CN101068615A - 复合微粒的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供高分子材料和芯物质的复合微粒的制造方法，该方法包括用1Pa以上的剪切应力使高分子材料和芯物质各自溶解和分散在含有超临界流体和添加溶剂的高压流体中的工序，和使含有该高分子材料和该芯物质的高压流体喷出到不良溶剂中急速膨胀的工序。如果按照本发明的方法，可以得到尺寸在数微米以下、更优选尺寸为纳米级(尺寸在1μm以下)的尺寸均匀的复合微粒。

Description

复合微粒的制造方法

技术领域

本发明涉及制造高分子材料与芯物质的复合微粒的方法。更详细地涉及制造从数微米至纳米级的尺寸均匀的复合微粒的方法。

背景技术

内部包含有无机粒子等芯物质的高分子微粒和微胶囊的制造中利用使用表面活性剂、乳化剂等的分散聚合和乳液聚合(参照特开昭56-76447号公报)。但是为了对用这些方法得到的粒子进行分离，必需清洗、除去残存在粒子表面的表面活性剂、乳化剂和水分，并进行干燥。因此在该工序中粒子融合，结果存在着构成大的粒子或结块的问题。

为了解决这一问题，开发了使用超临界二氧化碳等高压流体制造高分子微粒的方法(参照特开平8-104830号公报)。这一方法是通过从热力学研究推导出不良溶剂的特异性共存效应而实现的，根据该特异性共存效应，使作为超临界二氧化碳的缺点的对高分子的低溶解力提高至1000倍以上。也就是使用本来对某种高分子为不良溶剂的乙醇等作为添加溶剂，只在超临界流体和该添加溶剂混合时才特异性地使高分子的溶解度提高，接着在减压下使该混合物急速膨胀，可以制造高分子微粒。如果按照这种方法，使含有溶解的高分子的高压流体在减压下急速膨胀的过程中，通过使超临界流体和添加溶剂分离，高分子的溶解度急速降低，生成微粒。另外，由于添加溶剂自身是挥发性的，并且对高分子是不良溶剂，所以在急速膨胀过程中生成的高分子微粒之间的融合较少。

另外，利用上述不良溶剂的特异性共存效应，还开发了用丙烯酸树脂等高分子有机化合物、有机无机化合物或它们与其它化合物的混合物对作为芯物质的蛋白质、药剂、有机微粒、无机微粒、液态物质及其混合物进行涂覆的方法(参照特开平11-197494号公报)。在该方法中使上述物质溶解在含有超临界流体和添加溶剂的高压流体中，使该混合物在大气中急速膨胀，可以制造经涂覆的微粒。

但是，上述特开平11-197494号公报所述的方法中可以用高分子对数微米级粒子进行涂覆，但是却不能对纳米级尺寸无机粒子进行涂覆。通常为了使数μm以下尺寸的无机粒子在液体溶剂中分散，需要使用均化器和球磨机等。但是在超临界流体等高压流体中，在高压容器中很难导入通用的均化器和球磨机。而且通过如特开2000-354751号公报中所述的特殊机械方法对粒子施加剪切力，也很难使粒子分散。

发明公开

本发明以提供尺寸在数微米以下大小，更优选尺寸为纳米级(1μm以下的大小)的高分子材料与芯物质的复合微粒的制造方法为目的。

本发明提供高分子材料和芯物质的复合微粒的制造方法，该方法包括用1Pa以上的剪切应力使高分子材料和芯物质各自溶解和分散在含有超临界流体和添加溶剂的高压流体中的工序，和使含有该高分子材料和该芯物质的高压流体喷到不良溶剂中急速膨胀的工序。

在一个实施方案中上述溶解和分散工序使用具备机械密封的高速搅拌装置进行。

在另一个实施方案中上述芯物质的分散利用1Pa以上的剪切应力进行。

在其它实施方案中上述复合微粒中用上述高分子材料对上述芯物质进行涂覆。

在一个实施方案中，上述芯物质是无机粒子。

在其它实施方案中上述超临界流体选自二氧化碳、氨、甲烷、乙烷、乙烯、丁烷和丙烷，上述添加溶剂是选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮和它们的混合物中的至少一种，并且上述不良溶剂是选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、液氮和它们的混合物中的至少一种。

