CN106029216A - 微粒的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供微粒的制造方法,其具有:使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机而使至少1种的微粒原料在溶剂中溶解来得到微粒原料溶液的溶解步骤;和将用于从微粒原料溶液使微粒原料析出的至少1种的析出溶剂、和微粒原料溶液导入对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面间、在至少2个处理用面间形成的薄膜流体中混合而使微粒析出的析出步骤。在上述溶解步骤中,对于由采用搅拌机的搅拌时间条件、搅拌叶片的周向速度条件、微粒原料溶液的温度条件所规定的搅拌能量,通过使上述条件中的至少1个变化而使其增减,通过搅拌能量的增减,控制析出步骤中得到的微粒的结晶度、晶型。
Description
技术领域
本发明涉及微粒的制造方法。
背景技术
金属、氧化物、医药品、食品、化妆品等的生物体摄取物、颜料等的微粒,在产业界的广泛领域中需要。
微粒的制造方法,一般为使用如专利文献1中所述那样的烧瓶、烧杯、罐等进行不良溶剂法、结晶、氧化、还原等的反应的情况,在使用了样的容器的情况下,由于难以均匀地保持容器内的浓度、温度,因此所得的微粒的粒径分布容易变宽,另外在制作含有2种以上的元素的合金、复合氧化物等的微粒的情况下,难以以均质的元素比制作微粒。另外,还提供使用了如专利文献2中所记载的微反应器的微粒的制造方法,但在使用一般的微反应器的情况下,反应物的闭塞、不能规模扩大化等现实问题多。因此,谋求以稳定且低能量、低成本制造均质且均匀的微粒的方法。
通过本申请申请人,提供如专利文献3中记载的、在形成于对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面之间的薄膜流体中混合溶解了微粒的原料的微粒原料溶液和用于使微粒析出的析出用溶剂的微粒的制造方法。
但是,即使在使用如专利文献3中所记载的那样的方法的情况下,也具有难以稳定制作微粒的情况、在制作含有2种以上的分子、元素的微粒的情况下局部的元素比有不均,有难以制作均匀且均质的微粒的情况。
进而,即使在将专利文献4中记载的方法并用的情况下,如果只是单纯地改变被处理流动体的配方、送液量、温度、处理用面的转速这样的装置的运转条件,关于所生成的微粒,难以实现所期望的结晶度、晶型或特定晶型的构成比率,尚未公开自由地控制结晶度、晶型或特定晶型的构成比率这样的微粒的性状/特性的具体的方法,残留改善的余地。在此,所谓“特定晶型的构成比率”,在所生成的微粒具有多种晶型的情况下,是指在多种晶型的结晶成分中特定的晶型的结晶成分所占的比例。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2002-097281号公报
专利文献2:特开2006-193652号公报
专利文献3:国际公开WO2009/008393号小册子
专利文献4:国际公开WO2012/128273号小册子
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述这样的状況而完成,目的在于提供关于结晶度、晶型或特定晶型的构成比率这样的性状/特性能够得到所期望的微粒的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的微粒的制造方法具有:使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机使至少1种的微粒原料在溶剂中溶解来得到微粒原料溶液的溶解步骤;将用于从上述微粒原料溶液使上述微粒原料析出的至少1种的析出溶剂和上述微粒原料溶液导入对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面之间、在上述至少2个处理用面间形成的薄膜流体中混合、使微粒析出的析出步骤。
而且,其要点在于:在上述溶解步骤中,对于由上述搅拌机产生的搅拌时间条件、上述搅拌叶片的周向速度条件、上述微粒原料溶液的温度条件所规定的搅拌能量,通过使上述条件中的至少1个变化而使其增减,通过上述搅拌能量的增减,控制上述析出步骤中得到的上述微粒的结晶度。
另外,其要点在于:在上述溶解步骤中,对于由上述搅拌机产生的搅拌时间条件、上述搅拌叶片的周向速度条件、上述微粒原料溶液的温度条件所规定的搅拌能量,通过使上述条件中的至少1个变化而使其增减,通过上述搅拌能量的增减,控制上述析出步骤中得到的上述微粒的晶型。
另外,在上述溶解步骤中,对于由上述搅拌机产生的搅拌时间条件、上述搅拌叶片的周向速度条件、上述微粒原料溶液的温度条件所规定的搅拌能量,通过使上述条件中的至少1个变化从而使其增减,通过上述搅拌能量的增减,可以控制上述析出步骤中得到的上述微粒的结晶度和晶型这两者来实施。
在此,对于搅拌能量,更详细地说明。
首先,搅拌机的动力P(每单位时间的作功量)用下述式(1)求出。
搅拌动力P[kw]=Np×ρ×n3×d5···式(1)
Np:动力系数(由实验数据算出的无量纲数。
例如,在后述的クレアミックス(エム·テクニック株式会社制造)的情况下为Np=0.95~1.05。
ρ:密度[kg/m3]
n:转速[rps]
d:转子直径[m]
接着,搅拌能量(即,为了搅拌而投入的能量)用搅拌动力与搅拌时间之积(搅拌动力P[kw]×搅拌时间t[s])表示,因此成为
搅拌能量=Np×ρ×n3×d5×t···式(2)。
进而,存在周向速度v=π×d×n的关系,因此上述的式(2)可如下所示改写。
搅拌能量=Np×(1/π3)×ρ×v3×d2×t···式(3)
在此,如果将原料溶液的处理量、收容了原料溶液的容器尺寸统一、使用同一搅拌机,则可以视为同一体系,由于转子直径d[m]成为一定,因此Np×(1/π3)×d2可以作为常数来处理。
就一般的液体而言,如果温度上升,则膨胀而体积增加,因此密度变小,如果温度降低,则收缩而体积减小,因此密度变大,因此原料溶液的密度由于温度而变化。即,原料溶液的密度依赖于温度。
因此,由式(3),搅拌能量由搅拌时间条件、搅拌叶片的周向速度条件、微粒原料溶液的温度条件而规定。
另外,对上述析出步骤中的上述微粒的析出方法并无特别限制,作为代表性的方法,可以例示酸糊化法、碱糊法、不良溶剂法。而且,可以如下实施:采用以上述例示的析出方法为代表的析出方法的析出步骤之前,增加上述溶解步骤中的上述搅拌能量,由此可以进行控制以使得相对于上述微粒的粒径的上述微粒的结晶度的比率上升。
