqueous component)
The aqueous component is an aqueous solution in which a neutralizing agent having a salt forming ability with the surfactant A is dissolved in water.
ここで、「界面活性剤Ａとの塩形成能を有する中和剤」とは、界面活性剤Ａと塩形成能を有する酸性化合物又は塩基性化合物をいう。以下「界面活性剤Ａとの塩形成能を有する中和剤」を「中和剤Ｃ」と表す。 Here, the “neutralizing agent having a salt forming ability with the surfactant A” refers to an acidic compound or a basic compound having a salt forming ability with the surfactant A. Hereinafter, the “neutralizing agent having the ability to form a salt with surfactant A” is referred to as “neutralizing agent C”.
中和剤Ｃとしては、酸性化合物及び塩基性化合物が挙げられる。 Examples of the neutralizing agent C include acidic compounds and basic compounds.
界面活性剤Ａがアミノ基及び疎水性基を有する界面活性剤である場合、中和剤Ｃは酸性化合物であることが好ましい。 When the surfactant A is a surfactant having an amino group and a hydrophobic group, the neutralizing agent C is preferably an acidic compound.
酸性化合物としては、無機酸及び有機酸が挙げられる。 Examples of acidic compounds include inorganic acids and organic acids.
無機酸としては、例えば、リン酸、塩酸、硝酸、硫酸、過塩素酸、炭酸等が挙げられる。 Examples of inorganic acids include phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, perchloric acid, carbonic acid, and the like.
有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸などのモノカルボン酸；コハク酸、フタル酸、フマル酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸などのジカルボン酸；グリコール酸、クエン酸、乳酸、ピルビン酸、リンゴ酸、酒石酸などのオキシカルボン酸；Ｌ−グルタミン酸、アスパラギン酸などのアミノ酸等が挙げられる。有機酸に含まれる炭素数は、分散を良好に行う観点から、好ましくは２〜７、より好ましくは炭素数２〜６、更に好ましくは３〜６である。 Examples of organic acids include monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, and valeric acid; dicarboxylic acids such as succinic acid, phthalic acid, fumaric acid, oxalic acid, malonic acid, and glutaric acid; glycol Examples thereof include oxycarboxylic acids such as acid, citric acid, lactic acid, pyruvic acid, malic acid and tartaric acid; amino acids such as L-glutamic acid and aspartic acid. The number of carbon atoms contained in the organic acid is preferably 2-7, more preferably 2-6, and still more preferably 3-6, from the viewpoint of achieving good dispersion.
酸性化合物としては、分散を良好に行う観点から、有機酸が好ましく、含まれる炭素数が３〜６の有機酸がより好ましく、アミノ酸及びオキシカルボン酸から選ばれる１種以上が更に好ましく、Ｌ−グルタミン酸及び乳酸から選ばれる１種以上が更に好ましい。 The acidic compound is preferably an organic acid from the viewpoint of achieving good dispersion, more preferably an organic acid having 3 to 6 carbon atoms, more preferably one or more selected from amino acids and oxycarboxylic acids, L- One or more selected from glutamic acid and lactic acid are more preferable.
界面活性剤Ａが、カルボキシ基、スルホン酸基、ホスホン酸基、及びリン酸基からなる群から選ばれる１種以上の官能基並びに疎水性基を有する界面活性剤である場合、中和剤Ｃは塩基性化合物であることが好ましい。 When the surfactant A is a surfactant having one or more functional groups selected from the group consisting of a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, and a phosphoric acid group, and a hydrophobic group, the neutralizing agent C Is preferably a basic compound.
塩基性化合物としては、無機塩基及び有機塩基が挙げられる。 Examples of the basic compound include inorganic bases and organic bases.
無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、アンモニア等が挙げられる。 Examples of the inorganic base include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, ammonia and the like.
有機塩基としては、例えば、アニリン；メチルアミンなどのモノアルキルアミン；ジメチルアミンなどのジアルキルアミン；モノエタノールアミンなどのアルカノールアミン；Ｌ−アルギニンなどの塩基性アミノ酸等が挙げられる。 Examples of the organic base include aniline; monoalkylamines such as methylamine; dialkylamines such as dimethylamine; alkanolamines such as monoethanolamine; basic amino acids such as L-arginine.
塩基性化合物としては、分散を良好に行う観点、入手性の観点及び取扱い性の観点から、アルカリ金属の水酸化物、アルカノールアミン又は塩基性アミノ酸が好ましく、アルカリ金属の水酸化物又は塩基性アミノ酸がより好ましく、水酸化カリウム又はＬ−アルギニンが更に好ましい。 The basic compound is preferably an alkali metal hydroxide, alkanolamine or basic amino acid from the viewpoint of good dispersion, availability and handling, and an alkali metal hydroxide or basic amino acid. Is more preferable, and potassium hydroxide or L-arginine is still more preferable.
水性成分には、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、中和剤Ｃとして、上記に挙げた酸性化合物又は塩基性化合物からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含めることが好ましい。 For the aqueous component, one or two selected from the group consisting of the acidic compounds or basic compounds listed above as the neutralizing agent C from the viewpoint of obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed well and fine particles are dispersed. It is preferred to include more than species.
水性成分における中和剤Ｃの含有量は、界面活性剤Ａを中和する観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０３質量％以上、更に好ましくは０．０５質量％以上、より更に好ましくは０．１質量％以上、より更に好ましくは０．１１質量％以上であり、また、中和剤Ｃの水への溶解量を考慮する観点から、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、更に好ましくは１質量％以下、更により好ましくは０．５質量％以下、より更に好ましくは０．４質量％以下、より更に好ましくは０．３質量％以下である。 From the viewpoint of neutralizing the surfactant A, the content of the neutralizing agent C in the aqueous component is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and further preferably 0.05% by mass. Or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.11% by mass or more, and from the viewpoint of considering the amount of the neutralizing agent C dissolved in water, preferably 5% by mass or less. More preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, still more preferably 0.5% by mass or less, still more preferably 0.4% by mass or less, still more preferably 0.3% by mass or less. is there.
水性成分における水の含有量は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、より更に好ましくは９５質量％以上、より更に好ましくは９８質量％以上であり、好ましくは９９．９質量％以下、より好ましくは９９．７質量％以下である。 The content of water in the aqueous component is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. More preferably, it is 95 mass% or more, More preferably, it is 98 mass% or more, Preferably it is 99.9 mass% or less, More preferably, it is 99.7 mass% or less.
水性成分には防腐剤を含めてもよい。防腐剤としては、例えば、４−ヒドロキシ安息香酸メチル（メチルパラベン）、４−ヒドロキシ安息香酸エチル（エチルパラベン）、４−ヒドロキシ安息香酸プロピル（プロピルパラベン）などのパラオキシ安息香酸エステル等が挙げられる。水性成分における防腐剤の含有量は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは２質量％以下、より好ましくは１質量％以下、更に好ましくは０．５質量％以下であり、また、実質０質量％であってもよく、０．１質量％以上であってもよい。 The aqueous component may contain a preservative. Examples of the preservative include parahydroxybenzoic acid esters such as methyl 4-hydroxybenzoate (methylparaben), ethyl 4-hydroxybenzoate (ethylparaben), propyl 4-hydroxybenzoate (propylparaben), and the like. The content of the preservative in the aqueous component is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and still more preferably 0.5% from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. It may be 0 mass% or less, may be substantially 0 mass%, or may be 0.1 mass% or more.
水性成分には、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、多価アルコールを含めることができる。多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ジプロピレングリコール等が挙げられる。水性成分における多価アルコールの含有量は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１質量％以上、より好ましくは５質量％以上であり、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下、更に好ましくは２０質量％以下である。 The aqueous component can contain a polyhydric alcohol from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin and dipropylene glycol. The content of the polyhydric alcohol in the aqueous component is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, preferably 50% by mass or less, from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. Preferably it is 30 mass% or less, More preferably, it is 20 mass% or less.
水性成分には、微細な粒子が分散した分散液を製造するという作用効果を損なわない限度において、その他の溶質や水溶性有機溶媒を含めてもよい。 The aqueous component may contain other solutes and water-soluble organic solvents as long as the effect of producing a dispersion in which fine particles are dispersed is not impaired.
水性成分は、油性成分と合流させることから流動性を有する。水性成分の粘度は、送液を良好に行う観点から、油性成分と水性成分とを合流させる温度において、好ましくは０．１ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１ｍＰａ・ｓ以上、更に好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以下、更に好ましくは３００ｍＰａ・ｓ以下である。水性成分の粘度は、油性成分の粘度と同じであっても、異なっていても、どちらでもよい。水性成分の粘度の測定方法は、上記の油剤Ｂの粘度の測定方法と同一である。 The aqueous component has fluidity because it is combined with the oil component. The viscosity of the aqueous component is preferably 0.1 mPa · s or more, more preferably 1 mPa · s or more, and even more preferably 5 mPa · s at the temperature at which the oily component and the aqueous component are combined from the viewpoint of satisfactory liquid feeding. From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, it is preferably 1000 mPa · s or less, more preferably 500 mPa · s or less, and still more preferably 300 mPa · s or less. The viscosity of the aqueous component may be the same as or different from the viscosity of the oil component. The method for measuring the viscosity of the aqueous component is the same as the method for measuring the viscosity of the oil agent B described above.
（合流ステップ）
合流ステップでは、流動する液体の油性成分と流動する液体の水性成分とを合流させる。このとき、合流させた流体において、油性成分及び水性成分が合流して細孔を流通・流出する過程において、界面活性剤Ａが中和剤Ｃで中和される。
(Join step)
In the merging step, the flowing oily component and the flowing liquid aqueous component are merged. At this time, in the combined fluid, the surfactant A is neutralized with the neutralizing agent C in the process in which the oily component and the aqueous component are merged to flow and flow out of the pores.
このモル当量比（中和剤Ｃ／界面活性剤Ａ）は、界面活性剤Ａを中和して油剤Ｂを含む油性成分を微細に分散させる観点から、好ましくは０．３以上、より好ましくは０．５以上、更に好ましくは０．６以上、より更に好ましくは０．７以上であり、また、中和剤Ｃの水への溶解量を考慮する観点から、好ましくは５以下、より好ましくは３以下、更に好ましくは２以下、より更に好ましくは１．２以下である。 This molar equivalent ratio (neutralizing agent C / surfactant A) is preferably 0.3 or more, more preferably from the viewpoint of neutralizing surfactant A and finely dispersing the oil component containing oil agent B. 0.5 or more, more preferably 0.6 or more, still more preferably 0.7 or more, and preferably 5 or less, more preferably from the viewpoint of considering the amount of neutralizing agent C dissolved in water. It is 3 or less, more preferably 2 or less, and still more preferably 1.2 or less.
また、合流させた流体において、界面活性剤Ａの含有量（質量％）×上記モル当量比（中和剤Ｃ／界面活性剤Ａ）／油剤Ｂの含有量（質量％）が、界面活性剤Ａにより油剤Ｂを含む油性成分を微細に分散させる観点から、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０２以上、更に好ましくは０．０３以上、より更に好ましくは０．０６以上であり、また、より少量の界面活性剤Ａで油剤Ｂを含む油性成分を微細に分散させる観点から、好ましくは０．２以下、より好ましくは０．１６以下、更に好ましくは０．１４以下、より更に好ましくは０．１２以下、より更に好ましくは０．１１以下である。 Further, in the combined fluid, the content of the surfactant A (mass%) × the molar equivalent ratio (neutralizing agent C / surfactant A) / the content (mass%) of the oil B is the surfactant. From the viewpoint of finely dispersing the oil component containing the oil agent B by A, preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, still more preferably 0.03 or more, still more preferably 0.06 or more, Further, from the viewpoint of finely dispersing the oil component containing the oil agent B with a smaller amount of the surfactant A, it is preferably 0.2 or less, more preferably 0.16 or less, still more preferably 0.14 or less, and even more preferably. Is 0.12 or less, more preferably 0.11 or less.