如果按照本发明的方法，在含有超临界二氧化碳等的高压流体中使用高速搅拌装置，使高分子材料和芯物质各自溶解和分散后，使其急速膨胀，可以制造数微米以下，优选纳米级尺寸的高分子材料和芯物质的复合微粒。考虑对高压流体的溶解性，通过对各种高分子材料和芯物质进行组合，可以制造各种复合微粒。例如通过使用对高压流体具有可溶性的高分子材料和以对高压流体具有不溶性的物质(例如无机粒子)作为芯物质，可以得到芯物质分散在高分子材料内(也就是芯物质被高分子材料涂覆)的复合微粒。

附图的简单说明

图1是本发明复合微粒制造方法中所用装置的示意图。

图2是用本发明方法制造的聚乳酸-氧化钛复合微粒的扫描电子显微镜照片(实施例1)。

图3是用本发明方法制造的聚乳酸-氧化钛复合微粒的透射式电子显微镜照片(实施例1)。

图4是用本发明方法得到的聚乳酸-氧化钛复合微粒的粒度分布图(剪切应力：5Pa)(实施例2)。

图5是用慢搅拌速度得到的聚乳酸-氧化钛复合微粒的粒度分布图(剪切应力：0.001Pa)(比较例1)。

图6是表示用本发明方法制造的聚乳酸-氧化钛复合粒子的X射线衍射装置的分析结果(在27°处的金红石型氧化钛的强度)与由搅拌产生的剪切应力的关系的曲线图。

图7是为说明剪切应力的示意图。

实施发明的最佳方案

本发明复合微粒的制造方法，包括用1Pa以上的剪切应力在含有超临界流体和添加溶剂的高压流体中使高分子材料溶解以及使芯物质分散，接着使该高压流体喷出到不良溶剂中使其急速膨胀的工序。本发明方法中，例如通过使用高速搅拌装置，使芯物质在高压流体中分散成纳米级尺寸的微粒，使其急速膨胀，可以使溶解在高压流体中的高分子材料和芯物质的复合微粒析出。或者通过使溶解在分散的芯物质微粒周围的高分子材料过饱和析出，由此制造芯物质被高分子材料涂覆，也就是用高分子材料对芯物质进行涂覆的复合微粒。

(复合微粒)

本说明书中所谓“复合微粒”是由高分子材料和芯物质构成的，尺寸在10μm以下、优选数μm级以下级别的尺寸的粒子。作为复合微粒，可以列举芯物质分散在高分子材料内的复合微粒，也就是用高分子材料对芯物质进行涂覆(被覆)的复合微粒。

(超临界流体)

本发明中所谓“超临界流体”是指在超过临界温度和临界压力的温度和压力下的流体，有时也包括亚临界流体。作为这样的超临界流体，对于其化学种类没有特别限定。例如可以使用常温下是气体状态的有机气体。优选二氧化碳、一氧化碳、氨、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丁烷等，更优选二氧化碳、氨、甲烷、乙烷、乙烯和丁烷，进一步优选二氧化碳和乙烯。

(添加溶剂)

本发明中所谓“添加溶剂”，是指以提高高分子材料对高压流体的溶解性为目的而添加的溶剂，其中该高分子材料对目的复合微粒的芯物质进行涂覆。通常从对所用高分子的不良溶剂(以下将详细说明)中选择。添加溶剂，例如非高压流体的流体(例如在急速膨胀过程中的压力下的流体、常压下的流体等)，优选其高分子材料的溶解度低或极低。这样的添加溶剂，还可以是在常温下为气体状态或液体状态的溶剂。例如优选二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、乙酸、水、甲醇、乙醇、氨等低分子量的化学物质。本发明中更优选水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮以及它们的混合物。

(不良溶剂)

本发明中所谓“不良溶剂”是指具有溶解高分子材料的能力，但是溶解度相当低的溶剂。因此不良溶剂根据所用高分子材料的种类进行适当选择。作为这样的不良溶剂，优选极性溶剂，更优选在常温下是液态的溶剂。例如水，甲醇、乙醇、丙醇等低级醇，丙酮、乙酸等低分子量的溶剂。或者也可以使用液氮。另外，本发明方法中所使用的添加溶剂和不良溶剂，既可以相同，也可以不同。

(高压流体)

本发明中所谓“高压流体”是指超临界～临界压力下的流体，在本发明中特别指含有超临界流体和添加溶剂的流体。高压流体，通常为气体状态，也可包括液体状态的物质。

(高分子材料)