另外,本发明可以如下实施:通过采用以上述例示的析出方法为代表的各种析出方法的析出步骤而使上述微粒析出,上述微粒具有多种晶型,将相对于多种晶型的结晶成分的特定晶型的结晶成分的比率设为特定晶型的构成比率,增加上述溶解步骤中的上述搅拌能量,由此可以进行控制以使得相对于上述微粒的粒径的上述特定晶型的构成比率的比率上升。
另外,本发明可以以上述微粒为颜料微粒来进行实施。
颜料微粒在涂料、印刷墨、调色剂、喷墨墨、滤色器等的非常广泛的领域中利用,特别地,作为实用上需要高功能的材料的领域之一,有图像传感器用滤色器、液晶显示器(以下记为LCD)用滤色器。对LCD用滤色器用颜料要求高的透射率特性,作为与透射率特性有关的指标,有“结晶度”、“特定晶型的构成比率”。通过控制这些指标,可以得到透射率高的颜料微粒。
另外,在喷墨墨、调色剂用颜料的情况下,要求色调、着色力、耐久性,作为对它们进行评价的指标,也有“结晶度”、“特定晶型的构成比率”。
作为一例,在2,9-二甲基喹吖啶酮(C.I.颜料红122)(以下记载为PR122)的晶型中存在α型结晶和β型结晶,通常两者混杂,β型结晶为稳定型,α型结晶为准稳定型。α型结晶所占的比率越高,带有卵黄色,需要根据目标的色调来分开制作晶型的比率。这样,将PR122中的α型结晶与β型结晶合计的结晶成分中α型结晶、或β型结晶所占的比例称为“特定晶型的构成比率”,其中将在PR122中的α型结晶与β型结晶合计的结晶成分中β型结晶所占的比例称为“β型结晶比率”。
另外,在PR122全体中,结晶成分与非晶质(无定形)混杂,将相对于结晶化的成分与非晶质合计的全体中结晶化了的成分所占的比例称为“结晶度”,通常结晶度越高,对于光、热、湿气等的耐久性提高,这是公知的。
即,需要:通过溶解步骤中的搅拌能量的增减来控制析出步骤中得到的微粒的结晶度,另外,通过溶解步骤中的搅拌能量的增减来控制析出步骤中得到的微粒的特定晶型的构成比率,由此就作为喷墨墨而使用的PR122微粒而言,根据目标的色调而分开制作“结晶度”高、且“α型结晶比率”和“β型结晶比率”。
另外,本发明可以以上述微粒为颜料微粒以外来进行实施,在作为医药品的吲哚美辛的情况下,通过溶解步骤中的搅拌能量的增减来控制析出步骤中得到的微粒的结晶度,另外,通过溶解步骤中的搅拌能量的增减来控制析出步骤中得到的微粒的特定晶型的构成比率,由此关于结晶度、晶型这样的性状/特性,可以得到所期望的吲哚美辛微粒。
吲哚美辛具有多种晶型,代表性地,有稳定型的γ型结晶、不稳定型的α型结晶、准稳定型的β型结晶。通常这些晶型混杂,γ型结晶所占的比率越高,为越稳定的特性。这样,将吲哚美辛中的γ型结晶、α型结晶和β型结晶合并的结晶成分中γ型结晶、α型结晶、或β型结晶所占的比例称为“特定晶型的构成比率”,其中将吲哚美辛中的γ型结晶、α型结晶和β型结晶合并的结晶成分中γ型结晶所占的比例称为“γ型结晶比率”。
如作为颜料的PR122、作为医药品的吲哚美辛那样,即使是用途不同的化合物,通过溶解步骤中的搅拌能量的增减,也能够控制析出步骤中得到的微粒的结晶度,另外,通过溶解步骤中的搅拌能量的增减,也能够控制析出步骤中得到的微粒的晶型,因此即使是其他物质,认为也显示同样的倾向。
本发明通过在溶解步骤中使作为物理的能量的搅拌能量增减,能够控制所谓溶解的状态,换言之,能够使微粒原料溶液的溶解状态变化,使簇形成状态变化,制备分子水平上的溶解状态或分子分散状态的微粒原料溶液,因此能够控制在作为其后的处理的析出步骤中得到的微粒的结晶度、晶型(在具有多种晶型的情况下,特定晶型的构成比率)。因此,在微粒原料溶液的调整中,即使构成化合物的物质的种类、化学的反应的种类变化,也不会受到特别影响,因此认为即使是PR122、吲哚美辛以外的其他物质,也显示同样的倾向。
另外,本发明在制造将粒径、结晶度及晶型设定为特定条件的微粒时,通过使上述溶解步骤中的上述周向速度条件和上述搅拌时间条件和上述温度条件中的1个条件(第1条件)变化、将其他2个条件(第2第3条件)固定,对于上述析出步骤中的上述微粒的粒径、结晶度及晶型中的至少1个确定满足上述特定条件的上述第1条件。通过一边维持确定了的上述第1条件一边使上述第2第3条件中的至少任一者变化,对于上述析出步骤中的上述微粒的粒径、结晶度及晶型中的与上述至少1个不同的剩余2个,通过确定上述第2第3条件中的至少任一个条件,可以制造粒径、结晶度及晶型满足上述特定条件的微粒而进行实施。
作为一例,在制造将粒径、结晶度及晶型设定为特定条件的微粒时,通过使上述溶解步骤中的上述搅拌叶片的周向速度条件变化,确定满足对于上述析出步骤中的上述微粒的粒径的上述特定条件的上述周向速度条件,一边维持确定了的上述周向速度条件一边使上述搅拌时间条件与上述温度条件的至少任一者变化,由此确定满足对于上述析出步骤中的上述微粒的结晶度及晶型的上述特定条件的上述搅拌时间条件和上述温度条件,由此制造粒径、结晶度及晶型满足上述特定条件的微粒而进行实施。
如果示出上述本发明的实施方式的简单的一例,可作为以下的微粒的制造方法来实施:使用至少2种被处理流动体,对于其中至少1种被处理流动体为上述微粒原料溶液,对于上述微粒原料溶液以外的被处理流动体中至少1种被处理流动体为上述析出用溶剂,具备对被处理流动体赋予压力的流体压赋予结构、具备上述至少2个处理用面中第1处理用面的第1处理用部、和具备上述至少2个处理用面中第2处理用面的第2处理用部,具备使这些处理用部相对进行旋转的旋转驱动机构,上述的各处理用面,构成上述的赋予了压力的被处理流动体流过的、被密封了的流路的一部分,上述第1处理用部和第2处理用部中至少第2处理用部具备受压面,且,该受压面的至少一部分由上述第2处理用面构成,该受压面,受到上述的流体压赋予结构赋予被处理流动体的压力而产生使其从第1处理用面向脱离第2处理用面的方向移动的力,在对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对进行旋转的第1处理用面和第2处理用面之间上述的被赋予了压力的被处理流动体通过,由此上述被处理流动体形成上述薄膜流体,在该薄膜流体中使微粒析出。
另外,如果示出上述本发明的实施方式的简单一例,可作为以下的微粒的制造方法来实施:上述被处理流动体中的至少任一种的流体一边形成上述薄膜流体一边通过上述两处理用面间,具备与上述至少任一种流体流动的流路独立的另外的导入路,上述第1处理用面和第2处理用面的至少任一方,具备至少一个与上述的导入路相通的开口部,将与上述至少任一种的流体不同的至少一种流体从上述开口部导入上述处理用面之间,在上述薄膜流体中混合上述的被处理流动体,在该薄膜流体中使微粒析出。
发明的效果
本发明可以控制微粒的结晶度、晶型,可以连续地制造控制了结晶度、晶型的微粒。