合流ステップにおいて、合流させる前の油性成分の流量は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは０．０１Ｌ／ｈ以上、より好ましくは０．１Ｌ／ｈ以上、更に好ましくは０．１５Ｌ／ｈ以上であり、また、好ましくは１５０Ｌ／ｈ以下、より好ましくは１００Ｌ／ｈ以下であり、更に好ましくは５０Ｌ／ｈ以下、より更に好ましくは１０Ｌ／ｈ以下、より更に好ましくは２Ｌ／ｈ以下、より更に好ましくは０．５Ｌ／ｈ以下、より更に好ましくは０．１８Ｌ／ｈ以下である。合流させる前の水性成分の流量は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは０．１Ｌ／ｈ以上、より好ましくは１Ｌ／ｈ以上、更に好ましくは２Ｌ／ｈ以上であり、また、好ましくは３００Ｌ／ｈ以下、より好ましくは２００Ｌ／ｈ以下であり、更に好ましくは１００Ｌ／ｈ以下、より更に好ましくは２０Ｌ／ｈ以下、より更に好ましくは１０Ｌ／ｈ以下、より更にこのましくは３Ｌ／ｈ以下である。合流させる前の水性成分の油性成分に対する流量比（水性成分の流量／油性成分の流量）は、少量の界面活性剤ＡでＯ／Ｗ型の分散液を得る観点から、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、更に好ましくは５以上、より更に好ましくは１０以上、より更に好ましくは１５以上であり、また、分散液中における油性成分の含有量を高める観点から、好ましくは２００以下、より好ましくは１００以下、更に好ましくは５０以下、より更に好ましくは３０以下、より更に好ましくは２５以下、より更に好ましくは２１以下である。 In the merging step, the flow rate of the oily components before merging is preferably 0.01 L / h or more, more preferably 0.1 L / h, from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. Or more, more preferably 0.15 L / h or more, preferably 150 L / h or less, more preferably 100 L / h or less, further preferably 50 L / h or less, still more preferably 10 L / h or less, More preferably, it is 2 L / h or less, More preferably, it is 0.5 L / h or less, More preferably, it is 0.18 L / h or less. The flow rate of the aqueous component before joining is preferably 0.1 L / h or more, more preferably 1 L / h or more, and still more preferably 2 L from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. / L or more, preferably 300 L / h or less, more preferably 200 L / h or less, still more preferably 100 L / h or less, still more preferably 20 L / h or less, even more preferably 10 L / h or less. More preferably, it is 3 L / h or less. The flow ratio of the aqueous component to the oily component before joining (the flow rate of the aqueous component / the flow rate of the oily component) is preferably 1 or more from the viewpoint of obtaining an O / W type dispersion with a small amount of the surfactant A. Preferably, it is 2 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 10 or more, and still more preferably 15 or more. Also, from the viewpoint of increasing the content of oily components in the dispersion, preferably 200 or less, more preferably Is 100 or less, more preferably 50 or less, even more preferably 30 or less, still more preferably 25 or less, and still more preferably 21 or less.
合流ステップにおいて、合流させる際の油性成分の温度は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは５℃以上、より好ましくは１０℃以上であり、また、好ましくは９５℃以下、より好ましくは９０℃以下であり、更に好ましくは８０℃以下、より更に好ましくは６０℃以下、より更に好ましくは４０℃以下である。合流させる際の水性成分の温度は、分散を良好に行い、微細な粒子が分散した分散液を得る観点から、好ましくは５℃以上、より好ましくは１０℃以上であり、また、好ましくは９５℃以下、より好ましくは９０℃以下、更に好ましくは８０℃以下、より更に好ましくは６０℃以下、より更に好ましくは４０℃以下である。合流させる際の油性成分の温度と水性成分の温度とは同一であってもよく、任意に設定可能である。 In the merging step, the temperature of the oily components at the time of merging is preferably 5 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher, from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. Preferably it is 95 degrees C or less, More preferably, it is 90 degrees C or less, More preferably, it is 80 degrees C or less, More preferably, it is 60 degrees C or less, More preferably, it is 40 degrees C or less. The temperature of the aqueous component at the time of merging is preferably 5 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher, and preferably 95 ° C. from the viewpoint of achieving good dispersion and obtaining a dispersion in which fine particles are dispersed. Below, more preferably 90 ° C. or less, still more preferably 80 ° C. or less, still more preferably 60 ° C. or less, and still more preferably 40 ° C. or less. The temperature of the oily component and the temperature of the aqueous component at the time of joining may be the same, and can be set arbitrarily.
合流ステップにおいて、油性成分と水性成分との合流の態様は特に限定されるものではない。 In the merging step, the mode of merging of the oily component and the aqueous component is not particularly limited.
油性成分と水性成分とを合流させる際の衝突の態様（角度等）としては、例えば、両方を正面衝突させて合流させる態様（耐向流衝突）、一方を他方に直交する方向から衝突させて合流させる態様、一方を他方に斜め後方から衝突させて合流させる態様、一方を他方に斜め前方から衝突させて合流させる態様、一方を他方に沿うように接触させて合流させる態様、一方を他方の全周から衝突させて合流させる態様が挙げられる。これらのうち、合流させる際の衝突の態様としては、微細な粒子が分散したＯ／Ｗ型の分散液を製造する観点から、両方を正面衝突させて合流させる態様（耐向流衝突）、一方を他方の全周から衝突させて合流させる態様が好ましく、水性成分の全周から油性成分を衝突させて合流させる態様がより好ましい。 As an aspect (angle etc.) of the collision at the time of merging an oily component and an aqueous component, for example, an aspect in which both are collided by frontal collision (counter-current collision), and one is collided from a direction orthogonal to the other A mode of joining, a mode of causing one to collide with the other from the diagonally rear side, a mode of causing one to collide with the other from a diagonally forward side, a mode of bringing one into contact with the other along the other side, a mode of joining one side along the other, The aspect which makes it collide from the whole periphery and makes it merge is mentioned. Among these, as the mode of collision at the time of merging, from the viewpoint of producing an O / W type dispersion liquid in which fine particles are dispersed, both are collided by frontal collision (countercurrent collision resistant), In which the oily components are caused to collide with each other from the other circumference, and the oily components are caused to collide from the entire circumference of the aqueous component, and more preferably.
また、油性成分と水性成分との合流させる際の合流方式の態様（数等）としては、両方をそれぞれ複数の方向から衝突させて合流させる態様、一方を他方に複数の方向から衝突させて合流させる態様が挙げられる。前者では、両方をそれぞれ好ましくは２方向以上の方向から衝突させることが好ましく、また、上限は特にないが生産性の観点からそれぞれ４方向以下の方向から衝突させることが好ましい。後者では、一方を好ましくは２方向以上の方向から他方に衝突させることが好ましく、また、上限は特にないが生産性の観点から一方を４方向以下の方向から他方に衝突させることが好ましい。 In addition, as a mode (number, etc.) of the merging method when the oily component and the aqueous component are merged, a mode in which both collide from each other in a plurality of directions, and a mode in which one collides with the other from a plurality of directions to merge. The aspect to be made is mentioned. In the former case, it is preferable to cause both to collide preferably from two or more directions. Moreover, although there is no particular upper limit, it is preferred to collide from four or less directions from the viewpoint of productivity. In the latter, one preferably collides with the other from two or more directions, and there is no particular upper limit, but from the viewpoint of productivity, one collides with the other from four or less directions.
更に、油性成分及び／又は水性成分を、後述の細孔流通ステップにおいて合流させた流体を流通させる細孔と同様の構成の細孔に流通させた後、又は、細孔に流通させると共に、それらを合流させてもよい。 Further, the oily component and / or the aqueous component are circulated through the pores having the same configuration as the pores through which the fluid merged in the pore circulation step described later is circulated, and are circulated through the pores. May be merged.
（細孔流通ステップ）
細孔流通ステップでは、合流ステップで合流させた流体を細孔に流通させる。
(Pore distribution step)
In the pore circulation step, the fluid merged in the merge step is circulated through the pores.
細孔の横断面形状としては、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等が挙げられる。これらのうち微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、円形が好ましい。細孔の横断面形状は、長さ方向に沿って同一形状であることが好ましい。 Examples of the cross-sectional shape of the pore include a circular shape, a semi-circular shape, an elliptical shape, a semi-elliptical shape, a square shape, a rectangular shape, a trapezoidal shape, a parallelogram shape, a star shape, and an indefinite shape. Of these, a circular shape is preferred from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. The cross-sectional shape of the pores is preferably the same shape along the length direction.
細孔の延びる方向は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、油性成分の流動方向及び／又は水性成分の流動方向と同一であることが好ましい。 The direction in which the pores extend is preferably the same as the flow direction of the oil component and / or the flow direction of the aqueous component from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed.
細孔の孔径は０．０３〜３ｍｍである。細孔の孔径は、高い生産性を得る観点から、好ましくは０．０７ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１．５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下、更に好ましくは０．５ｍｍ以下、より更に好ましくは０．３ｍｍ以下である。ここで、細孔の孔径は、細孔の横断面形状が円形の場合には直径であるが、細孔の横断面形状が非円形の場合には等価水力直径（４×流路面積／断面長）である。 The pore diameter is 0.03 to 3 mm. The pore diameter is preferably 0.07 mm or more, more preferably 0.1 mm or more from the viewpoint of obtaining high productivity, and preferably 1 from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. 0.5 mm or less, more preferably 1 mm or less, still more preferably 0.5 mm or less, and still more preferably 0.3 mm or less. Here, the pore diameter is the diameter when the cross-sectional shape of the pore is circular, but the equivalent hydraulic diameter (4 × channel area / cross-section) when the cross-sectional shape of the pore is non-circular. Long).
細孔の長さは、油性成分と水性成分との混合性を高める観点から、好ましくは０．０５ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上、更に好ましくは０．３ｍｍ以上、より更に好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、油性成分と水性成分とを瞬時に混合し、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下、より更に好ましくは１．５ｍｍ以下であり、より更に好ましくは１ｍｍ以下である。 The length of the pores is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.1 mm or more, still more preferably 0.3 mm or more, and still more preferably 0.00 mm, from the viewpoint of improving the mixing property of the oily component and the aqueous component. From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed by instantaneously mixing an oily component and an aqueous component, the thickness is preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, and even more preferably 1. It is 5 mm or less, More preferably, it is 1 mm or less.
細孔の流路面積は、過大な圧力損失が生じて機器に障害をもたらすことを防ぐ観点から、好ましくは０．０１ｍｍ２以上、より好ましくは０．０３ｍｍ２以上であり、また、圧力損失を高めて油性成分と水性成分との混合性を高める観点から、好ましくは７ｍｍ２以下、より好ましくは２ｍｍ２以下、より更に好ましくは０．５ｍｍ２以下、より更に好ましくは０．１ｍｍ２以下、より更に好ましくは０．０５ｍｍ２以下である。 Flow area of pores, in view of preventing to bring the fault to equipment caused excessive pressure loss, preferably 0.01 mm 2 or more, more preferably 0.03 mm 2 or more, the pressure loss From the viewpoint of increasing the mixing property between the oily component and the aqueous component, it is preferably 7 mm 2 or less, more preferably 2 mm 2 or less, still more preferably 0.5 mm 2 or less, even more preferably 0.1 mm 2 or less, and more More preferably, it is 0.05 mm 2 or less.
細孔の長さの孔径に対する比（長さ／孔径）は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．１５以上、より好ましくは０．２以上、更に好ましくは０．５以上、より更に好ましくは１以上、より更に好ましくは２以上であり、また、同様の観点から、好ましくは４０以下、より好ましくは２０以下、更に好ましくは１０以下、より更に好ましくは９以下である。 The ratio of the length of the pores to the pore diameter (length / pore diameter) is preferably 0.15 or more, more preferably 0.2 or more, and still more preferably 0 from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. 0.5 or more, more preferably 1 or more, still more preferably 2 or more, and from the same viewpoint, preferably 40 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 10 or less, and still more preferably 9 or less. It is.