本发明中所谓“高分子材料”，是指作为为了涂覆目的复合微粒的原料而使用的材料，对于高分子材料没有特别限定，例如可以列举以下物质：聚酰胺(尼龙6、尼龙6-6等)、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、丙烯酸树脂(聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯等聚丙烯酸酯)、酚醛树脂、环氧树脂、硅树脂、聚氨酯、聚酯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚乳酸、聚碳酸酯、聚缩醛、聚硅氧烷、葡聚糖、明胶、淀粉、纤维素类(丁酸纤维素、硝基纤维素等)、糖类、壳多糖类、多肽和以它们为组成成分的高分子共聚物及含有这些物质的混合物等。

(芯物质)

芯物质，是指用高分子材料进行涂覆可以构成复合微粒的物质，可以是对高压流体具有不溶性的有机物质和无机物质。芯物质，根据复合微粒的用途进行选择，例如可以列举作为医药品、食品添加物、用于复制·记录·显示的物质、电子元件、燃料电池等材料使用的物质。

适合作为芯物质的有机物质，例如可以列举蛋白质(例如结核放线菌素、多粘菌素、胰岛素、溶菌酶、α-糜蛋白酶、胃蛋白酶、蛋白清蛋白、血清白蛋白、淀粉酶、脂肪酶、酪蛋白等)，染料和涂料(例如隐色染料、虫胶、马来酸树脂、丙烯酸树脂、碳黑等)。

适合作为芯物质的无机物质，例如可以使用电子设备领域等的从业人员已知的硫化物、硅化合物、金属、金属化合物、碱金属化合物、碱土类金属化合物等任意的无机物质。作为这样的无机物质，例如可以列举以下的物质：硫化物(例如硫化锌、硫化镉、硫化钠等)，硅化合物(例如二氧化硅等)，金属(例如铁、镍、钴、不锈钢、铜、锌等)，氧化物(例如氧化铁、氧化钛、氧化钨、氧化镍、氧化钴、氧化钼、氧化锰、氧化铜、氧化タルタン等)，金属化合物(例如铁氧体、MnFe₂O₄、MnFe₂O₄、ZnFe₂O₄、NiFe₂O₄、CuFe₂O₄等)，碳化物(Pd-C、载铂碳Pt-C)等。

(高速搅拌装置)

在本发明方法中，为了在高压流体中对高分子材料和芯物质施加剪切应力，要得到大的剪切应力，优选使用可以进行高速搅拌的搅拌装置。作为高速搅拌装置，只要是安装在高压容器内，并且可以稳定地把芯物质分散成数μm以下，优选分散成纳米级尺寸的装置，则没有特别限定。作为搅拌装置，可以列举具备机械密封的搅拌装置等。以往使用的磁力型感应搅拌装置，当进行数千rpm以上的高速搅拌时，由于在搅拌机内部设置的磁铁作用会引起电磁感应加热现象而发热，所以多数情况下难以进行稳定搅拌。于是本发明采用具备机械密封的搅拌装置，可以以稳定状态进行5,000rpm以上，优选10,000rpm以上，更优选15,000rpm以上的高速搅拌。通过进行这样的高速搅拌，可以对存在于搅拌桨和搅拌容器壁面之间的高压流体施加1Pa以上的剪切应力，使芯物质粒子在高压流体中被分散成数μm以下，更优选分散成纳米级尺寸。

另外，本发明中所用的高速搅拌装置，芯物质的分散优选利用在搅拌桨和搅拌容器壁面之间产生的1Pa以上的剪切应力进行。为了有效产生剪切力，搅拌桨和搅拌容器壁面的距离为0.5～10mm，更优选1～5mm。

通过使用这样的高速搅拌装置，防止容易凝聚的纳米微粒的芯物质在高压流体中凝聚，微粒以分散状态提供给下面的急速膨胀工序，所以可以制造分散的复合微粒。

(剪切应力)

在本发明中，在上述高速搅拌装置中，在1Pa以上的剪切应力下进行搅拌。关于搅拌装置中产生的剪切应力，通过以下计算。

在平面上放置流体，再于其上面放置平板，并使该平板滑动时(参照图7)，如以下计算式(1)所示，摩擦力F与流体粘度η、平板速度U和平板面积A成正比，与平面和平板的间隔h成反比。