另外,就本发明而言,对于微粒原料溶液的制备,使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机来进行,此时,使规定搅拌能量的3个条件(搅拌时间、搅拌叶片的周向速度、微粒原料溶液的温度)中至少1个变化,由此通过使搅拌能量增减这样的简单的处理条件的改变,能够控制所谓溶解的状态,换言之,能够使微粒原料溶液的溶解状态变化,使簇形成状态变化,制备分子水平上的溶解状态或分子分散状态的微粒原料溶液,因此能够控制在其后的析出步骤中析出了的微粒的结晶度、晶型,关于结晶度、晶型这样的性状/特性,能够得到所期望的微粒。
进而,可以分开制作对应于目的的微粒。
附图说明
图1为本发明的实施方式涉及的流体处理装置的概略剖面图。
图2(A)为图1中所示的流体处理装置的第1处理用面的概略平面图,(B)为同装置的处理用面的主要部分放大图。
图3(A)为同装置的第2导入部的剖面图,(B)为用于说明同第2导入部的处理用面的主要部分放大图。
图4为本发明的实施方式涉及的具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机的正视图。
图5为同搅拌机的内部构造说明图。
图6为表示实施例1~3中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的结晶度/平均粒径和β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图7为表示实施例4~7中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径和β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图8为表示实施例8~11中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径和β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图9为表示实施例12~16中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径和β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图10为表示实施例8~11、实施例12、13、15、16中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化的坐标图。
图11为表示实施例8~11、实施例12、13、15、16中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图12为表示实施例17~22中相对于第2流体制备时的周向速度的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化的坐标图。
图13为表示实施例17~22中相对于第2流体制备时的周向速度的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图14为表示实施例23~31中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化的坐标图。
图15为表示实施例23~31中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图16为表示实施例23~31中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化的坐标图。
图17为表示实施例23~31中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图18为表示实施例32~40中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化的坐标图。
图19为表示实施例32~40中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图20为表示实施例32~40中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化的坐标图。
图21为表示实施例32~40中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图22为表示实施例41~49中相对于第2流体的制备时间的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径的变化的坐标图。
图23为表示实施例41~49中相对于第2流体的制备温度的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径的变化的坐标图。
图24为表示实施例41~49中相对于第2流体的制备时间的吲哚美辛微粒的γ型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
图25为表示实施例41~49中相对于第2流体的制备温度的吲哚美辛微粒γ型结晶比率/平均粒径的变化的坐标图。
具体实施方式
以下,对于本发明说明详细内容。但是,本发明的技术范围并不受下述实施方式及实施例限定。
作为本发明中的微粒的种类没有特别限定,作为一例可举出有机物、无机物、有机无机的复合物等。作为其它可举出有金属及/或非金属、它们的化合物等。作为金属及/或非金属的化合物没有特别限定,可举出一例时,可举出有金属或非金属的盐、氧化物、氢氧化物、氢氧化氧化物、氮化物、碳化物、络合物、有机盐、有机络合物、有机化合物或它们的水和物、有机溶剂化物等。虽然没有特别限定,但可举出金属或非金属的硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、甲酸盐及醋酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、次亚磷酸盐、氯化物、含氧酸盐及乙酰丙酮盐或它们的水和物、有机溶剂化物等。
本发明中,通过在对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面之间所形成的薄膜流体中进行用于使上述微粒析出、沉淀或晶析的不良溶剂法、氧化反应、还原反应等的反应,可以制作微粒。具体地,通过将作为目标的微粒的原料的微粒原料在溶剂中混合或溶解的微粒原料溶液、和用于从微粒原料溶液使微粒原料析出的析出溶剂导入对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面之间,在上述至少2个处理用面间所形成的薄膜流体中进行混合,使微粒析出。
