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転相温度乳化装置及び乳化方法 コモンズ

国内特許コード P110005344
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2007-085573
公開番号 特開2008-238117
登録番号 特許第4972726号
出願日 平成19年3月28日(2007.3.28)
公開日 平成20年10月9日(2008.10.9)
登録日 平成24年4月20日(2012.4.20)
発明者
  • 吉澤 秀和
  • 久保田 潤
  • 妹尾 典久
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
発明の名称 転相温度乳化装置及び乳化方法 コモンズ
発明の概要

【課題】連続的に安定な微細エマルションを調製することのできる装置及び方法を提供する。
【解決手段】転相温度乳化装置1は、連続相となる第1の液体を導入するための第1入口ポート2、分散相となる第2の液体を導入するための第2入口ポート3、これら第1及び第2入口ポートに連通し、導入された二液を合流させて第1の液体中に第2の液体が分散したエマルションを調製するマイクロ流路6、及びマイクロ流路6に連通しエマルションを回収するための出口ポート4とを具える合流マイクロリアクタユニット5と、エマルションを転相温度以上に加熱する少なくとも1つの加熱マイクロリアクタユニット9と、加熱されたエマルションを転相温度以下に冷却する少なくとも1つの冷却マイクロリアクタユニット10とを積層してなる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


水中油滴(O/W型)エマルションは、塗料や化粧品、食品などの分野に用いられ、微粒子調製やマイクロカプセル調製において基本となる分散系である。エマルションの調製法としては、攪拌翼やホモジナイザーによる機械的攪拌が一般的であるが、これらの方法で得られるエマルションは多分散であるため、調製後の分級操作の必要性や安定性の問題が生じることが知られている。このような背景から、単分散エマルション調製が可能な方法が近年注目を集めている。



単分散エマルション調製の代表的な方法としては、例えば非特許文献1~4に記載されているような、SPG膜乳化法、マイクロチャネル乳化法、マイクロ流路分岐乳化法等が知られている。




【非特許文献1】H. Yoshizawa et al., Col. Polym. Sci. 282 (2004) 965-971

【非特許文献2】Y. Hatake et al., J. Appl. Polym. Sci. 64 (1997) 1107-1113

【非特許文献3】H. Yoshizawa et al., J. Chem. Eng. Japan, 29 (1996) 1027-1029

【非特許文献4】S. Sugiura et al., J. Colloid Interface Sci. 227 (2000) 95-103



また、微細なエマルションを得る方法としては、転相乳化法が知られている。転相乳化法は、目的とする型と反対の型のエマルションを調製しておき、分散質濃度の増加、温度の加温や冷却などの操作により臨界点に達した時に転相させて目的とする型のエマルションを調製するものである。かかる転相乳化法の具体例としては、例えば特許文献1に、ポリグリセリンエステルとアルキルポリグリコシドを油性剤に溶解又は分散させた油相を転相温度以上に加熱して撹拌し乍ら、同じ温度に加熱した水相を徐々に加えて乳化せしめ、転相温度以下に冷却して転相させる水中油型乳化物の製造方法が記載されている。




【特許文献1】特開平9-308822号公報

産業上の利用分野


この発明は、マイクロリアクタを用いた乳化、特には転相温度乳化を行う装置及び方法に関するものであり、得られるエマルション径の微細化を図る。

特許請求の範囲 【請求項1】
連続相となる第1の液体を導入するための第1入口ポート、分散相となる第2の液体を導入するための第2入口ポート、これら第1及び第2入口ポートに連通し、導入された二液を混合乳化させて第1の液体中に第2の液体が分散した初期エマルションを調製するマイクロ流路、及び該マイクロ流路に連通し前記初期エマルションを回収するための出口ポートとを具える合流マイクロリアクタユニットと、
前記初期エマルションを転相温度以上に加熱して転相を生じさせ、第2の液体中に第1の液体が分散した中間エマルションを調製する少なくとも1つの加熱マイクロリアクタユニットと、
前記加熱された中間エマルションを転相温度以下に冷却して転相を生じさせ、第1の液体中に第2の液体が分散しており、初期エマルションよりも微細な最終エマルションを調製する少なくとも1つの冷却マイクロリアクタユニットと、
前記加熱マイクロリアクタユニットと前記冷却マイクロリアクタユニットとの間に配設され、前記加熱マイクロリアクタユニット側を発熱面とし、前記冷却マイクロリアクタユニット側を吸熱面としたペルチェ素子とを積層してなる転相温度乳化装置。

【請求項2】
前記マイクロ流路はY字状に形成されており、前記第1入口ポートに連通する流路部と前記第2入口ポートに連通する流路部のなす角が0度より大きく90度より小さい、請求項1に記載の乳化装置。

【請求項3】
前記マイクロ流路中の前記第1及び第2の液体の流れが層流となる、請求項1又は2に記載の乳化装置。

【請求項4】
前記マイクロ流路は、前記第1入口ポートに連通する流路部の幅が前記第2入口ポートに連通する流路部の幅よりも大きい、請求項1~3のいずれか一項に記載の乳化装置。

【請求項5】
前記加熱マイクロリアクタユニットの出口温度と前記エマルションの転相温度の差が10~30℃の範囲内にある、請求項1~4のいずれか一項に記載の乳化装置。

【請求項6】
前記冷却マイクロリアクタユニットの出口温度が10℃~室温(25℃)の範囲内にある、請求項1~5のいずれか一項に記載の乳化装置。
産業区分
  • 混合分離
  • 処理操作
  • その他機械要素
  • 省エネルギー
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007085573thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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