細孔流通ステップにおいて、合流ステップで油性成分と水性成分とを合流させた流体を細孔に流通させる方法としては、油性成分と水性成分とを液溜め部で一旦合流させ、それらが混在状態となった流体を細孔に流通させてもよいが、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、油性成分と水性成分との合流部を細孔の直前に設ける、又は、油性成分と水性成分とを細孔内で合流させることが好ましい。 In the pore circulation step, as a method of circulating the fluid obtained by joining the oily component and the aqueous component in the joining step to the pores, the oily component and the aqueous component are once merged in the liquid reservoir, and they are mixed. However, from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, a joining portion of the oil component and the aqueous component is provided immediately before the pore, or the oil component and It is preferable to join the aqueous component in the pores.
細孔流通ステップにおいて、合流ステップで油性成分と水性成分とを合流させた流体を細孔に流通させる際の流体の流量は、圧力損失を高めて微細な粒子の分散液を製造する観点から、好ましくは０．１Ｌ／ｈ以上、より好ましくは１Ｌ／ｈ以上であり、また、過大な圧力損失が生じて機器に障害をもたらすことを防ぐ観点から、好ましくは３００Ｌ／ｈ以下、より好ましくは２５０Ｌ／ｈ以下、更に好ましくは１００Ｌ／ｈ以下、より更に好ましくは５０Ｌ／ｈ以下、更に好ましくは２０Ｌ／ｈ以下、より更に好ましくは８Ｌ／ｈ以下である。 In the pore circulation step, the flow rate of the fluid when the fluid in which the oil component and the aqueous component are joined in the joining step is circulated through the pores is from the viewpoint of producing a dispersion of fine particles by increasing the pressure loss. Preferably, it is 0.1 L / h or more, more preferably 1 L / h or more, and preferably from 300 L / h or less, more preferably 250 L, from the viewpoint of preventing excessive pressure loss from causing trouble to the equipment. / L or less, more preferably 100 L / h or less, even more preferably 50 L / h or less, still more preferably 20 L / h or less, and even more preferably 8 L / h or less.
圧力損失は、細孔流通前後の圧力差であり、それにより噴流の大きさを評価することができる。圧力損失は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．０５ＭＰａ以上、より好ましくは０．１ＭＰａ以上、更に好ましくは０．２ＭＰａ以上、より更に好ましくは０．３ＭＰａ以上であり、また、過大な圧力損失が生じて機器に障害をもたらすことを防ぐ観点から、好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下、更に好ましくは３ＭＰａ以下、より更に好ましくは１．５ＭＰａ以下である。なお、後述する分散液製造システムＳでは、細孔流通前の圧力は、第２圧力計４６ｂで計測される圧力（油性成分側の圧力）であり、細孔流通後の圧力は、開放系であるので０である。
The pressure loss is a pressure difference before and after the circulation of the pores, whereby the size of the jet can be evaluated. The pressure loss is preferably 0.05 MPa or more, more preferably 0.1 MPa or more, still more preferably 0.2 MPa or more, and still more preferably 0.3 MPa or more, from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. In addition, from the viewpoint of preventing an excessive pressure loss from occurring and causing damage to the device, the pressure is preferably 10 MPa or less, more preferably 5 MPa or less, still more preferably 3 MPa or less, and still more preferably 1.5 MPa or less. In the dispersion liquid production system S described later, the pressure before the pore circulation is a pressure (pressure on the oil component side) measured by the
細孔流通後の流路拡大領域での油相成分と水相成分との撹拌効率を高める観点からは、細孔流通ステップにおいて、合流ステップで合流させた流体を、乱流条件で細孔に流通させることが好ましい。このときのレイノルズ数は、細孔流通後の流路拡大領域での油相成分と水相成分との撹拌効率を高める観点から、好ましくは１０００以上、より好ましくは１８００以上、更に好ましくは２７００以上であり、また、流路拡大領域で混合する観点から、好ましくは１５００００以下、より好ましくは１０００００以下、更に好ましくは３００００以下であり、より更に好ましくは１００００以下、更により好ましくは７２００、より更に好ましくは６０００以下である。ここで、レイノルズ数は、細孔内の平均流速ｕ（ｍ／ｓ）、細孔の孔径ｄ（ｍ）、流体の粘度μ（Ｐａ・ｓ）、及び流体の密度ρ（ｋｇ／ｍ３）の値を用いた一般的な配管流れのレイノルズ数算出式（レイノルズ数Ｒｅ＝ｄｕρ／μ）により求めることができる。 From the viewpoint of improving the stirring efficiency of the oil phase component and the aqueous phase component in the flow channel expansion region after the pore flow, the fluid merged in the merge step in the pore flow step is converted into pores under turbulent flow conditions. It is preferable to circulate. The Reynolds number at this time is preferably 1000 or more, more preferably 1800 or more, and still more preferably 2700 or more, from the viewpoint of increasing the stirring efficiency of the oil phase component and the aqueous phase component in the flow path expansion region after the pore circulation. In addition, from the viewpoint of mixing in the channel expansion region, it is preferably 150,000 or less, more preferably 100,000 or less, still more preferably 30000 or less, still more preferably 10,000 or less, even more preferably 7200, and even more preferably. Is 6000 or less. Here, the Reynolds number is the average flow velocity u (m / s) in the pores, the pore diameter d (m), the fluid viscosity μ (Pa · s), and the fluid density ρ (kg / m 3 ). Can be obtained by a general Reynolds number calculation formula (Reynolds number Re = duρ / μ) of the pipe flow using the value of.
細孔流通ステップにおいて、合流ステップで油性成分と水性成分とを合流させた流体を、細孔に流通させた後に流路拡大部に流出させる。これにより乱流が発生し易くなり、粒子を微細化することができる。 In the pore circulation step, the fluid obtained by joining the oily component and the aqueous component in the joining step is allowed to flow through the pores and then flows out to the flow channel expanding portion. Thereby, it becomes easy to generate turbulent flow, and the particles can be miniaturized.
流路拡大部の流路の横断面形状としては、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等が挙げられる。これらのうち微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、円形が好ましい。流路拡大部の横断面形状は、長さ方向に沿って同一形状であることが好ましいが、長さ方向に沿って異なる形状が含まれていてもよい。 Examples of the cross-sectional shape of the flow path of the flow path expanding portion include a circular shape, a semi-circular shape, an elliptical shape, a semi-elliptical shape, a square shape, a rectangular shape, a trapezoidal shape, a parallelogram shape, a star shape, and an indefinite shape. Of these, a circular shape is preferred from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. The cross-sectional shape of the flow channel enlarged portion is preferably the same shape along the length direction, but may include different shapes along the length direction.
流路拡大部は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、細孔から最大流路径を有する部分までコーン形状に拡大するように形成されていることが好ましい。このコーン拡大角（図２におけるθ１２）は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは９０°以上、より好ましくは１００°以上であり、また、好ましくは１８０°以下、より好ましくは１７０°以下、更に好ましくは１４０°以下である。 From the viewpoint of manufacturing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, the flow channel expanding portion is preferably formed so as to expand in a cone shape from the pore to the portion having the maximum flow channel diameter. The cone expansion angle (θ 12 in FIG. 2) is preferably 90 ° or more, more preferably 100 ° or more, and preferably 180 ° or less, from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. More preferably, it is 170 ° or less, and further preferably 140 ° or less.
流路拡大部の最大流路径は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、細孔の孔径の好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上、更に好ましくは５倍以上、より更に好ましくは７倍以上であり、また、好ましくは５０倍以下、より好ましくは４０倍以下、より更に好ましくは３０倍以下、更に好ましくは２０倍以下、より更に好ましくは１０倍以下である。ここで、流路拡大部の最大流路径は、流路の横断面形状が円形の場合には直径であるが、流路の横断面形状が非円形の場合には等価水力直径である。 From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, the maximum channel diameter of the channel expansion portion is preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more, more preferably 5 times or more, more than the pore diameter. More preferably, it is 7 times or more, preferably 50 times or less, more preferably 40 times or less, still more preferably 30 times or less, still more preferably 20 times or less, and still more preferably 10 times or less. Here, the maximum flow path diameter of the flow path expanding portion is a diameter when the cross-sectional shape of the flow path is circular, but is an equivalent hydraulic diameter when the cross-sectional shape of the flow path is non-circular.
（分散液）
本実施形態に係る分散液の製造方法では、油性成分と水性成分とを合流させた流体を細孔に流通させることにより、水性成分に油性成分の粒子が分散した分散液が製造される。
(Dispersion)
In the method for producing a dispersion according to this embodiment, a fluid in which an oily component and an aqueous component are merged is circulated through the pores to produce a dispersion in which oily component particles are dispersed in the aqueous component.
製造される分散液の平均粒子径は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．７μｍ以下、更に好ましくは０．５μｍ以下、より更に好ましくは０．３μｍ以下であり、また、分散液の生産性の観点から、好ましくは０．０１μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上である。ここで、分散液中の粒子の平均粒子径は、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置を用い、レーザー散乱／回折法により測定されるメジアン径である。 The average particle size of the produced dispersion is preferably 1 μm or less, more preferably 0.7 μm or less, still more preferably 0.5 μm or less, and even more preferably from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed. From the viewpoint of the productivity of the dispersion liquid, it is preferably 0.01 μm or more, and more preferably 0.05 μm or more. Here, the average particle diameter of the particles in the dispersion is a median diameter measured by a laser scattering / diffraction method using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.
また、製造される分散液は、油性成分の微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、油性成分の平均粒子径が細孔の孔径の好ましくは１／１００以下、より好ましくは１／２００以下、更に好ましくは１／３００以下であり、より更に好ましくは１／４００以下であり、より更に好ましくは１／５００以下であり、また、下限は特にないが、分散液の生産性の観点から、１／１００００以上が好ましく、１／５０００以上がより好ましく、１／２０００以上が更に好ましい。 In addition, from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles of the oil component are dispersed, the dispersion to be produced preferably has an average particle size of the oil component of 1/100 or less, more preferably 1/100 of the pore diameter. 200 or less, more preferably 1/300 or less, still more preferably 1/400 or less, and still more preferably 1/500 or less, and there is no particular lower limit, but from the viewpoint of the productivity of the dispersion. Therefore, 1 / 10,000 or more is preferable, 1/5000 or more is more preferable, and 1/2000 or more is still more preferable.
製造される分散液中における界面活性剤Ａの含有量は、分散を良好に行う観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０５質量％以上、更に好ましくは０．１質量％以上、より更に好ましくは０．３質量％以上であり、また、少量の界面活性剤Ａで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１質量％以下、より好ましくは０．８質量％以下であり、更に好ましくは０．７質量％以下、より更に好ましくは０．５質量％以下である。 The content of the surfactant A in the produced dispersion is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and further preferably 0.1% by mass from the viewpoint of achieving good dispersion. % Or more, more preferably 0.3% by mass or more, and from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of surfactant A, preferably 1% by mass or less, more preferably 0%. 0.8 mass% or less, more preferably 0.7 mass% or less, and still more preferably 0.5 mass% or less.
製造される分散液中における油剤Ｂの含有量は、油性成分と水性成分との混合を良好に行う観点から、好ましくは１質量％以上、より好ましくは３質量％以上で、更に好ましくは４質量％以上であり、また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下、より更に好ましくは５質量％以下である。 The content of the oil agent B in the produced dispersion is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and still more preferably 4% by mass from the viewpoint of satisfactorily mixing the oily component and the aqueous component. From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 5% by mass. % Or less.