$F=\frac{\mathrm{\ηUA}}{h}---\left(1\right)$

另外，摩擦力如下述计算式(2)所示，可以用剪切应力τ(每单位面积的摩擦力)和平板面积A的积表示。

                  F＝τA    (2)

根据上述计算式(1)和(2)，剪切应力τ用下述计算式(3)表示。

$\mathrm{\τ}=\frac{\mathrm{\ηU}}{h}---\left(3\right)$

因此，通过计算式(3)可以计算由搅拌产生的剪切应力τ。

速度U(m/sec)，由装置的旋转速度和搅拌筒的直径决定。例如，当以旋转速度n＝5000rpm(83.3转/秒)进行旋转时的圆周速度U，可以按照以下方法进行计算。当搅拌筒的直径d＝0.156m(半径r＝0.078m)时，搅拌筒的圆周L为：

L＝2πr＝2×3.14×0.078＝0.489m

因此圆周速度U为U＝n×L＝83.3×0.489＝40.8m/sec。

(复合微粒的制造方法)

在本发明的复合微粒的制造方法中，首先在1Pa以上的剪切应力下一边进行搅拌，一边在含有超临界流体和添加溶剂的高压流体中使高分子材料溶解以及使芯物质分散。在该工序中对超临界流体、添加溶剂、高分子材料和芯物质混合的顺序没有特别限定。例如可以预先调制含有超临界流体和添加溶剂的流体，在其中使高分子材料溶解并使芯物质分散。或者是预先把添加溶剂、高分子材料和芯物质混合，然后再加入超临界流体使高分子材料溶解以及使芯物质分散也可以。这时高分子材料和芯物质，还可以分别预先溶解及分散在少量的添加溶剂中。

本发明中相对于高分子材料1质量份，以约0.01～2质量份，优选约0.1～1质量份的比率添加芯物质。超临界流体相对于高分子材料1质量份，以约20～100质量份，优选以约30～80质量份的比率使用。另外，添加溶剂相对于高分子材料1质量份，以约1～100质量份，优选以约10～50质量份的比率使用。

该工序中的压力，为了在下面工序中有效进行高压流体的急速膨胀，优选为7.2～30MPa，更优选15～25MPa。温度优选为273～353K，更优选298～313K。

在上述临界温度和临界压力下，使用具备机械密封的高速搅拌装置，对含有高分子材料和芯物质的高压流体进行搅拌。这样的高速搅拌，在1Pa以上，优选在2Pa以上，更优选在5Pa以上的剪切应力下进行。

接着使含有溶解的高分子材料和分散的芯物质的高压流体向不良溶剂中喷出进行急速膨胀。在该工序中对于使高压流体向不良溶剂中喷出的手段没有特别限定。例如可以使用喷嘴等使高压状态下的高压流体向不良溶剂中喷出的手段，还可以事先在不良溶剂中使表面活性剂等溶解，再吹入高压流体的手段等。考虑所用高分子材料和芯物质的溶解度等，通过适当变化不良溶剂的种类、压力、温度等，可以进一步使复合微粒的分散性好。不良溶剂的温度，优选为273～353K，更优选298～313K。这样可以得到具有比较均匀平均粒子直径的复合微粒。

作为这样的可以用于本发明方法的装置，只要是具备对高压流体进行高速搅拌的装置(例如具备机械密封的高速搅拌装置)和使高压流体向不良溶剂中喷出并使其急速膨胀的装置(例如喷嘴)的装置，则没有特别限制。例如可以使用如图1所示的装置。以下基于图1，更具体说明本发明复合微粒的制造方法。

图1所示的装置，由从高压储气瓶1至节流阀V-2的升压部、至其下游节流阀V-5的混合部以及含有为了使微粒急速膨胀并分散的不良溶剂的粒子分散部构成。

升压部，主要具备供给超临界流体(例如二氧化碳)用的高压储气瓶(或罐)1以及升压用泵5。根据需要，还可另外配备添加溶剂的供给用罐和升压用泵。

在填充液体二氧化碳的高压储气瓶1和升压用泵5之间设置干燥管2、冷却单元3和过滤器4。来自高压储气瓶1的液体二氧化碳通过干燥管2、冷却单元3和过滤器4，经升压泵5进行升压，被输送到混合部。