作为本发明中的微粒原料,可使用与上述举出的微粒相同的原料。本发明中的微粒原料溶液,通过在溶剂中混合或溶解(以下,简称为溶解)至少1种微粒原料而得到。优选在溶剂中溶解或分子分散至少一种微粒原料来实施。
在使用颜料作为本发明中的微粒原料的情况下,并无特别限定,如果列举一例,可列举出有机颜料、无机颜料、有机无机复合颜料、The Society of Dyers and Colorists中注册的全部的颜料等。
作为本发明中的有机颜料,并无特别限定,如果列举一例,可列举出苝化合物颜料、苝酮化合物颜料、喹吖啶酮化合物颜料、喹吖啶酮醌化合物颜料、蒽醌化合物颜料、蒽垛蒽酮化合物颜料、苯并咪唑酮化合物颜料、双偶氮稠合化合物颜料、双偶氮化合物颜料、偶氮化合物颜料、阴丹酮化合物颜料、酞菁化合物颜料、三芳基碳鎓化合物颜料、二噁嗪化合物颜料、氨基蒽醌化合物颜料、硫靛化合物颜料、异吲哚满化合物颜料、异吲哚啉酮化合物颜料、皮蒽酮化合物颜料、异紫蒽酮化合物颜料、或这些的混合物。
作为本发明中的无机颜料,并无特别限定,如果列举一例,可列举出金属化合物等。并无特别限定,可列举出氧化铁红、黑色氧化铁、黄氧化铁系化合物、作为白色颜料的氧化钛、氧化锌、绀青、群青、氧化铬、氧化镁、氧化铝、氧化钙、氧化锆、镉或锌的硫化物、其他的无机着色颜料及全部无机化合物等全部的金属化合物。
作为用于溶解上述微粒原料的溶剂,例如可列举出水、有机溶剂、或由这些的多种组成的混合溶剂。作为上述水,可列举出自来水、离子交换水、纯水、超纯水、RO水等,作为有机溶剂,可列举出醇系溶剂、酰胺系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、芳香族系溶剂、二硫化碳、脂肪族系溶剂、腈系溶剂、亚砜系溶剂、卤素系溶剂、酯系溶剂、离子性液体、羧酸化合物、磺酸化合物等。上述的溶剂可以各自单独地使用,也可将多种以上混合使用。
另外,也可以在上述溶剂中将碱性物质或酸性物质混合或溶解来实施。作为碱性物质,可列举出氢氧化钠、氢氧化钾等的金属氢氧化物、甲醇钠、异丙醇钠这样的金属醇盐、以及三乙胺、2-二乙基氨基乙醇、二乙胺等的胺系化合物等。作为酸性物质,可列举出王水、盐酸、硝酸、发烟硝酸、硫酸、发烟硫酸等的无机酸、甲酸、乙酸、氯乙酸、二氯乙酸、草酸、三氟乙酸、三氯乙酸等的有机酸。这些碱性物质或酸性物质可以如上述那样与各种溶剂混合来实施,也可以各自单独地使用。
此外,也可以在上述溶剂中将氧化剂、还原剂混合或溶解来实施。作为氧化剂,并无特别限定,可列举出硝酸盐、次氯酸盐、高锰酸盐、过氧化物。作为还原剂,可列举出氢化铝锂、氢化硼钠、肼、肼的水合物、亚硫酸盐、金属的离子特别是过渡金属的离子(铁离子、钛离子等)等。
作为用于与上述微粒原料溶液混合而使微粒原料从上述微粒原料溶液析出的析出用溶剂,可以使用与上述的溶剂一样的溶剂。用于使上述微粒原料溶解的溶剂和使其析出的溶剂,可根据目标微粒来选择用于溶解的溶剂和用于使其析出的溶剂来实施。
本发明中,对于上述微粒原料溶液的制备,优选使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机来进行。具体地,使至少1种的微粒原料在溶剂中溶解来得到微粒原料溶液时,使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机。由此不仅当然能够抑制至今为止微粒原料溶液中的未溶解物成为原因的粗大粒子的产生,而且即使在将2种以上的分子、元素溶解的情况下也能够迅速地制作更为均匀的溶解状态的微粒原料溶液。
发明人推测:如果只是通过前处理简单地使微粒原料在溶剂中溶解,不能得到均匀的溶解状态,但使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机来进行微粒原料溶液的制备,由此能够得到形成了分子水平上的均匀的溶解状态或分子分散状态的微粒原料溶液,可以提高微粒原料溶液的溶解状态、簇形成状态。实际上,发明人进行了如下实验:一边反复进行试错一边改变搅拌机的各条件来制备微粒原料溶液,将制备的微粒原料溶液和析出溶剂导入对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面间,在上述至少2个处理用面间所形成的薄膜流体中进行混合,使微粒析出,结果在搅拌机的各条件的改变产生的搅拌能量的增减与微粒的粒径、结晶度、晶型之间发现了关系性,这是大的惊喜。在此,作为搅拌机的各条件,通过使采用搅拌机的搅拌时间、搅拌叶片的周向速度、微粒原料溶液的温度中的至少1个变化,使搅拌能量增减。
作为本发明的实施方式,可以例示各种实施方式,列举一例,在采用酸糊化法使微粒析出的情况下,通过使上述搅拌机的各条件的改变所引起的搅拌能量增加,可以以相对于析出了的微粒的粒径的结晶度的比率上升的方式来进行控制。
作为另一例,在通过酸糊化法使微粒析出的情况下,通过使上述搅拌机的各条件的改变所引起的搅拌能量增加,可以以相对于析出了的微粒的粒径的特定晶型的构成比率的比率上升的方式来进行控制。
作为又一例,在通过碱糊法使微粒析出的情况下,通过使上述搅拌机的各条件的改变所引起的搅拌能量增加,可以以相对于析出了的微粒的粒径的结晶度的比率上升的方式来进行控制。
进而另外作为又一例,在通过碱糊法使微粒析出的情况下,通过使上述搅拌机的各条件的改变所引起的搅拌能量增加,可以以相对于析出了的微粒的粒径的特定晶型的构成比率的比率上升的方式来进行控制。
使用一般的搅拌子进行长时间的搅拌混合,因具有微粒原料中含有的分子、离子等部分地分解等的问题,所以不予优选,但在本发明中并不限定使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机的搅拌时间。
本发明中的搅拌机只要是具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机,则并无特别限定,在一般的具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机中,可以说搅拌叶片的前端处的周向速度为1m/秒以上的情况为高速旋转。另外,对搅拌的方法并无特别限定,可以使用各种剪切式、摩擦式、高压喷射式、超声波式等的搅拌机、溶解机、乳化机、分散机、均化器等来实施。作为一例,可列举出ウルトラタラックス(IKA社制造)、TKホモミキサー(プライミクス株式会社制造)、TKホモミックラインフロー、フィルミックス(都为プライミクス株式会社制造)等连续式乳化机、クレアミックス(エム·テクニック株式会社制造)、クレアミックスディゾルバー(エム·テクニック株式会社制造)等间歇式或连续两用乳化机。此外,可使用超声波式的均化器、超声波清洗机、高压均化器等制备微粒原料溶液。