製造される分散液中における中和剤Ｃの含有量は、少量の界面活性剤Ａで微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０３質量％以上、更に好ましくは０．０５質量％以上、より更に好ましくは０．１質量％以上であり、また、同様の観点から、好ましくは１．０質量％以下、より好ましくは０．８質量％以下、更に好ましくは０．６質量％以下、より更に好ましくは０．５質量％以下、より更に好ましくは０．４質量％以下、より更に好ましくは０．３質量％以下である。 The content of the neutralizing agent C in the produced dispersion is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0 from the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed with a small amount of the surfactant A. 0.03% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, and from the same viewpoint, it is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.0% by mass. It is 8 mass% or less, More preferably, it is 0.6 mass% or less, More preferably, it is 0.5 mass% or less, More preferably, it is 0.4 mass% or less, More preferably, it is 0.3 mass% or less.
製造された分散液は、例えば化粧料等に用いられる。 The manufactured dispersion is used for cosmetics, for example.
本実施形態に係る分散液の製造方法における油性成分と水性成分との分散操作は、後述する方法で求められるセグリゲーション指数（Segregation index（Ｘｓ））が、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．１以下、より好ましくは０．０８以下、更に好ましくは０．０６以下、より更に好ましくは０．０４以下、より更に好ましくは０．０２以下、より更に好ましくは０．０１以下、より更に好ましくは０．００８以下、より更に好ましくは０．００５以下、より更に好ましくは０．００４以下となる条件で行うのがよい。下限は特にないが、０．０００１以上であれば充分であり、０．００１以上であってもよい。 The dispersion operation of the oily component and the aqueous component in the method for producing a dispersion according to the present embodiment produces a dispersion in which fine particles are dispersed in a segregation index (Xs) obtained by a method described later. From the viewpoint, it is preferably 0.1 or less, more preferably 0.08 or less, still more preferably 0.06 or less, still more preferably 0.04 or less, still more preferably 0.02 or less, and still more preferably 0.00. It is good to carry out on the conditions which become 01 or less, More preferably, it is 0.008 or less, More preferably, it is 0.005 or less, More preferably, it is 0.004 or less. There is no particular lower limit, but 0.0001 or more is sufficient, and may be 0.001 or more.
ここで、セグリゲーション指数（Ｘｓ）は、本実施形態に係る分散液の製造方法おける油性成分と水性成分との混合攪拌効果を示すものであり、値が小さいほど混合性が高いことを示す。セグリゲーション指数（Ｘｓ）は、学術的に混合器の混合性能評価に汎用的に用いられる指標であり、Villermaux/Dushman reactionを用いて下記式から導出することができる。なお、本反応系の詳細については、P． Guichardon and L． Falk, Chemical Engineering Science 55 （2000） 4233-4243に記載されている。 Here, the segregation index (Xs) indicates the mixing and stirring effect of the oil component and the aqueous component in the method for producing a dispersion according to this embodiment, and the smaller the value, the higher the mixing property. The segregation index (Xs) is an index that is academically used for the evaluation of mixing performance of mixers, and can be derived from the following equation using Villermaux / Dushman reaction. For details of this reaction system, see P.A. Guichardon and L. Falk, Chemical Engineering Science 55 (2000) 4233-4243.
具体的には、まず、混合により反応する２つの水溶液として、０．１７１Ｎ硫酸とほう酸緩衝液とをそれぞれ準備する。ほう酸緩衝液の組成は、ほう酸０．０４５ｍｏｌ／Ｌ、水酸化ナトリウム０．０４５ｍｏｌ／Ｌ、よう素酸カリウム０．００３１３ｍｏｌ／Ｌ、及びよう化カリウム０．０１５６ｍｏｌ／Ｌとする。そして、この２液を混合すると、下記の中和反応（Ｉ）と、よう素が生成する酸化還元反応（II）とが同時に進行する。なお、２液の混合は、混合後の状態でほう酸緩衝液が過剰となる条件で実施する。即ち、水性成分としてほう酸緩衝液を用いる。 Specifically, first, 0.171N sulfuric acid and borate buffer are prepared as two aqueous solutions that react by mixing. The composition of the borate buffer is 0.045 mol / L boric acid, 0.045 mol / L sodium hydroxide, 0.00313 mol / L potassium iodate, and 0.0156 mol / L potassium iodide. When these two liquids are mixed, the following neutralization reaction (I) and the oxidation-reduction reaction (II) in which iodine is generated proceed simultaneously. The mixing of the two liquids is performed under the condition that the borate buffer is excessive in the state after mixing. That is, a borate buffer is used as an aqueous component.
（分散液製造システムＳ）
図１は、本実施形態に係る分散液の製造方法に用いることができる分散液製造システムＳの一例を示す。
(Dispersion production system S)
FIG. 1 shows an example of a dispersion manufacturing system S that can be used in the method for manufacturing a dispersion according to this embodiment.
分散液製造システムＳは、マイクロミキサー１００と流体供給系等の付帯部とで構成されている。
The dispersion manufacturing system S is composed of a
図２及び３は、第１の構成のマイクロミキサー１００を示す。
2 and 3 show a
第１の構成のマイクロミキサー１００は、流体流路部１０と、その下流側に連続して設けられた流体合流縮流部２０と、更にその下流側に連続して設けられた流体流出部３０とを備える。
The
流体流路部１０は、小径管１１と大径管１２とを有する。大径管１２は小径管１１を収容しており、それらは長さ方向を共通にし且つ同軸に配置されている。これにより、流体流路部１０には、小径管１１内部に第１流路１１ａが構成され、また、大径管１２内部で且つ小径管１１外部に第２流路１２ａが構成されている。なお、小径管１１内の第１流路１１ａは装置一端に設けられた水性成分供給部１０１に連通しており、また、大径管１２内の第２流路１２ａは装置側面に設けられた油性成分供給部１０２に連通している。
The fluid
小径管１１の外形及び孔の横断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等であってもよい。大径管１２の孔の横断面形状も、特に限定されるものではなく、小径管１１と同様、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、星形、不定形等であってもよい。但し、小径管１１の外形及び孔並びに大径管１２の孔のいずれの横断面形状も、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、円形であることが好ましい。また、小径管１１と大径管１２とは、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、横断面形状が対称となり且つ同軸となるように設けられていることが好ましい。従って、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、小径管１１と大径管１２とは、図３に示すように、第１流路１１ａの横断面形状が円形で且つ第２流路１２ａの横断面形状がドーナツ型形状となるように設けられた構成であることが好ましい。
The outer shape of the small-
小径管１１の外形及び孔のいずれの横断面形状も、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、後述の管端部分１１ｂを除いて、長さ方向に沿って同一形状であることが好ましい。大径管１２の孔の横断面形状も、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、小径管１１の管端部分１１ｂに対応する部分を除いて、長さ方向に沿って同一形状であることが好ましい。
From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, the outer shape of the small-
小径管１１の外形及び孔のいずれの横断面形状も円形である場合、その外径Ｄ１１は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは１．６ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上であり、また、好ましくは２５ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下、より更に好ましくは４ｍｍ以下である。小径管１１の内径Ｄ１２、つまり、第１流路１１ａの流路径は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．８ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上であり、また、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下、更に好ましくは５ｍｍ以下、より更に好ましくは３ｍｍ以下である。大径管１２の孔の横断面形状が円形である場合、その内径Ｄ１３は、好ましくは１．８ｍｍ以上、より好ましくは４ｍｍ以上であり、また、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下、より更に好ましくは６ｍｍ以下である。小径管１１と大径管１２と間の第２流路１２ａの隙間Δ１は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、更に好ましくは０．７ｍｍ以上であり、また、好ましくは１２．５ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以下、更に好ましくは３ｍｍ以下、より更に好ましくは１ｍｍ以下である。
If any of the cross-sectional shape of the outer shape and the hole of the
小径管１１の下流側の管端部分１１ｂは、図２に示すように、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、その外周部がテーパ形状に形成されていることが好ましく、厚さ方向の横断面形状が内周側で尖った尖塔形状に形成されていることがより好ましい。
As shown in FIG. 2, the
大径管１２の管内壁と小径管１１の管端部分１１ｂとの間に構成される第２流路１２ａの一部分となる隙間δ１は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、流体流動方向で均一であることが好ましい。その隙間δ１は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．０２ｍｍ以上、より好ましくは０．０５ｍｍ以上、更に好ましくは０．１ｍｍ以上であり、また、好ましくは１２．５ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下、より更に好ましくは０．４０ｍｍ以下である。
From the viewpoint of manufacturing a dispersion liquid in which fine particles are dispersed, the gap δ 1 that is a part of the
流体合流縮流部２０には、小径管１１の管端前方に流体合流部２１が構成されており、その流体合流部２１に連続して細孔２２が穿孔されている。流体合流部２１では、第１流路１１ａを流通した水性成分と第２流路１２ａを流通した油性成分とが合流し、細孔２２では、流体合流部２１で合流した直後の油性成分及び水性成分が流通する。従って、第１の構成のマイクロミキサー１００では、合流前の油性成分及び水性成分のいずれも細孔には流通させず、それらを合流させた流体のみを細孔２２に流通させることにより分散液を製造する。
The fluid merging /
流体合流部２１は、特に限定されるものではないが、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、図２に示すように、細孔２２に向かって収束した先細ったコーン形状に形成されていることが好ましい。このコーン収束角θ１１は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは９０°以上、より好ましくは１００°以上であり、また、好ましくは１８０°以下、より好ましくは１７０°以下、更に好ましくは１４０°以下である。コーン収束角θ１１は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、流路拡大部３１がコーン形状の場合には、そのコーン拡大角θ１２と同一であることが好ましい。流体合流部２１の小径管１１の管端、つまり、流体流路部１０の終端から細孔２２までの長さＬ１は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．０２ｍｍ以上、より好ましくは０．２ｍｍ以上、更に好ましくは０．３ｍｍ以上であり、また、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下、更により好ましくは１ｍｍ以下である。
The
細孔２２の横断面形状、延びる方向、孔径ｄ１、長さｌ１、流路面積ｓ１、及び長さｌ１の孔径ｄ１に対する比（長さｌ１／孔径ｄ１）は既述の通りである。 The cross-sectional shape, the extending direction, the pore diameter d 1 , the length l 1 , the flow channel area s 1 , and the ratio of the length l 1 to the pore diameter d 1 (length l 1 / pore diameter d 1 ) are described above. It is as follows.
流体流出部３０は、細孔２２の前方に流路拡大部３１が構成されている。流路拡大部３１には、細孔２２を流通した流体が流出する。なお、流路拡大部３１は装置他端に設けられた分散液回収部１０３に連通している。
In the
流体流出部３０の流路の横断面形状、形状、コーン拡大角θ１２、及び流路拡大部３１の最大流路径Ｄ１４は既述の通りである。
The cross-sectional shape and shape of the flow path of the
第１の構成のマイクロミキサー１００は、各々、金属やセラミックス、樹脂等で形成された複数の部材で構成されていてもよく、そして、それらの部材の組合せによって流体流路部１０、流体合流縮流部２０、及び流体流出部３０が構成されていてもよい。
The
第１の構成のマイクロミキサー１００は、第１流路１１ａに連通した水性成分供給部１０１に、水性成分貯槽４１ａから延びた水性成分供給管４２ａが接続されている。水性成分供給管４２ａには、水性成分を流通させる第１ポンプ４３ａ、水性成分の流量を検知する第１流量計４４ａ、及び水性成分の夾雑物を除去する第１フィルタ４５ａが上流側から順に介設されており、第１流量計４４ａと第１フィルタ４５ａとの間の部分に水性成分の圧力を検知する第１圧力計４６ａが取り付けられている。第１ポンプ４３ａ、第１流量計４４ａ、及び第１圧力計４６ａのそれぞれは、流量コントローラ４７に電気的に接続されている。
In the
第２流路１２ａに連通した油性成分供給部１０２には、油性成分貯槽４１ｂから延びた油性成分供給管４２ｂが接続されている。油性成分供給管４２ｂには、油性成分を流通させる第２ポンプ４３ｂ、油性成分の流量を検知する第２流量計４４ｂ、及び油性成分の夾雑物を除去する第２フィルタ４５ｂが上流側から順に介設されており、第２流量計４４ｂと第２フィルタ４５ｂとの間の部分に油性成分の圧力を検知する第２圧力計４６ｂが取り付けられている。第２ポンプ４３ｂ、第２流量計４４ｂ及び第２圧力計４６ｂのそれぞれは、流量コントローラ４７に電気的に接続されている。
An oil
流量コントローラ４７は、水性成分の設定流量及び設定圧力の入力が可能に構成されていると共に演算素子が組み込まれており、水性成分の設定流量情報、第１流量計４４ａで検知された流量情報及び第１圧力計４６ａで検知された圧力情報に基づいて第１ポンプ４３ａを運転制御する。同様に、流量コントローラ４７は、油性成分の設定流量及び設定圧力の入力も可能に構成されており、油性成分の設定流量情報、第２流量計４４ｂで検知された流量情報及び第２圧力計４６ｂで検知された圧力情報に基づいて第２ポンプ４３ｂを運転制御する。
The
流路拡大部３１に連通した分散液回収部１０３からは分散液回収管４８が延びて分散液回収槽４９に接続されている。
A dispersion
次に、この分散液製造システムＳの動作について説明する。 Next, the operation of the dispersion manufacturing system S will be described.