干燥管2中填充有干燥剂，从通过的液体二氧化碳中除去水分。在下面叙述的实施例中作为干燥管2使用ジ一エルサイエンス株式会社制造的载气干燥管(气体干燥机；材质SUS316、最高使用压力20MPa、内径35.5mm、长度310mm)，作为干燥剂使用ジ一エルサイエンス株式会社制造的分子筛5A(1/16英寸颗粒)。

在冷却单元3内例如填充乙二醇，并且将该乙二醇冷却到约260K构成。通过干燥管2除去水分的液体二氧化碳通过该乙二醇冷却。在下面叙述的实施例中作为冷却单元3，使用ヤマト科学制造的BL-22。

在冷却单元3的后面设置过滤器4。通过该过滤器4除去灰尘等杂质，防止杂质混入到升压用泵5内。在下面叙述的实施例中作为过滤器4，使用细孔平均直径约为10μm的过滤器(ジ一エルサイエンス株式会社制造的FT4-10型)。

升压用泵5，在下面所述的实施例中使用ジ一エルサイエンス株式会社制造的高压用单柱塞泵APS-5L(最大压力58.8MPa、常用压力49.0MPa、流量0.5～5.2ml/分钟)。在升压用泵5的头部安装防止液体二氧化碳气化的冷却器。

另外，在升压部设置压力调节阀V-1，通过该压力调节阀V-1，把升压部和混合部的系统内的压力设定到任意压力。在下面所述的实施例中作为压力调节阀V-1，使用TESCOM制造的26-1721-24。该压力调节阀V-1，可以以压力±0.1MPa以内的精度控制系统内的压力，最大使用压力为41.5MPa。

升压部设置有压力计6，通过压力计6测定系统内的压力。压力计6中设置上限接点输出端子，并设定在指定压力下切断升压泵5的电源。在下面叙述的实施例中作为压力计6，使用波登(ブルドン)式的ジ一エルサイエンス株式会社制造的LCG-350(最大使用压力34.3MPa)。该压力计6A使用经过司测研株式会社制造的エコノミ一压力计PE-33-A(应变计式，精度±0.3％)校准的压力计。

另外，在图中没有示出，当设置添加溶剂罐时，在添加溶剂罐和高压室10之间配置升压用泵、止逆阀和节流阀。填充到添加溶剂罐中的添加溶剂(乙醇)在升压用泵的作用下通过止逆阀，供给到高压室10内与由高压储气瓶1供给的二氧化碳混合。当不设置添加溶剂罐时，添加溶剂，可以预先与超临界流体混合，或者可以与高分子材料一起供给到下面将要详细叙述的混合部高压室10内。

在升压部和混合部之间，配置节流阀V-2，通过该节流阀V-2可以控制混合部的流体流出。在下面叙述的实施例中作为节流阀V-2，使用ジ一エルサイエンス株式会社制造的两通阀02-0120(最大使用压力98.0MPa)。

另外，在升压部和混合部之间，为了确保安全性，设置安全阀7。在下面叙述的实施例中作为安全阀7，使用NUPRO制造的弹簧式安全阀，并且配管使用不锈钢管。

接着，混合部主要由恒温水槽12以及在其内部配置的预热管8、止逆阀9和具备高速搅拌装置11的高压室10构成。

恒温水槽12的结构以便控制配置在其内部的高压室10的温度。温度控制，在下面所述的实施例中使用株式会社チノ一的温度控制器DB1000进行。该温度控制器，可以用±0.1℃控制水温。作为温度测温部16，使用株式会社チノ一制造的铂电阻测温体1TPF483。

由升压部提供的超临界流体(例如二氧化碳)和添加溶剂(例如乙醇)的混合物被输送到预热管8中，从临界温度以下被加热到临界温度以上成为超临界流体(临界温度以上的流体)。接着通过调节节流阀V-3和V-4把该混合物导入至高压室10中。在预热管8和节流阀V-3以及V-4之间配置止逆阀9。在下面所述的实施例中作为止逆阀9使用AKICO制造的SS-53F4：最大使用压力34.3MPa。

作为高压室10，在下面所述的实施例中使用AKICO制造的快速开关型排气室(材质SUS316、设计压力39.2MPa(400kg/cm²)、设计温度423.15K(150℃)、内径55mm、高度110mm、内部容积250ml)。