接着,具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机如前所述,可以使用各种方式的搅拌机,如果列举其一例,可以示出如下的搅拌机,其具有:具有形成了多个排出口的筛网的搅拌室和在该搅拌室内进行旋转的搅拌叶片,以搅拌叶片的前端相对于筛网的内面保持微小间隔来进行旋转的方式构成。筛网与搅拌叶片可相对地旋转,筛网可在搅拌叶片的旋转方向的反方向上进行旋转,也可固定而不旋转。
参照图4和图5对该方式涉及的搅拌机更详细地说明。
就该具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机而言,如图4中所示那样,贯通盖体102,被插入收容被处理流动体的收容槽101内。以下在图4及图5中,将搅拌叶片记为叶片107。
该具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机,如图5中所示那样,具有搅拌室103、支承该搅拌室103的支承筒104。在搅拌室103的内部收容有叶轮105。该叶轮105设置在旋转轴106的前端,将旋转轴106配置在支承筒104内部。相对于支承筒104及搅拌室103,旋转轴106及叶轮105在反方向进行旋转。支承筒104及旋转轴106的各自的基端连接至另外的旋转驱动手段(未图示)。
搅拌室103具有设置在支承筒104的前端的壳体121、和设置在壳体121的前端侧的筛网122。在壳体121中形成吸入口123,在筛网122中形成了排出口125。通过叶轮105的旋转,被处理流动体从该吸入口123被导入搅拌室103内,分散、溶解等的处理后,被处理流动体从上述排出口125被排出到外部。应予说明,也可将排出口125作为吸入口、将吸入口123作为排出口来实施。为了将筛网122的内部与壳体121的内部区分,也可以设置隔板124,也可以不设置而实施。
特别地,叶轮105的叶片107的前端与筛网122的内壁保持微小的间隔而沿着筛网122的内壁。该微小的间隔优选设定为约0.2~2mm,在该微小的间隙中对于被处理流动体施加大的剪切力,且通过叶轮105的旋转对被处理流动体给予运动能量,在叶片107的旋转方向的前方,被处理流动体的压力升高,通过该高压的被处理流动体通过排出口125,进一步被加速,一边形成断续射流一边被排出到筛网122的外部。另一方面,在叶片107的旋转方向的后方形成负压,在叶片107刚通过了排出口125后被处理流动体从排出口125被抽吸到筛网122的内部。通过该被处理流动体的正反的流动,在被处理流动体彼此之间产生剪切力。
上述的作用通过使具有筛网122的搅拌室103与叶轮105相对地旋转而实现。具体地,通过在静止状态的搅拌室103的内部使作为搅拌叶片的叶片107旋转而得到。另外,如上述的例子那样,通过使搅拌室103与叶轮105相互地在反方向旋转,也可以以使排出口125在与叶轮105的旋转方向相反的方向旋转而实施。由此可以提高两者间的相对的转速,可以进一步提高被处理流动体的剪切处理能力。
本发明并不限定于此,也可以将具有排出口125的筛网122取下,只设置具有吸入口123的壳体121,使其旋转。通过取下筛网122,可以在不对被处理流动体给予剪切力地进行气蚀控制,且以短时间完成被处理流动体的溶解。但是,在壳体121的前端侧设置筛网122,由于产生断续射流,因此优选。叶轮105与筛网122,通过相对地进行旋转,在含有排出口125的筛网122的内壁与叶片107的前端之间的微小的间隙中进行被处理流动体的剪切,且经过排出口125将被处理流动体作为断续射流从筛网122的内侧排出到外侧。发明人推测:在微粒原料溶液的制备时,断续射流对微粒原料在溶剂中的溶解有效地发挥作用,微粒原料溶液形成分子水平的溶解状态或分子分散状态。
这样,由于设于搅拌室103的吸入口123及排出口125一方或双方旋转,因此相对于搅拌室103的外部的被处理流动体,依次改变被处理流动体的吸入或排出或其双方的位置,可以防止由循环而疏远了的被处理流动体的产生。需要说明的是,也可以不设搅拌室103来实施、仅使叶轮105露出而使其旋转。
为了在收容槽101整个全区域可靠地进行被处理流动体的循环,也可以设有沿着支承筒104的纵向螺旋状地进行卷绕的导入翼片131。该导入翼片131与支承筒104一体旋转,由此位于收容槽101内上方的被处理流动体沿着支承筒104外周而下降,被导入吸入口123。另外,也可设有与上述导入翼片131逆向卷绕的循环翼片132。该循环翼片132配置于导入翼片131的外侧,使从排出口125排出了的被处理流动体向收容槽101的上方循环。
应予说明,图4及图5中所示的搅拌机已作为上述的クレアミックス(エム·テクニック株式会社制造)而制品化。另外,也可使用从上述的クレアミックス(エム·テクニック株式会社制造)将筛网取下了的クレアミックスディゾルバー(エム·テクニック株式会社制造)。
如上述,在一般的搅拌机中,可以说搅拌叶片的前端处的周向速度为1m/秒以上的情况为高速旋转,但在上述的クレアミックス、クレアミックスディゾルバー中,为了得到良好的搅拌状态,希望进行搅拌叶片的前端处的周向速度为31.42m/秒以上的高速旋转。
在叶轮105的叶片107可以是在横断面(与旋转轴106的轴方向正交的剖面)中从叶轮105的中心放射状地以一定的宽直线状地伸长的叶片,也可以是随着向外侧逐渐地宽度变宽的叶片,还可以是一边弯曲一边向外侧伸长的叶片。另外,在旋转轴106的轴方向,这些叶片107可以是沿着旋转轴106的含有旋转轴的平面、以直线状伸长的叶片,也可以是螺旋状等在上下方向弯曲地伸长的叶片。
另外,叶轮105的叶片107的最大外径可以根据实施方式而适当地设定。
另外,排出口125示出了在旋转轴106的轴方向(图的例子中上下方向)上直线状地伸长的情况,但也可以为螺旋状等弯曲而伸长的情况。另外,排出口125的形状未必为细长的空间,也可以是多边形、圆形、楕圆形等。另外,在周向以等间隔形成了多个排出口125,也可以将间隔错开而形成,并不妨碍设置多种的形状、大小的排出口125。
另外,本发明并不限定于使用上述的クレアミックス、クレアミックスディゾルバー,也可以使用一般的具有搅拌叶片的搅拌机来实施。此时,对将微粒原料在溶剂中溶解时的搅拌叶片的周向速度并无特别限定,优选为1m/sec以上。可以根据溶剂的粘度、温度、或进行溶解的微粒原料的浓度而适当地区别使用。
本发明中,所谓搅拌叶片的周向速度,意味着搅拌叶片的最大外径部处的移动速度,具体地,由以下的式算出。
周向速度v[m/s]=rω=2×π×r[m]×f[rpm]/60
其中,r表示搅拌叶片的最大半径,ω表示角速度,f表示搅拌叶片的每单位时间的转速,π表示圆周率。