分散液製造システムＳが稼働すると、第１ポンプ４３ａは、連続相となる水性成分を、水性成分貯槽４１ａから水性成分供給管４２ａを介し、第１流量計４４ａ及び第１フィルタ４５ａを順に経由させて流体流路部１０の小径管１１の第１流路１１ａに継続的に供給する。第１流量計４４ａは、検知した水相の流量情報を流量コントローラ４７に送る。また、第１圧力計４６ａは、検知した第１圧力計４６ａの圧力情報を流量コントローラ４７に送る。
When the dispersion production system S is operated, the
第２ポンプ４３ｂは、分散相の粒子となる油性成分を、油性成分貯槽４１ｂから油性成分供給管４２ｂを介し、第２流量計４４ｂ及び第２フィルタ４５ｂを順に経由させて流体流路部１０の大径管１２と小径管１１との間の第２流路１２ａに継続的に供給する。第２流量計４４ｂは、検知した油相の流量情報を流量コントローラ４７に送る。また、第２圧力計４６ｂは、検知した第２圧力計４６ｂの圧力情報を流量コントローラ４７に送る。
The
流量コントローラ４７は、水性成分の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、第１流量計４４ａで検知された流量情報及び第１圧力計４６ａで検知された圧力情報に基づいて、水性成分の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるように第１ポンプ４３ａを運転制御する。それと共に、流量コントローラ４７は、油性成分の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、第２流量計４４ｂで検知された流量情報及び第２圧力計４６ｂで検知された圧力情報に基づいて、油性成分の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるように第２ポンプ４３ｂを運転制御する。
The
第１の構成のマイクロミキサー１００において、流体流路部１０では、水性成分が第１流路１１ａを流通すると共に、油性成分が第２流路１２ａを流通する。このとき、水性成分の圧力は例えば０．０１〜５ＭＰａである。油性成分の圧力は例えば０．０１〜５ＭＰａである。そして、水性成分の流量設定及び圧力設定により水性成分の流量（Ｌ／ｈ）、並びに油性成分の流量設定及び圧力設定により油性成分の流量（Ｌ／ｈ）をそれぞれ前述のように調整する。
In the
流体合流縮流部２０では、流体流路部１０から流出した油性成分及び水性成分は、流体合流部２１において、流動する水性成分に対し、斜め後方からで且つその全周から油性成分が衝突する態様で合流する。このとき、流体合流縮流部２０では、油性成分及び水性成分を合わせた流体の流量（Ｌ／ｈ）を前述のように調整する。この流速は、油性成分及び水性成分のそれぞれの流量設定及び圧力設定により制御することができる。
In the fluid merging /
流体合流部２１において合流した油性成分及び水性成分は細孔２２を流通する過程で混合される。このとき、流体合流域２１で合流させた油性成分及び水性成分の流動条件は、油性成分及び水性成分のそれぞれの流量設定及び圧力設定により制御することができる。
The oily component and the aqueous component that have joined at the
流体流出部３０では、流路拡大部３１において、細孔２２を流通した油性成分及び水性成分を含む流体が流出し、油性成分と水性成分との間の対流混合により分散液が製造される。
In the
流路拡大部３１に連通した分散液回収部１０３からは、製造された分散液が分散液回収管４８を介して分散液回収槽４９に回収される。
The produced dispersion liquid is collected in the dispersion
図４（ａ）〜（ｃ）は、第２の構成のマイクロミキサー１００を示す。なお、第１の構成と同一名称の部分は第１の構成と同一符号で示す。
4A to 4C show a
第２の構成のマイクロミキサー１００は、流体流路部１０と、その下流側に連続して設けられた流体合流縮流部２０と、更にその下流側に連続して設けられた流体流出部３０とを備える。
The
流体流路部１０は、１本の小径管１１と大径管１２とを有する。大径管１２は小径管１１を収容しており、それらは長さ方向を共通にし且つ同軸に配置されている。これにより、流体流路部１０には、小径管１１内部に第１流路１１ａが構成され、また、大径管１２内部で且つ小径管１１外部に第２流路１２ａが構成されている。小径管１１の管端面は、軸方向に垂直な面に形成されている。小径管１１内の第１流路１１ａは水性成分供給部１０１に連通し、また、大径管１２内の第２流路１２ａは油性成分供給部１０２に連通している。これにより、第１流路１１ａには水性成分が流通すると共に、第２流路１２ａには油性成分が流通する。このような流体流路部１０が簡易な二重管構造を有する第２の構成のマイクロミキサー１００は、分解洗浄によるメンテナンスが容易である。
The fluid
流体合流縮流部２０は、大径管１２に連続した管構造を有し、その前端が軸方向に垂直な壁により封じられており、その壁の中央に細孔２２が穿孔されている。これにより、流体合流縮流部２０には、小径管１１の管端前方に円筒空間の流体合流部２１が構成されている。流体合流部２１の長さ、つまり、流体流路部１０の終端から細孔２２までの長さＬ２は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．２ｍｍ以上、更に好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、好ましくは３．０ｍｍ以下、より好ましくは２．０ｍｍ以下、更に好ましくは１．５ｍｍ以下である。流体合流部２１では、第１流路１１ａを流通した水性成分と第２流路１２ａを流通した油性成分とが合流し、細孔２２では、流体合流部２１で合流した油性成分及び水性成分からなる流体が流通する。従って、第２の構成のマイクロミキサー１００では、第１の構成のマイクロミキサー１００と同様、合流前の油性成分及び水性成分のいずれも細孔には流通させず、それらを合流させた流体のみを細孔２２に流通させることにより分散液を製造する。
The fluid converging /
流体流出部３０は、細孔２２の前方に円筒空間の流路拡大部３１が構成されている。流路拡大部３１には、細孔２２を流通した流体が流出する。なお、流路拡大部３１は分散液回収部１０３に連通している。
In the
その他の構成及び動作は、第１の構成のマイクロミキサー１００の場合と同一である。
Other configurations and operations are the same as those of the
ところで、流体流路部１０から流出して流体合流部２１で接触した油性成分及び水性成分は、最終的には細孔２２により混合される。このとき、より高速な混合性能を得るためには、流体合流部２１でのそれらの混在状態が、各液の微小なセグメントで構成されていればよい。従って、第１流路１１ａの数がより多いことが好ましく、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように小径管１１が１本である場合よりも、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように小径管１１が複数本である場合の方が、より高速な混合特性を得ることができる。また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように第１流路１１ａが３以上ある場合、第３の液をいずれかの第１流路１１ａに流通させることも可能である。
By the way, the oily component and the aqueous component that have flowed out of the fluid
なお、第１及び第２の構成のマイクロミキサー１００では、小径管１１の内側を、油性成分を流通させる第２流路、及び大径管１２の内側で且つ小径管１１の外側の部分を、水性成分を流通させる第１流路として使用することもできる。
In the
図６は、第３の構成のマイクロミキサー１００を示す。なお、第１の構成と同一名称の部分は第１の構成と同一符号で示す。
FIG. 6 shows a
第３の構成のマイクロミキサー１００は、直線管部分１１０と、その直線管部分１１０の中央部分から分岐して直交方向に延びた分岐管部分１２０とからなるＴ字管により構成されている。このようなＴ字管のマイクロミキサー１００は、装置構成が簡易であり、分解洗浄によるメンテナンスも容易である。
The
直線管部分１１０の一端部は水性成分供給部１０１に、また、直線管部分１１０の他端部は油性成分供給部１０２に、更に、分岐管部分１２０の端部は分散液回収部１０３にそれぞれ構成されている。
One end portion of the
直線管部分１１０は、両側が大孔径部分に構成されている一方、中央部分が大孔径部分から不連続に流路が狭くなった小孔径部分に構成されており、そのうち、一端側が第１流路１１ａに、また、他端側が第２流路１２ａにそれぞれ構成されている。
The
分岐管部分１２０は、管軸に沿って延びて直線管部分１１０内に連通した細孔２２が形成されており、直線管部分１１０の中央部、つまり、分岐管部分１２０への分岐部の管内が細孔２２に連続する流体合流部２１に構成されている。分岐管部分１２０には、細孔２２に続いて不連続に流路が拡大した円筒空間の流路拡大部３１が構成されている。
The
直線管部分１１０の両側の大孔径部分及び分岐管部分の流路拡大部３１の内径Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ３４は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．３ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上であり、また、好ましくは５．０ｍｍ以下、より好ましくは３．０ｍｍ以下、更に好ましくは１．０ｍｍ以下である。第１流路１１ａ及び第２流路１２ａのそれぞれは、内径Ｄ３３、流路断面積、つまり、孔面積が細孔２２と同一乃至同程度である。従って、第３の構成のマイクロミキサー１００では、合流前の水性成分及び油性成分をそれぞれ、細孔を構成する第１流路１１ａ及び第２流路１２ａに流通させると共にそれらを合流させ、続いて、それらを合流させた流体を細孔２２に流通させることにより分散液を製造する。圧損を小さく抑える観点からは、第１流路１１ａ及び第２流路１２ａの長さ、つまり、孔長さも細孔２２と同一乃至同程度であることが好ましい。
The inner diameters D 31 , D 32 , and D 34 of the large-bore diameter portion on both sides of the
細孔２２の形状及び寸法等の構成、並びに分散液の製造における動作は、第１の構成のマイクロミキサー１００の場合と同一である。
The configuration such as the shape and size of the
ところで、図６に示す第３の構成のマイクロミキサー１００では、油性成分及び水性成分の流体合流部２１に向かうそれぞれの流動方向と細孔２２の延びる方向とが相互に異なる構成であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、直線管部分１１０の一端部が水性成分供給部１０１に、また、分岐管部分１２０の端部が油性成分供給部１０２に、更に、直線管部分１１０の他端部が分散液回収部１０３にそれぞれ構成され、油性成分及び水性成分の流体合流部２１に向かうそれぞれの流動方向のいずれか一方が細孔２２の延びる方向と同一である構成であってもよい。但し、高い混合性能を得ることができるという観点からは、図６に示す第３の構成のマイクロミキサー１００のように、油性成分及び水性成分の流体合流部２１に向かうそれぞれの流動方向と細孔２２の延びる方向とが相互に異なる構成であることが好ましい。