在该高压室10中通常预先投入高分子材料和芯物质。根据需要也可以投入添加溶剂。在它们的混合物中添加超临界流体，使用通过机械密封19进行密封的高速搅拌装置11，对高压流体进行高速搅拌。搅拌速度通常为5000～15000rpm，例如用数字转数仪显示搅拌轴的转数。在下面所述的实施例中作为具备机械密封的高速搅拌装置11，使用株式会社タンケンシ一ルセ一コウ制造的45/40-B023R4sp。高压室10内的压力，在下面所述的实施例中使用有限会社山崎计器制作所制造的波登式压力计E93004 6B(最大压力49.0MPa)进行测定(图中没有示出)。该压力计的校准，使用司测研株式会社制造的エコノミ一压力计PE-33-A(应变计式、精度±0.3％FS、FS：kgf/cm²)。

为了实现防止因高压室10内的压力上升而引起爆炸的目的，在高压室10的上部可以设置安全阀14。在下面所述的实施例中安全阀14使用NUPRO公司制(弹簧式、177-R3AKI-G)。

与混合部相连接的粒子分散部，在空气恒温槽18内配备含有不良溶剂的不良溶剂室21和压力缓冲用室22。溶解有高分子材料和分散有芯物质的高压流体经过阀V-5通过保护管15，从喷嘴17喷射到设置在空气恒温槽18中的、含有不良溶剂(例如水)的不良溶剂室21内，使粒子分散在不良溶剂中。在不良溶剂室21内产生的多余压力可以通过压力缓冲用室22得到缓冲，该压力缓冲用室22通过节流阀V-6连通。为了在喷射到不良溶剂中的高压流体急速膨胀时进行温度调节，不良溶剂室21和压力缓冲用室22配有加热器。另外，为了防止伴随减压的试样凝缩和由超临界流体(二氧化碳)而产生干冰，保护管15和喷嘴17也具备加热器。在下面所述的实施例中作为不良溶剂室21和压力缓冲用室22，使用ジ一エルサイエンス株式会社制造的室(SUS316、设计压力34.3MPa、设计温度373.15K(100℃)、内径45mm、高161.5mm、内部容积250ml)。保护管19使用1/8英寸不锈钢管(SUS316、外径3.175mm、内径2.17mm、长约1m)。空气恒温槽23的内部容积为125dm³，通过株式会社チノ一制造的温度控制器DB1000，以±0.05℃控制恒温槽内的温度。作为喷嘴20使用スプレ一イングシステムジヤパン株式会社制造的ユニジエツトノズル(孔直径0.28mm，最高使用压力280kg/cm²)。

溶解有高分子材料并分散有芯物质的高压流体在不良溶剂室21中急速膨胀，溶解的高分子材料在不良溶剂室21中析出，得到与芯物质的复合微粒。打开阀V-6对不良溶剂室21内部减压后，打开不良溶剂室21和压力缓冲用室22，取出分散有复合微粒的不良溶剂。通过减压干燥除去不良溶剂，可以只回收复合微粒。

实施例

以下列举实施例进一步详细说明本发明，但是本发明并不受这些实施例的限定。在下面的实施例中使用具备上面所列举的仪器、装置等的制造装置。

(实施例1)

使用图1的装置，按照以下操作制造由用聚乳酸涂覆的氧化钛构成的复合微粒。

预先在高压室10中添加聚乳酸5g(分子量10000)、氧化钛(平均一次粒子直径35nm)1g和添加溶剂乙醇200ml。再向不良溶剂室21中填充作为不良溶剂的水，然后把该高压室10和不良溶剂室21分别设置在规定位置。

接着在关闭阀V-2的状态下，由高压储气瓶1供给二氧化碳，用压力调节阀V-1调节二氧化碳的上限压力，用温度控制器调节恒温水槽12的温度至313.15±0.2K，把加热器15的温度调节至350.15±0.5K。接着在关闭混合部的全部V-5阀的状态下打开阀V-3或V-4，向混合部输入二氧化碳。打开阀V-4稍微放置使高压室10内达到规定压力(25MPa)。通过搅拌马达11对高压室10内进行搅拌。用数字转速仪将搅拌轴的转速调节到10,000rpm，使剪切力达到5Pa，并进行加压·调整，使整个系统达到25MPa，等压力稳定后再继续搅拌1分钟。