在上述的说明中,对于使用同一搅拌机而使其的各条件(搅拌时间、搅拌叶片的周向速度、微粒原料溶液的温度)变化来使搅拌能量增减进行了记载,但如果能够得到形成分子水平上的溶解状态或分子分散状态的微粒原料溶液、可以控制通过微粒原料溶液与析出溶剂的薄膜流体中的混合而析出了的微粒的性状/特性,则可以使用多个装置而使上述的各条件变化来使搅拌能量增减。
另外,如果能够得到形成分子水平上的溶解状态或分子分散状态的微粒原料溶液,则也可以使搅拌机的其他条件变化来实施。例如,通过改变图4及图5的叶轮105的叶片107的形状与筛网122的排出口125的形状的组合,也能够得到形成分子水平上的溶解状态或分子分散状态的微粒原料溶液。更详细地说,分别使用(A)随着远离旋转轴106、在旋转轴106的旋转方向的反方向弯曲伸长的叶片107或(B)在旋转轴的半径方向直线状地伸长的叶片107、(C)1mm宽的排出口125为24个的筛网122或(D)2mm宽的排出口125为24个的筛网122,改变其组合,由此也可以得到形成分子水平上的溶解状态或分子分散状态的微粒原料溶液,然后,可以控制通过微粒原料溶液与析出溶剂的在薄膜流体中的混合而析出了的微粒的性状/特性。
就上述的组合而言,在微粒原料溶液为高浓度的情况下,如果采用(A)(D)的组合,则认为溶液的搅拌效果提高,可以提高分子、离子的溶解性、分散性。
以下,使用附图对在上述的、对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对进行旋转的至少2个处理用面间使微粒析出的装置的实施方式进行说明。
图1~图3所示的流体处理装置,与专利文献3记载的装置相同,所述装置为如下装置:在可接近和/或分离的至少一方相对于另一方相对地进行旋转的处理用部中的处理用面之间处理被处理物,即,将被处理流动体中的作为第1被处理流动体的第1流体导入处理用面间,从与导入了上述第1流体的流路独立、具备与处理用面间的开口部相通的其它流路将被处理流动体中的第2被处理流动体即第2流体导入处理用面间,在处理用面间将上述第1流体和第2流体进行混合·搅拌来进行处理。需要说明的是,在图1中,U表示上方,S表示下方,在本发明中,上下前后左右仅限于表示相对的位置关系,并不特定绝对的位置。在图2(A)、图3(B)中,R表示旋转方向。在图3(B)中,C表示离心力方向(半径方向)。
该装置为如下装置:使用至少2种流体,对于其中至少1种流体,包含至少1种被处理物,具备可接近和/或分离的相互对向配设的至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面,在这些处理用面之间使上述各流体汇合而形成薄膜流体,在该薄膜流体中处理上述被处理物。该装置如上所述,可以处理多个被处理流动体,但也可以处理单一的被处理流动体。
该流体处理装置具备对向的第1及第2的2个处理用部10、20,至少一方处理用部进行旋转。两处理用部10、20的对向的面分别成为处理用面。第1处理用部10具备第1处理用面1,第2处理用部20具备第2处理用面2。
两处理用面1、2与被处理流动体的流路连接,构成被处理流动体的流路的一部分。该两处理用面1、2间的间隔可以适宜改变进行实施,通常调整为1mm以下,例如0.1μm~50μm左右的微小间隔。由此,通过该两处理用面1、2间的被处理流动体,成为由两处理用面1、2所强制的强制薄膜流体。
在使用该装置处理多个被处理流动体的情况下,该装置与第1被处理流动体的流路连接,形成该第1被处理流动体的流路的一部分,同时,形成与第1被处理流动体不同的第2被处理流动体的流路的一部分。而且,该装置进行如下流体的处理:使两流路合流,在处理用面1、2间,混合两被处理流动体,使其反应等。需要说明的是,在此,“处理”并不限于被处理物反应的方式,也包含不伴随反应而仅进行混合·分散的方式。
具体地进行说明时,具备:保持上述第1处理用部10的第1托架11、保持第2处理用部20的第2托架21、接面压力赋予机构、旋转驱动机构、第1导入部d1、第2导入部d2和流体压力赋予机构p。
如图2(A)所示,在该实施方式中,第1处理用部10为环状体,更详细而言,其为圈状的圆盘。另外,第2处理用部20也为环状的圈状的圆盘。第1、第2处理用部10、20的材质除金属之外,可以采用对陶瓷或烧结金属、耐磨耗钢、蓝宝石、其它金属实施有固化处理的材料或将硬质材料实施有加衬或涂层、镀敷等的材料。在该实施方式中,两处理用部10、20,相互对向的第1、第2处理用面1、2的至少一部分被行镜面研磨。
该镜面研磨的面粗糙度没有特别限定,优选设为Ra0.01~1.0μm,更优选为Ra0.03~0.3μm。
至少一方的托架可以用电动机等旋转驱动机构(无图示)相对于另一方的托架相对地进行旋转。图1的50表示旋转驱动机构的旋转轴,在该例中,该旋转轴50上所安装的第1托架11进行旋转,该第1托架11上所支承的第1处理用部10相对于第2处理用部20进行旋转。当然,可以使第2处理用部20旋转,也可以使两者旋转。另外,在该例中,将第1、第2托架11、21,使第1、第2处理用部10、20相对于该第1、第2托架11、21旋转也是可以的。
第1处理用部10和第2处理用部20至少任一方可与至少任意另一方接近和/或分离,两处理用面1、2可接近和/或分离。
在该实施方式中,第2处理用部20相对于第1处理用部10接近和/或分离,在设置于第2托架21的收容部41中可以可出没地收容第2处理用部20。但是,相反地,可以第1处理用部10可相对于第2处理用部20接近和/或分离,也可以两处理用部10、20相互接近和/或分离。
该收容部41为第2处理用部20的主要收容与处理用面2侧相反侧的部位的凹部,从平面看,其为呈现圆的即形成为环状的槽。该收容部41具有可以可使第2处理用部20旋转的充分的间隙,收容第2处理用部20。需要说明的是,第2处理用部20以在轴方向可以仅进行平行移动的方式配置,通过增大上述间隙,第2处理用部20也可以以消除与上述收容部41的轴方向平行的关系的方式使处理用部20的中心线相对于收容部41倾斜而位移,进而,可以以第2处理用部20的中心线和收容部41的中心线在半径方向偏离的方式进行位移。
这样,希望通过3维且可以位移地保持的浮动机构来保持第2处理用部20。
上述被处理流动体,在通过由各种泵、位置能量等构成的流体压力赋予机构p赋予压力的状态下,从成为流体流动的流路的第1导入部d1和第2导入部d2导入两处理用面1、2间。在该实施方式中,第1导入部d1为设置在环状的第2托架21的中央的流体的通路,其一端从环状的两处理用部10、20的内侧被导入两处理用面1、2间。第2导入部d2向处理用面1、2供给第1被处理流动体和进行反应的第2被处理流动体。在该实施方式中,第2导入部d2为设置于第2处理用部20的内部的流体的通路,其一端在第2处理用面2上开口。通过流体压力赋予机构p所加压的第1被处理流动体从第1导入部d1被导入两处理用部10、20的内侧的空间,通过第1处理用面1和第2处理用面2之间,在两处理用部10、20的外侧穿过。在这些处理用面1、2间,从第2导入部d2供给通过流体压力赋予机构p所加压的第2被处理流动体,与第1被处理流动体合流,进行混合、搅拌、乳化、分散、反应、晶出、晶析、析出等各种流体处理,从两处理用面1、2排出至两处理用部10、20的外侧。需要说明的是,也可以通过减压泵使两处理用部10、20的外侧的环境为负压。