By the way, in the
また、図６に示す第３の構成のマイクロミキサー１００では、直線管部分１１０の中央部分の流路が狭くなった第１流路１１ａ及び第２流路１２ａを有する構成であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図８に示すように、直線管部分１１０に一端から他端まで一様な流路が形成された構成であってもよい。なお、図８に示すマイクロミキサー１００では、合流前の油性成分及び水性成分のいずれも細孔には流通させず、それらを合流させた流体のみを細孔２２に流通させることにより分散液を製造する。
Further, the
更に、図６に示す第３の構成のマイクロミキサー１００では、直線管部分１１０と分岐管部分１２０とが細孔２２を介して連通した構成であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図９に示すように、流路が一様である直線管部分１１０及び分岐管部分１２０を有するＴ字管で本体部分が構成され、その分岐管部分１２０の端部開口を封じるように中央に細孔２２が形成された板状部材１３０が設けられた構成であってもよい。なお、図９に示すマイクロミキサー１００でも、合流前の油性成分及び水性成分のいずれも細孔には流通させず、それらを合流させた流体のみを細孔２２に流通させることにより分散液を製造する。
Furthermore, in the
図１０は、第４の構成のマイクロミキサー１００を示す。なお、第１の構成と同一名称の部分は第１の構成と同一符号で示す。
FIG. 10 shows a
第４の構成のマイクロミキサー１００は、３本の第１〜第３管１１１〜１１３が突き合わされると共に結合されて流路が連通したＹ字管により構成されている。このようなＹ字管のマイクロミキサー１００は、装置構成が簡易であり、分解洗浄によるメンテナンスも容易である。
The
第１管１１１の端部は水性成分供給部１０１に、また、第２管部１１２の端部は油性成分供給部１０２に、更に、第３管１１３の端部は分散液回収部１０３にそれぞれ構成されている。
The end of the
第１〜第３管１１１〜１１３のそれぞれは、端部側が大孔径部分に構成されている一方、結合端側が大孔径部分から不連続に流路が狭くなった小孔径部分に構成されており、第１管１１１に第１流路１１ａが、また、第２管１１２に第２流路１２ａが、更に、第３管１１３に細孔２２がそれぞれ構成されている。これらの第１流路１１ａを構成する第１管１１１の小孔径部分、第２流路１２ａを構成する第２管１１２の小孔径部分、及び細孔２２の結合部が流体合流部２１に構成されている。第３管１１３には、細孔２２に続いて不連続に流路が拡大した円筒空間の流路拡大部３１が構成されている。
Each of the first to
第１〜第３管１１１〜１１３の大孔径部分及び流路拡大部３１の内径Ｄ４１，Ｄ４２，Ｄ４５はそれぞれ、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上であり、また、好ましくは５．０ｍｍ以下、より好ましくは３．０ｍｍ以下、更に好ましくは１．２ｍｍ以下である。また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、Ｄ４１、Ｄ４２及びＤ４５は同一であることが好ましい。また、第１流路１１ａ及び第２流路１２ａのそれぞれは、内径Ｄ４３，Ｄ４４、流路断面積、つまり、孔面積が細孔２２と同一乃至同程度である。従って、第４の構成のマイクロミキサー１００では、合流前の水性成分及び油性成分をそれぞれ、細孔を構成する第１流路１１ａ及び第２流路１２ａに流通させると共にそれらを合流させ、続いて、それらを合流させた流体を細孔２２に流通させることにより分散液を製造する。圧損を小さく抑える観点からは、第１流路１１ａ及び第２流路１２ａの長さＬ４３，Ｌ４４、つまり、孔長さは細孔２２と同一乃至同程度であることが好ましい。
From the viewpoint of producing a dispersion in which fine particles are dispersed, the large pore diameter portions of the first to
第１流路１１ａの延びる方向と細孔２２の延びる方向とがなす角度Θ４１及び第２流路１２ａの延びる方向と細孔２２の延びる方向とがなす角度Θ４２は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、それぞれ好ましくは９０°を超え、より好ましくは１００°以上、更に好ましくは１２０°以上、より更に好ましくは１４０°以上であり、そして同様の観点から、好ましくは１８０°未満、より好ましくは１７０°以下、更に好ましくは１６０°以下である。また、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、Θ４１＝Θ４２であることが好ましい。第１流路１１ａと第２流路１２ａとがなす角度Θ４３は、微細な粒子が分散した分散液を製造する観点から、好ましくは０°を超え、より好ましくは２０°以上、更に好ましくは４０°以上、そして同様の観点から、好ましくは１８０°未満、より好ましくは１６０°以下、更に好ましくは１２０°以下、より更に好ましくは８０°以下である。
The angle θ 41 formed by the direction in which the
細孔２２の形状及び寸法等の構成、並びに分散液の製造における動作は、第１の構成のマイクロミキサー１００の場合と同一である。
The configuration such as the shape and size of the
（分散液の製造実験）
上記実施形態の図１に示すのと同様の構成の分散液製造システムＳを用いて分散液の製造実験を行った。
(Dispersion production experiment)
A dispersion production experiment was performed using the dispersion production system S having the same configuration as that shown in FIG. 1 of the above embodiment.
実施例１〜４及び６〜８並びに比較例５及び６では、図２及び３に示す第１の構成のマイクロミキサー１００であって、小径管１１の外径Ｄ１１：３ｍｍ、小径管１１の内径Ｄ１２：２ｍｍ、大径管１２の内径Ｄ１３：４．７１ｍｍ、小径管１１と大径管１２との隙間Δ１：０．８５５ｍｍ、小径管１１と大径管１２との隙間δ１：０．２５ｍｍ、流体流路部１０の終端から細孔２２までの長さＬ１：０．６８ｍｍ、流体合流部２１のコーン収束角θ１１：１２０°、細孔２２の孔径ｄ１：０．２２ｍｍ、細孔２２の長さｌ１：０．５５ｍｍ、細孔２２の流路面積ｓ１：０．０３８ｍｍ２、細孔２２の長さｌ１／細孔２２の孔径ｄ１：２．５、流路拡大部３１のコーン拡大角θ１２：１２０°、流路拡大部３１の最大流路径Ｄ１４：２ｍｍ、及び最大流路径Ｄ１４／細孔２２の孔径ｄ１：９．１の構成のものを用いた。また、実施例５及び９並びに比較例１１では、細孔２２の孔径ｄ１：０．４０ｍｍ及び細孔２２の流路面積ｓ１：０．１２６ｍｍ２に変更し、細孔２２の長さｌ１／細孔２２の孔径ｄ１：１．４及び最大流路径Ｄ１４／細孔２２の孔径ｄ１：５．０の構成のものを用いた。
In Examples 1-4 and 6-8 and Comparative Examples 5 and 6, the
実施例１０〜１２では、図４（ａ）〜（ｃ）に示す第２の構成のマイクロミキサー１００であって、小径管１１の外径Ｄ２１：３．１８ｍｍ、小径管１１の内径Ｄ２２：２．１８ｍｍ、大径管１２の内径Ｄ２３：４．３５ｍｍ、小径管１１と大径管１２との隙間Δ２：０．５９ｍｍ、流体流路部１０の終端から細孔２２までの長さＬ２：１．０ｍｍ、細孔２２の孔径ｄ２：０．３ｍｍ、細孔２２の長さｌ２：０．９ｍｍ、細孔２２の流路面積ｓ２：０．０７１ｍｍ２、細孔２２の長さｌ２／細孔２２の孔径ｄ２：３．０、流路拡大部３１の最大流路径Ｄ２４：１．６ｍｍ、及び最大流路径Ｄ２４／細孔２２の孔径ｄ２：５．３の構成のものを用いた。
In Examples 10 to 12, a
実施例１３〜１５では、図６に示す第３の構成のマイクロミキサー１００であって、直線管部分１１０の長さＬ３１：３３．５２ｍｍ、直線管部分１１０における両側の大孔径部分の内径Ｄ３１，Ｄ３２：０．８ｍｍ、第１流路１１ａ及び第２流路１２ａを構成する小孔径部分の内径Ｄ３３：０．３ｍｍ、小孔径部分の長さＬ３２：２．６ｍｍ、細孔２２の孔径ｄ３：０．３ｍｍ、細孔２２の長さｌ３：０．９ｍｍ、細孔２２の流路面積ｓ３：０．０７１ｍｍ２、細孔２２の長さｌ３／細孔２２の孔径ｄ３：３．０、分散液回収部１０３における流路拡大部３１の最大流路径Ｄ３４：０．８ｍｍ、及び最大流路径Ｄ３４／細孔２２の孔径ｄ３：２．７の構成のものを用いた。
In Examples 13 to 15, a
実施例１６及び１７では、図１０に示す第４の構成マイクロミキサー１００であって、水性成分供給部１０１及び油性成分供給部１０２の大孔径部分の内径Ｄ４１，Ｄ４２：１．０９ｍｍ、大孔径部分の長さＬ４１，Ｌ４２：３０．０ｍｍ、第１流路１１ａ及び第２流路１２ａを構成する小孔径部分の内径Ｄ４３，Ｄ４４：０．１５ｍｍ、小孔径部分の長さＬ４３，Ｌ４４：１．２ｍｍ、細孔２２の孔径ｄ４：０．１５ｍｍ、細孔２２の長さｌ４：１．２ｍｍ、細孔２２の流路面積ｓ４：０．０１８ｍｍ２、細孔２２の長さｌ４／細孔２２の孔径ｄ４：８．０、分散液回収部１０３における流路拡大部３１の最大流路径Ｄ４５：１．０９ｍｍ、流路拡大部３１の長さＬ４５：３０．０ｍｍ、及び最大流路径Ｄ４５／細孔２２の孔径ｄ４：７．３、並びに第１流路１１ａの延びる方向と細孔２２の延びる方向とがなす角度Θ４１：１５０°、第２流路１２ａの延びる方向と細孔２２の延びる方向とがなす角度Θ４２：１５０°、及び第１流路１１ａと第２流路１２ａとがなす角度Θ４３：６０°の構成のものを用いた。
In Examples 16 and 17, a
なお、比較例１〜４及び７〜１０では、ホモミキサー ＴＫホモミクサーＭＡＲＫII２．５（プライミクス社製）を用いた。 In Comparative Examples 1 to 4 and 7 to 10, a homomixer TK homomixer MARK II2.5 (manufactured by PRIMIX Corporation) was used.
表１及び２、並びに表７は、それぞれの油性成分及び水性成分の組成を示す。なお、用いた材料は以下の通りである。 Tables 1 and 2 and Table 7 show the composition of each oily component and aqueous component. The materials used are as follows.
―界面活性剤Ａ―
・カチオン性界面活性剤 第二級アミン化合物 １−（２−ヒドロキシエチルアミノ）−３−イソステアリルオキシ−２−プロパノール：花王社製 下記式（１）
-Surfactant A-
Cationic surfactant Secondary amine compound 1- (2-Hydroxyethylamino) -3-isostearyloxy-2-propanol: Kao Corporation following formula (1)
・アニオン性界面活性剤 Ｎ−長鎖アシルアミノ酸 Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸 アミソフトＨＡ−Ｐ：味の素社製 下記式（２） Anionic surfactant N-long chain acylamino acid N-stearoyl-L-glutamic acid Amisoft HA-P: Ajinomoto Co.