接着打开阀V-5，一边从25MPa减压至20MPa，一边使含有溶解的聚乳酸和分散的芯物质的高压流体从喷嘴17急速喷射到含有不良溶剂的不良溶剂室21中分散。与此同时打开阀V-6，通过压力缓冲用室22使压力缓冲后，与不良溶剂水一起回收复合微粒。

用株式会社岛津制作所制造的扫描电子显微镜(SEM-EDX)SSX-550和株式会社日立制作所制造的透射式电子显微镜(H-7100FA型)对所得复合微粒进行观察。把扫描电子显微镜照片出示在图2中，把透射式电子显微镜照片出示在图3中。图2表明，可以得到较多具有数μm直径的聚乳酸微粒。另外，图3表明在所得聚乳酸微粒内部氧化钛粒子以分散状态存在。也就是氧化钛被聚乳酸涂覆。

(实施例2)

使用平均一次粒子直径为100nm的氧化钛，并且使高压室10内的压力达到20MPa，除此之外，进行与上述实施例1相同的操作，制造聚乳酸-氧化钛复合微粒。对于所得的复合微粒，使用粒度分布测定装置(日机装株式会社制造的マイクロトラツク)测定粒度分布。把结果出示在图4中。图4表明所得的复合微粒显示以尺寸约4μm的粒子为峰的正态分布，并且得到平均粒子直径均匀的复合微粒。

(比较例1)

使用平均一次粒子直径为100nm的氧化钛，并且使高压室10内的压力达到20MPa，使搅拌装置的旋转速度为1,000rpm，剪切应力为0.001Pa，除此之外，进行与上述实施例1相同的操作，制造聚乳酸-氧化钛复合微粒。对于所得的复合微粒，与上述实施例2一样，使用粒度分布测定装置(日机装株式会社制造的マイクロトラツク)测定粒度分布。把结果出示在图5中。当搅拌速度低(1,000rpm)时得到的复合微粒，显示多分散型粒度分布。可以认为这是由于氧化钛粒子分散不充分造成的。

(实施例3)

从0到20Pa变化剪切应力，除此之外，进行与上述实施例1相同的操作，制造聚乳酸-氧化钛复合粒子。所得复合粒子中所含的氧化钛的量，使用X射线衍射装置(株式会社マツク·サイエンス制造的198XHF-SRA)进行观察。氧化钛的含量越是增加，金红石型氧化钛在27°下的强度增加。把结果出示在图6中。图6表明随着搅拌速度增加的剪切应力增加，金红石型氧化钛在27°下的强度也增加，复合粒子中的氧化钛的内包量也增加。

产业上的实用性

如果按照本发明的方法，可以得到纳米级尺寸的，平均粒子直径均匀的高分子材料与芯物质的复合微粒。通过芯物质与高分子材料的组合，可以制造各种用高分子材料涂覆芯物质的(也就是对芯物质表面进行涂覆)复合微粒。这样的纳米级尺寸的高分子-芯物质复合微粒，可以根据高分子和芯物质各自所具有的性质和功能等，应用于各种用途，例如食品、医药品、化妆品、微型图像元件、调色剂、涂料、燃料电池等催化剂载体、液相色谱用分离柱的填充剂载体等方面。

Claims (8)

1.高分子材料和芯物质的复合微粒的制造方法，包括用1Pa以上的剪切应力使高分子材料和芯物质各自溶解和分散在含有超临界流体和添加溶剂的高压流体中的工序，和使含有该高分子材料和该芯物质的高压流体喷出到不良溶剂中急速膨胀的工序。

2.根据权利要求1中所述的方法，其中，前述溶解和分散工序使用具备机械密封的高速搅拌装置进行。

3.根据权利要求1或2中所述的方法，其中，前述芯物质的分散利用1Pa以上的剪切应力进行。

4.根据权利要求1至3任意一项中所述的方法，其中，前述复合微粒中用上述高分子材料对前述芯物质进行涂覆。

5.根据权利要求1至4任意一项中所述的方法，其中，前述芯物质是无机粒子。

6.根据权利要求1至5任意一项中所述的方法，其中，前述超临界流体选自二氧化碳、氨、甲烷、乙烷、乙烯、丁烷和丙烷。

7.根据权利要求1至6任意一项中所述的方法，其中，前述添加溶剂是选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮和它们的混合物中的至少一种。

8.根据权利要求1至7任意一项中所述的方法，其中，前述不良溶剂是选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、液氮和它们的混合物中的至少一种。

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