上述接面压力赋予机构将作用于使第1处理用面1和第2处理用面2接近的方向的力赋予处理用部。在该实施方式中,接面压力赋予机构设置在第2托架21上,将第2处理用部20向第1处理用部10赋能。
上述接面压力赋予机构,第1处理用部10的第1处理用面1和第2处理用部20的第2处理用面2压在进行接近的方向,通过与使该接面压力和流体压力等两处理用面1、2间分离的力的均衡,产生具有nm单位至μm单位的微小的膜厚的薄膜流体。换言之,通过上述力的均衡,将两处理用面1、2间的间隔保持在规定的微小间隔。
在图1所示的实施方式中,接面压力赋予机构配位于上述收容部41和第2处理用部20之间。具体而言,由向将第2处理用部20靠近于第1处理用部10的方向赋能的弹簧43和导入空气、油等赋能用流体的赋能用流体的导入部44构成,通过弹簧43和上述赋能用流体的流体压力赋予上述接面压力。该弹簧43和上述赋能用流体的流体压力赋予任一方即可,可以为磁力或重力等其它的力。抵抗该接面压力赋予机构的赋能,由于通过流体压力赋予机构p所加压的被处理流动体的压力、粘性等产生的分离力,第2处理用部20远离第1处理用部10,在两处理用面间打开微小的间隔。这样,利用该接面压力和分离力的平衡,以μm单位的精度设定第1处理用面1和第2处理用面2,进行两处理用面1、2间的微小间隔的设定。作为上述分离力,可以举出被处理流动体的流体压或粘性和处理用部的旋转形成的离心力、对赋能用流体导入部44施加负压时的该负压、将弹簧43制成抗张弹簧时的弹簧的力等。该接面压力赋予机构不是第2处理用部20,可以设置于第1处理用部10,也可以设置于两者。
对上述分离力进行具体说明时,第2处理用部20与上述第2处理用面2同时具备位于第2处理用面2的内侧(即,被处理流动体向第1处理用面1和第2处理用面2之间的进入口侧)而与该第2处理用面2邻接的分离用调整面23。在该例中,分离用调整面23作为倾斜面被实施,但也可以为水平面。被处理流动体的压力作用于分离用调整面23,产生使第2处理用部20从第1处理用部10分离的方向的力。因此,用于产生分离力的受压面成为第2处理用面2和分离用调整面23。
进而,在该图1的例中,在第2处理用部20中形成有近接用调整面24。该近接用调整面24,为与分离用调整面23在轴方向上相反侧的面(在图1中为上方的面),被处理流动体的压力发生作用,产生使第2处理用部20向第1处理用部10接近的方向的力。
需要说明的是,作用于第2处理用面2及分离用调整面23的被处理流动体的压力、即流体压,可理解为构成机械密封中的开启力的力。投影于与处理用面1、2的接近和/或分离的方向、即第2处理用部20的出没方向(在图1中为轴方向)正交的假想平面上的近接用调整面24的投影面积A1和投影于该假想平面上的第2处理用部20的第2处理用面2及分离用调整面23的投影面积的合计面积A2的面积比A1/A2被称为平衡比K,上述开启力的调整上是重要的。对该开启力而言,可以通过改变上述平衡线、即近接用调整面24的面积A1,通过被处理流动体的压力、即流体压进行调整。
滑动面的实面压P、即接面压力中的流体压产生的压力用下式进行计算。
P=P1×(K-k)+Ps
在此,P1表示被处理流动体的压力即流体压,K表示上述平衡比,k表示开启力系数,Ps表示弹簧及背压力。
通过利用该平衡线的调整调整滑动面的实面压P而使处理用面1、2间为所期望的微小间隙量,形成被处理流动体产生的流动体膜,将生成物等被处理了的被处理物制成微细,另外,进行均匀的反应处理。
需要说明的是,省略图示,也可以将近接用调整面24形成具有比分离用调整面23还大的面积的面进行实施。
被处理流动体成为通过保持上述微小的间隙的两处理用面1、2而被强制的薄膜流体,移动至环状的两处理用面1、2的外侧。但是,由于第1处理用部10旋转,因此,所混合的被处理流动体不会从环状的两处理用面1、2的内侧向外侧直线地移动,向环状的半径方向的移动向量和向周向的移动向量的合成向量作用于被处理流动体,从内侧向外侧大致漩涡状地移动。
需要说明的是,旋转轴50并不限定于垂直配置的旋转轴,可以为在水平方向配位的旋转轴,也可以为倾斜配位的旋转轴。这是因为被处理流动体以两处理用面1、2间的微细的间隔进行处理,实质上可以排除重力的影响。另外,该接面压力赋予机构通过与可位移地保持上述第2处理用部20的浮动机构并用,也作为微振动、旋转对准的缓冲机构起作用。
第1、第2处理用部10、20可以将其至少任一方进行冷却或加热而调整其温度,在图1中,图示有在第1、第2处理用部10、20上设有温调机构(温度调整机构)J1,J2的例子。另外,可以将所导入的被处理流动体进行冷却或加热而调整其温度。这些温度也可以用于所处理的被处理物的析出,另外,也可以为了在第1、第2处理用面1、2间的被处理流动体上产生贝纳尔对流或马朗格尼对流而设定。
如图2所示,可以在第1处理用部10的第1处理用面1上形成从第1处理用部10的中心侧向外侧、即在径方向伸长的槽状的凹部13而实施。该凹部13的平面形状,如图2(B)所示,可以为将第1处理用面1上弯曲或漩涡状地伸长而成的形状或没有图示,也可以为笔直地向外方向伸长的形状、L字状等地屈曲或弯曲而成的形状、连续而成形状、断续而成的形状、分支而成的形状。另外,该凹部13也可作为形成于第2处理用面2而实施,也可作为形成于第1及第2处理用面1、2的两者而实施。通过形成这样的凹部13可得到微泵效果,具有可在第1及第2处理用面1、2间抽吸被处理流动体的效果期望。
该凹部13的基端达到第1处理用部10的内周。该凹部13的前端朝向第1处理用部面1的外周面侧而延伸,其深度(横截面积)随着从基端朝向前端,逐渐减少。
在该凹部13的前端和第1处理用面1的外周面之间设置有没有凹部13的平坦面16。
在第2处理用面2上设有上述第2导入部d2的开口部d20的情况下,优选设置于与对向的上述第1处理用面1的平坦面16对向的位置。
该开口部d20,优选设置在比第1处理用面1的凹部13更靠下游侧(在该例子中为外侧)。特别是优选设置在与通过微泵效果导入时的流动方向变换为在处理用面间形成的螺旋状层流的流动方向的点相比外径侧的与平坦面16对向的位置。具体而言,在图2(B)中,优选将至径向的距离n设为距在第1处理用面1上设置的凹部13的最外侧的位置的约0.5mm以上。特别是在从流体中使微粒析出的情况下,优选在层流条件下进行多种被处理流动体的混合和微粒的析出。