・カチオン性界面活性剤 第三級アミン Ｎ，Ｎ−ジメチル−３−オクタデシルオキシプロピルアミン ファーミンＤＭ Ｅ‐８０：花王社製
・アニオン性界面活性剤 脂肪酸 オレイン酸 ルナック Ｏ‐ＬＬ−Ｖ：花王社製
−油剤Ｂ−
・モノカプリン酸グリセリン ホモテックスＰＴ：花王社製
・２−オクチルドデカノール カルコール２００ＧＤ：花王社製
・ジカプリン酸ネオペンチルグリコール エステモールＮ−０１：日清オイリオ社製
−中和剤Ｃ−
・Ｌ−グルタミン酸：味の素社製 下記式（３）
・ Cationic surfactant Tertiary amine N, N-dimethyl-3-octadecyloxypropylamine Farmin DM E-80: manufactured by Kao Corporation ・ Anionic surfactant fatty acid oleic acid lunac O-LL-V: manufactured by Kao Corporation -Oil agent B-
・ Glycerol monocaprate Homotex PT: Kao Corporation ・ 2-Octyldodecanol Calcoal 200GD: Kao Corporation
-L-glutamic acid: Ajinomoto Co., Ltd. formula (3)
・Ｌ−アルギニン：味の素社製 下記式（４） -L-arginine: Ajinomoto Co., Ltd. formula (4)
・乳酸 ムサシノ乳酸：武蔵野化学研究所社製
・水酸化カリウム水溶液 １Ｍ ＫＯＨ：キシダ化学社製
―その他―
・４−ヒドロキシ安息香酸メチル：キシダ化学社製
・８６％グリセリン 日本薬局方グリセリン：花王社製
表３及び４、並びに表８は、油性成分と水性成分との混合条件等を示す。
・ Lactic acid Musashino lactic acid: Made by Musashino Chemical Laboratory ・ Potassium hydroxide aqueous solution 1M KOH: Made by Kishida Chemical Co., Ltd. -Other-
-Methyl 4-hydroxybenzoate: manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd. 86% glycerin Japanese Pharmacopoeia glycerin: manufactured by Kao Corporation Tables 3 and 4 and Table 8 show mixing conditions of the oily component and the aqueous component.
レイノルズ数は、細孔の孔径ｄ（ｍ）、この細孔の孔径と細孔に流通させる流体の流量とより算出される管内平均流速ｕ（ｍ／ｓ）、水性成分の代表値として水の粘度μ：０．００１（Ｐａ・ｓ）及び水の密度ρ：１０００（ｋｇ／ｍ３）を用いて、前述のレイノルズ数算出式（レイノルズ数Ｒｅ＝ｄｕρ／μ）に基づいて算出した。 The Reynolds number is the pore diameter d (m), the average pipe flow velocity u (m / s) calculated from the pore diameter and the flow rate of fluid flowing through the pore, and water as a representative value of the aqueous component. Viscosity μ: 0.001 (Pa · s) and water density ρ: 1000 (kg / m 3 ) were used to calculate based on the aforementioned Reynolds number calculation formula (Reynolds number Re = duρ / μ).
セグリゲーション指数（Ｘｓ）については以下のようにして算出した。水性成分に代替するほう酸緩衝液と油性成分に代替する０．１７１Ｎ硫酸とを前述の通り準備した。ほう酸緩衝液の組成は、ほう酸０．０４５ｍｏｌ／Ｌ、水酸化ナトリウム０．０４５ｍｏｌ／Ｌ、よう素酸カリウム０．００３１３ｍｏｌ／Ｌ、及びよう化カリウム０．０１５６ｍｏｌ／Ｌとした。これらの２液を、各実施例或いは各比較例と同一の条件で混合し、混合１分後の溶液の波長３５３ｎｍの光に対する吸光度を測定した。吸光度は、分光光度計（島津製作所社製 装置名：ＵＶmini−１２４０）を用いて測定した。そして、その吸光度の測定結果から前述の（IV）式に従ってセグリゲーション指数（Ｘｓ）を算出した。
The segregation index (Xs) was calculated as follows. A borate buffer solution replacing the aqueous component and 0.171N sulfuric acid replacing the oil component were prepared as described above. The composition of the borate buffer was 0.045 mol / L boric acid, 0.045 mol / L sodium hydroxide, 0.00313 mol / L potassium iodate, and 0.0156 mol / L potassium iodide. These two liquids were mixed under the same conditions as in each example or each comparative example, and the absorbance of the
表５及び６、並びに表９は、得られた分散液の組成及び液滴粒子の平均粒子径を示す。 Tables 5 and 6 and Table 9 show the composition of the obtained dispersion and the average particle diameter of the droplet particles.
液滴粒子の平均粒子径は、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置 ＬＡ−９２０（堀場製作所社製）を用い、レーザー散乱／回折法により測定した油性成分のメジアン径として求めた。なお、測定に際しては、フロー式の測定セルを用い、循環速度：４、相対屈折率（分散質屈折率／分散媒屈折率）：１．２０を用いて２５℃で測定を行った。 The average particle diameter of the droplet particles was determined as the median diameter of the oil component measured by a laser scattering / diffraction method using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus LA-920 (manufactured by Horiba, Ltd.). In the measurement, a flow type measurement cell was used, and measurement was performed at 25 ° C. using a circulation speed of 4 and a relative refractive index (dispersion refractive index / dispersion medium refractive index) of 1.20.
＜実施例１＞
油性成分として、カチオン性界面活性剤Ａである第二級アミンの１−（２−ヒドロキシエチルアミノ）−３−イソステアリルオキシ−２−プロパノールを８．００質量％、油剤Ｂであるモノカプリン酸グリセリンを５１．６０質量％、及び油剤Ｂである２−オクチルドデカノールを４０．４０質量％それぞれ含む均一溶液を準備して油性成分貯槽４１ｂに仕込んだ。従って、油性成分における界面活性剤Ａの含有量は８．００質量％であり、油剤Ｂの含有量は９２．００質量％である。油性成分における界面活性剤Ａ及び油剤Ｂの合計の含有量は１００質量％であり、油剤Ｂに対する界面活性剤Ａの質量比は０．０９である。この油性成分は、常温（２５℃）において液体であった。
<Example 1>
As an oil component, the secondary amine 1- (2-hydroxyethylamino) -3-isostearyloxy-2-propanol, which is a cationic surfactant A, is 8.00% by mass, and monocapric acid is an oil B Homogeneous solutions containing 51.60% by mass of glycerin and 40.40% by mass of 2-octyldodecanol as oil agent B were prepared and charged into the oil
水性成分として、中和剤ＣであるＬ−グルタミン酸を０．１３質量％、４−ヒドロキシ安息香酸メチルを０．２１質量％、８６％グリセリンを２１．０５質量％、及びイオン交換水を７８．６１質量％それぞれ含む均一溶液を準備して水性成分貯槽４１ａに仕込んだ。従って、水性成分における中和剤Ｃの含有量は０．１３質量％である。
As an aqueous component, 0.13% by mass of L-glutamic acid as neutralizing agent C, 0.21% by mass of methyl 4-hydroxybenzoate, 21.05% by mass of 86% glycerin, and 78. A uniform solution containing 61% by mass was prepared and charged into the aqueous
そして、分散液製造システムＳを稼働させ、マイクロミキサー１００において、常温下（２５℃）、水性成分／油性成分の混合質量比が９５．０／５．０（＝１９．０）となるように、油性成分の流量を０．１７Ｌ／ｈ及び水性成分の流量を２．８３Ｌ／ｈ、従って、水性成分／油性成分の混合流量比を１６．６並びに細孔２２に流通させる流体の流量を３．００Ｌ／ｈとして油性成分と水性成分とを混合することにより分散液（乳化物）を得た。
Then, the dispersion liquid production system S is operated, and in the
合流させた流体において、界面活性剤Ａに対する中和剤Ｃのモル当量比（中和剤Ｃ／界面活性剤Ａ）は０．７９である。また、界面活性剤Ａの含有量（質量％）×モル当量比（中和剤Ｃ／界面活性剤Ａ）／油剤Ｂの含有量（質量％）は０．０６５である。マイクロミキサー１００の細孔２２における流体のレイノルズ数は４．８×１０３である。このレイノルズ数の算出には、細孔の孔径ｄ１：０．２２ｍｍ、流体の流量：３．００Ｌ／ｈより算出される管内平均流速ｕ：２１．９ｍ／ｓを用いた。マイクロミキサー１００の細孔２２の前後の圧力損失は０．７５ＭＰａであった。
In the combined fluid, the molar equivalent ratio of the neutralizing agent C to the surfactant A (neutralizing agent C / surfactant A) is 0.79. Moreover, content (mass%) of surfactant A x molar equivalent ratio (neutralizer C / surfactant A) / content (mass%) of oil agent B is 0.065. The Reynolds number of the fluid in the
得られた分散液における各成分の含有量は、１−（２−ヒドロキシエチルアミノ）−３−イソステアリルオキシ−２−プロパノールが０．４０質量％、モノカプリン酸グリセリンが２．５８質量％、２−オクチルドデカノールが２．０２質量％、Ｌ−グルタミン酸が０．１２質量％、４−ヒドロキシ安息香酸メチルが０．２０質量％、グリセリンが２０．０質量％（８６％グリセリン換算、以下同様）、及びイオン交換水が７４．６８質量％であった。 The content of each component in the obtained dispersion is 0.40% by mass of 1- (2-hydroxyethylamino) -3-isostearyloxy-2-propanol, 2.58% by mass of glyceryl monocaprate, 2-octyldodecanol is 2.02% by mass, L-glutamic acid is 0.12% by mass, methyl 4-hydroxybenzoate is 0.20% by mass, glycerin is 20.0% by mass (86% glycerin conversion, the same applies hereinafter) ) And ion-exchanged water was 74.68% by mass.
得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径は０．１６７μｍであった。 The average particle diameter of the droplet particles of the oil component in the obtained dispersion was 0.167 μm.
＜実施例２〜９＞
実施例２〜９では、表１に示す組成の油性成分及び水性成分を用い、実施例１と同様にして、表３に示す条件で分散液製造システムＳを稼働させ、表５に示す分散液（乳化物）を得た。
<Examples 2 to 9>
In Examples 2 to 9, using the oily component and aqueous component having the composition shown in Table 1, the dispersion production system S was operated under the conditions shown in Table 3 in the same manner as in Example 1, and the dispersions shown in Table 5 were used. (Emulsion) was obtained.
実施例６〜８の分散操作におけるセグリゲーション指数（ＸＳ）は３．４×１０−３であった。なお、混合１分後のＩ３ −イオンは、波長３５３ｎｍの光に対する吸光度から求めた値で、３．９４×１０−６ｍｏｌ／Ｌであった。また、［Ｈ＋］０及び［Ｉ２］はそれぞれ０．１７１ｍｏｌ／Ｌ及び３．１３×１０−７ｍｏｌ／Ｌであったので、Ｙは９．９５×１０−４であった。また、［ＩＯ３ −］０及び［Ｈ２ＢＯ３ −］０はそれぞれ０．００３１３ｍｏｌ／Ｌ及び０．０４５ｍｏｌ／Ｌであったので、ＹＳＴは０．２９４であった。 The segregation index (X S ) in the dispersion operations of Examples 6 to 8 was 3.4 × 10 −3 . In addition, the I 3 − ion after 1 minute of mixing was a value obtained from the absorbance with respect to light having a wavelength of 353 nm, and was 3.94 × 10 −6 mol / L. [H + ] 0 and [I 2 ] were 0.171 mol / L and 3.13 × 10 −7 mol / L, respectively, and therefore Y was 9.95 × 10 −4 . Also, [IO 3 -] 0 and [H 2 BO 3 -] Because 0 was respectively 0.00313mol / L and 0.045mol / L, Y ST was 0.294.
＜比較例１〜４＞
比較例１〜４では、表２に示すように、実施例１〜４と同一組成の油性成分及び水性成分を準備し、そして、それらをビーカーで混合した後、ホモミキサーを用いて８０００ｒ／ｍｉｎの回転数で１分間混合して、表６に示す分散液（乳化物）を得た。このとき、比較例１〜３では、油性成分４０．０ｇと水性成分７６０．０ｇとを混合した（水性成分／油性成分の混合質量比：９５．０／５．０（＝１９．０））。比較例４では、油性成分３７．４ｇと水性成分７６２．６ｇとを混合した（水性成分／油性成分の混合質量比：９５．３／４．７（＝２０．３））。
<Comparative Examples 1-4>
In Comparative Examples 1 to 4, as shown in Table 2, oily components and aqueous components having the same composition as in Examples 1 to 4 were prepared, and after mixing them in a beaker, 8000 r / min using a homomixer. Were mixed for 1 minute to obtain dispersions (emulsions) shown in Table 6. At this time, in Comparative Examples 1 to 3, 40.0 g of the oil component and 760.0 g of the aqueous component were mixed (mixing mass ratio of the aqueous component / oil component: 95.0 / 5.0 (= 19.0)). . In Comparative Example 4, 37.4 g of the oil component and 762.6 g of the aqueous component were mixed (mixing mass ratio of aqueous component / oil component: 95.3 / 4.7 (= 20.3)).
比較例１〜４の分散操作におけるセグリゲーション指数（ＸＳ）は２．３×１０−１であった。なお、混合１分後のＩ３ −イオンは、波長３５３ｎｍの光に対する吸光度から求めた値で、２．６８×１０−４ｍｏｌ／Ｌであった。また、［Ｈ＋］０及び［Ｉ２］はそれぞれ０．１７１ｍｏｌ／Ｌ及び２．１３×１０−５ｍｏｌ／Ｌであったので、Ｙは６．７６×１０−２であった。また、［ＩＯ３ −］０及び［Ｈ２ＢＯ３ −］０はそれぞれ０．００３１３ｍｏｌ／Ｌ及び０．０４５ｍｏｌ／Ｌであったので、ＹＳＴは０．２９４であった。これは後述の比較例７〜１０も同じである。 The segregation index (X S ) in the dispersion operations of Comparative Examples 1 to 4 was 2.3 × 10 −1 . Incidentally, I 3 after mixing 1 minute - ions is a value calculated from the absorbance with respect to light having a wavelength of 353 nm, was 2.68 × 10 -4 mol / L. Moreover, since [H <+ >] 0 and [I < 2 >] were 0.171 mol / L and 2.13 * 10 < -5 > mol / L, respectively, Y was 6.76 * 10 <-2 >. Also, [IO 3 -] 0 and [H 2 BO 3 -] Since 0 was respectively 0.00313mol / L and 0.045mol / L, Y ST was 0.294. The same applies to Comparative Examples 7 to 10 described later.
＜比較例５及び６＞
比較例５及び６では、表２に示す組成の油性成分及び水性成分を用い、実施例１と同様にして、表４に示す条件で分散液製造システムＳを稼働させ、表６に示す分散液（乳化物）を得た。比較例５及び６では、界面活性剤Ａを油性成分に含有させずに水性成分に含有させた。
<Comparative Examples 5 and 6>
In Comparative Examples 5 and 6, using the oily component and the aqueous component having the composition shown in Table 2, the dispersion production system S was operated under the conditions shown in Table 4 in the same manner as in Example 1, and the dispersions shown in Table 6 were used. (Emulsion) was obtained. In Comparative Examples 5 and 6, surfactant A was not included in the oil component but was included in the aqueous component.
＜比較例７〜９＞
比較例７〜９では、表２に示すように、実施例６〜８と同一組成の油性成分及び水性成分を準備し、そして、それらをビーカーで混合した後、ホモミキサーを用いて８０００ｒ／ｍｉｎの回転数で１分間混合して、表６に示す分散液（乳化物）を得た。このとき、比較例７では、油性成分３８．４ｇと水性成分７６１．６ｇとを混合した（水性成分／油性成分の混合質量比：９５．２／４．８（＝１９．８））。比較例８では、油性成分４４．８ｇと水性成分７５５．２ｇとを混合した（水性成分／油性成分の混合質量比：９４．４／５．６（＝１６．９））。比較例９では、油性成分４０．０ｇと水性成分７６０．０ｇとを混合した（水性成分／油性成分の混合質量比：９５．０／５．０（＝１９．０））。
<Comparative Examples 7-9>
In Comparative Examples 7-9, as shown in Table 2, oily components and aqueous components having the same composition as in Examples 6-8 were prepared, and after mixing them in a beaker, 8000 r / min using a homomixer. Were mixed for 1 minute to obtain dispersions (emulsions) shown in Table 6. At this time, in Comparative Example 7, 38.4 g of the oil component and 761.6 g of the aqueous component were mixed (mixing mass ratio of aqueous component / oil component: 95.2 / 4.8 (= 19.8)). In Comparative Example 8, 44.8 g of oil component and 755.2 g of aqueous component were mixed (mixing mass ratio of aqueous component / oil component: 94.4 / 5.6 (= 16.9)). In Comparative Example 9, 40.0 g of the oil component and 760.0 g of the aqueous component were mixed (mixing mass ratio of aqueous component / oil component: 95.0 / 5.0 (= 19.0)).
＜比較例１０＞
比較例１０では、表２に示す組成の油性成分及び水性成分を準備し、そして、油性成分５２．８ｇと水性成分７４７．２ｇとをビーカーで混合した後（水性成分／油性成分の混合質量比：９３．４／６．６（＝１４．２））、ホモミキサーを用いて８０００ｒ／ｍｉｎの回転数で１分間混合して、表６に示す分散液（乳化物）を得た。比較例１０では、油性成分に多量の界面活性剤Ａを含有させ、ホモミキサーを用いて分散液を作製した。
<Comparative Example 10>
In Comparative Example 10, an oily component and an aqueous component having the composition shown in Table 2 were prepared, and 52.8 g of the oily component and 747.2 g of the aqueous component were mixed in a beaker (mixing mass ratio of aqueous component / oily component). : 93.4 / 6.6 (= 14.2)), and a homomixer was used for 1 minute at a rotational speed of 8000 r / min to obtain dispersions (emulsions) shown in Table 6. In Comparative Example 10, a large amount of surfactant A was contained in the oil component, and a dispersion was prepared using a homomixer.
＜比較例１１＞
比較例１１では、表２に示す組成の油性成分及び水性成分を用い、実施例１と同様にして、表４に示す条件で分散液製造システムＳを稼働させ、表６に示す分散液（乳化物）を得た。比較例１１では、油性成分に界面活性剤Ａを含有させず、水性成分に多量の界面活性剤Ａを含有させ、マイクロミキサー１００を用いて分散液を作製した。
<Comparative Example 11>
In Comparative Example 11, using the oily component and the aqueous component having the composition shown in Table 2, the dispersion production system S was operated under the conditions shown in Table 4 in the same manner as in Example 1, and the dispersion (emulsification) shown in Table 6 was performed. Product). In Comparative Example 11, a dispersion liquid was prepared using the
＜実施例１０〜１７＞
実施例１０〜１７では、表７に示すように実施例１で用いたとの同一組成の油性成分及び水性成分を用い、表８に示す条件で分散液製造システムＳを稼働させ、表９に示す分散液（乳化物）を得た。
<Examples 10 to 17>
In Examples 10 to 17, the dispersion production system S was operated under the conditions shown in Table 8 using the oily component and the aqueous component having the same composition as used in Example 1 as shown in Table 7, and shown in Table 9 A dispersion (emulsion) was obtained.
（結果考察）
中和可能な官能基を有する界面活性剤と油剤とを含む油性成分と、油性成分に含まれる界面活性剤Ａとの塩形成能を有する中和剤Ｃを含む水性成分とを第１の構成のマイクロミキサー１００によって混合して分散させ、且つ界面活性剤Ａに対する中和剤Ｃのモル当量比（中和剤Ｃ／界面活性剤Ａ）を０．５以上とした実施例１〜９では、得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径がいずれも１μｍ以下であった。
(Consideration of results)
An oily component containing a surfactant having a functional group capable of neutralization and an oil agent, and an aqueous component containing a neutralizing agent C having a salt-forming ability with the surfactant A contained in the oily component In Examples 1-9, the molar equivalent ratio of the neutralizing agent C to the surfactant A (neutralizing agent C / surfactant A) was 0.5 or more. The average particle diameter of the droplet particles of the oil component in the obtained dispersion was 1 μm or less.
実施例１と比較例１とを比較すると、実施例１においてマイクロミキサー１００を用いて得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径は、比較例１においてホモミキサーを用いて得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径の１０分の１以下であることが分かる。また、比較例１０のように界面活性剤Ａの量を比較例１の５倍としても、実施例１において得られたような水性成分に油性成分の微細な液滴粒子が分散した分散液を得ることはできないことが分かる。
When Example 1 and Comparative Example 1 are compared, the average particle size of the droplet particles of the oil component in the dispersion obtained using the
実施例１と界面活性剤Ａを水性成分に含めた比較例５とを比較しても、実施例１において得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径は、比較例５において得られた分散液における油性成分の液滴粒子の平均粒子径の１０分の１以下であることが分かる。また、比較例１１のように界面活性剤Ａの量を比較例５の約４倍としても、実施例１において得られたような水性成分に油性成分の微細な液滴粒子が分散した分散液を得ることはできないことが分かる。 Even when Example 1 was compared with Comparative Example 5 in which surfactant A was included in the aqueous component, the average particle size of the droplet particles of the oil component in the dispersion obtained in Example 1 was as in Comparative Example 5. It turns out that it is below 1/10 of the average particle diameter of the droplet particle | grains of the oil-based component in the obtained dispersion liquid. Further, even when the amount of the surfactant A is about four times that of Comparative Example 5 as in Comparative Example 11, a dispersion in which fine droplet particles of an oily component are dispersed in the aqueous component as obtained in Example 1 You can't get.
実施例５では、界面活性剤Ａの量を実施例１の１／４に減じているものの、水性成分に油性成分の微細な液滴粒子が分散した分散液を充分に得ることができることが分かる。 In Example 5, although the amount of the surfactant A is reduced to ¼ that of Example 1, it can be seen that a dispersion liquid in which fine droplet particles of the oil component are dispersed in the aqueous component can be sufficiently obtained. .
実施例１０〜１７によれば、第２〜第４の構成のマイクロミキサー１００を用いた場合でも、水性成分に油性成分の微細な液滴粒子が分散した分散液を得ることができることが分かる。
According to Examples 10 to 17, it can be seen that even when the
本発明は分散液の製造方法について有用である。 The present invention is useful for a method for producing a dispersion.
Ｓ 分散液製造システム
１００ マイクロミキサー
１０１ 水性成分供給部
１０２ 油性成分供給部
１０３ 分散液回収部
１１０ 直線管部分
１１１ 第１管
１１２ 第２管
１１３ 第３管
１２０ 分岐管部分
１３０ 板状部材
１０ 流体流路部
１１ 小径管
１１ａ 第１流路
１１ｂ 管端部分
１２ 大径管
１２ａ 第２流路
２０ 流体合流縮流部
２１ 流体合流域
２２ 細孔
３０ 流体流出部
３１ 流路拡大部
４１ａ 水性成分貯槽
４１ｂ 油性成分貯槽
４２ａ 水性成分供給管
４２ｂ 油性成分供給管
４３ａ 第１ポンプ
４３ｂ 第２ポンプ
４４ａ 第１流量計
４４ｂ 第２流量計
４５ａ 第１フィルタ
４５ｂ 第２フィルタ
４６ａ 第１圧力計
４６ｂ 第２圧力計
４７ 流量コントローラ
４８ 分散液回収管
４９ 分散液回収槽
S
Claims (10)
前記合流ステップで合流させた流体を細孔に流通させる細孔流通ステップと、
を包含し、
前記水性成分と前記油性成分との分散操作を、セグリゲーション指数（Ｘｓ）が０．１以下となる条件で行い、且つ前記合流させた流体において、前記界面活性剤を前記中和剤で中和する分散液の製造方法。 A merging step of joining a surfactant having a neutralizable functional group and an oily component containing an oily agent as a main component with an aqueous component containing a neutralizing agent having a salt forming ability with the surfactant;
A pore flow step for flowing the fluid merged in the merge step through the pores;
Including
The dispersion operation of the aqueous component and the oil component is performed under the condition that the segregation index (Xs) is 0.1 or less, and the surfactant is neutralized with the neutralizing agent in the combined fluid. A method for producing a dispersion.
The manufacturing method of the dispersion liquid in any one of Claims 1-9 whose average particle diameter of the particle | grains contained in the dispersion liquid manufactured is 0.01-1 micrometer.
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