开口部d20的形状也可以如图2(B)、图3(B)中所示那样为圆形状,虽然为未图示、但也可以为环状圆盘的将处理用面2的中央的开口卷取的同心圆状的圆环形状。另外,使开口部为圆环形状的情况下,其圆环形状的开口部可以为连续,也可以为不连续。
如果将圆环形状的开口部d20设置成将处理用面2的中央的开口卷取的同心圆状,则将第2流体导入处理用面1、2间时可以在圆周向在同一条件下实施,因此想要大量生产微粒的情况下,优选使开口部的形状为同心圆状的圆环形状。
该第2导入部d2可以具有方向性。例如,如图3(A)中所示,来自上述第2处理用面2的开口部d20的导入方向相对于第2处理用面2以规定的仰角(θ1)倾斜。该仰角(θ1)设为超过0度且小于90度,进而,在反应速度快的反应的情况下,优选以1度以上且45度以下设置。
另外,如图3(B)所示,来自上述第2处理用面2的开口部d20的导入方向在沿上述第2处理用面2的平面上具有方向性。该第2流体的导入方向在处理用面的半径方向的成分中为远离中心的外方向,且在相对于进行了旋转的处理用面间中的流体的旋转方向的成分中为正向。换言之,以通过开口部d20的半径方向即外方向的线段为基准线g,具有从该基准线g向旋转方向R的规定的角度(θ2)。关于该角度(θ2),也优选设为超过0度且低于90度。
该角度(θ2)可以根据流体的种类、反应速度、粘度、处理用面的旋转速度等各种的条件进行改变而实施。另外,也可以在第2导入部d2中完全不具有方向性。
上述被处理流动体的种类和其流路的数在图1的例中设为2个,但可以为1个,也可以为3个以上。在图1的例中,从第2导入部d2在处理用面1、2间导入第2流体,该导入部可以设置于第1处理用部10,也可以设置于两者。另外,可以对一种被处理流动体准备多个导入部。另外,对设置于各处理用部的导入用的开口部而言,其形状或大小或数量没有特别限制,可以适宜改变而实施。另外,可以就在上述第1及第2处理用面间1、2之前或更上游侧设置导入用的开口部。
需要说明的是,可以在处理用面1、2间进行上述反应即可,因此,可以与上述相反地从第1导入部d1导入第2流体,从第2导入部d2导入包含第1流体的溶液。即,各溶剂中的第1、第2的表述只不过具有多种存在的溶剂的第n个这样的用于识别的意思,也可存在第3以上的流体。
在上述装置中,如析出·沉淀或结晶化这样的处理,如图1中所示,在可接近和/或分离地相互对向配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2之间一边强制地均匀混合一边产生。被处理了的被处理物的粒径、单分散度,可通过适当调整处理用部10、20的转速、流速、处理用面1,2间的距离、被处理流动体的原料浓度或被处理流动体的溶剂种类等来控制。
以下,对使用上述的装置进行的微粒的制造方法的具体方式进行说明。
上述的装置中,将使至少1种微粒原料在溶剂中溶解了的微粒原料溶液和至少1种析出溶剂导入对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面之间,在至少2个处理用面间所形成的薄膜流体中进行混合,使微粒析出。此时,使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机来进行微粒原料溶液的制备,使规定搅拌能量的3个条件(搅拌时间、搅拌叶片的周向速度、微粒原料溶液的温度)中的至少1个变化,由此使搅拌能量增减。
上述的微粒的析出反应,在本申请图1中所示的装置的、可接近和/或分离相互对向配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间强制一边均匀混合一边产生。
首先,从一个流路即第1导入部d1将作为第1流体的至少1种析出用溶剂导入可接近和/或分离地相互对向配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间,在该处理用面间形成由第1流体构成的薄膜流体即第1流体膜。
接着从另一流路即第2导入部d2将作为第2流体的在溶剂中溶解了至少1种微粒原料的微粒原料溶液直接导入在上述处理用面1、2间形成的第1流体膜。
如上述,通过被处理流动体的供给压和再进行旋转的处理用面之施加间的压力的压力平衡,可以在固定了距离的处理用面1、2间混合第1流体和第2流体、进行微粒的析出反应。
需要说明的是,只要在处理用面1,2间可以进行上述反应即可,因此,也可以与上述相反,从第1导入部d1导入第2流体,从第2导入部d2导入第1流体。即,各流体的第1、第2的表达只不过是存在多数的流体的第n个的这种具有用于识别的意思,也可以存在第3以上的流体。
如上述,在处理装置中,除第1导入部d1、第2导入部d2以外,也可以设有第3导入部d3,该情况下,例如可从各导入部将第1流体、第2流体、与第1流体及第2流体不同的第3流体分别各自导入处理装置。然后,可以个别地管理各溶液的浓度及压力,可以更精密地控制析出反应。另外,导入各导入部的被处理流动体(第1流体~第3流体)的组合可以任意设定。设有第4以上的导入部的情况也同样,这样可以将导入处理装置的流体细分化。
进而,也可以控制第1、第2流体等的被处理流动体的温度,或控制第1流体和第2流体等的温度差(即,供给的各被处理流动体的温度差)。为了控制供给的各被处理流动体的温度、温度差,测定各被处理流动体的温度(就要导入处理装置、更详细地说处理用面1、2间前的温度),也可以附加进行导入处理用面1,2间的各被处理流动体的加热或冷却的机构来实施。
接着所述的颜料微粒的析出反应在可接近和/或分离地相互对向地配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2之间一边强制地均匀混合一边发生。颜料微粒的粒径、单分散度的控制、以及晶型的种类可以通过改变处理用部10、20的转速、流速及处理用面间的距离、原料浓度等而调节。这点在日本专利4691698等中如本申请申请人已指出那样,本申请申请人以析出步骤为重点、通过调整转速、流速、处理用面间的距离,致力于具有目标的物性、性能的微粒的制造。但是,认识到通过溶解步骤的调整、特别是通过搅拌能量的增减来调整送入析出步骤的流体的溶解的状态,可以控制析出步骤中得到的微粒的结晶度、晶型,完成了本发明。由此,通过在将析出步骤的条件固定的状态下只改变溶解步骤的条件,可以使微粒的结晶度、晶型变化,得到目标的微粒的性状、性能,通过使溶解步骤和析出步骤这两者的条件,可以更动态地改变目标的微粒的性状、性能。
对于颜料微粒的析出反应,可以使用将颜料原末溶解于硫酸、硝酸、盐酸等的强酸中,将调整了的颜料酸性溶液与水或含有有机溶剂的溶液混合而得到颜料微粒的酸糊化法;将颜料原末溶解于碱溶液中、将调整了的颜料碱溶液与水或含有有机溶剂的溶液混合而得到颜料微粒的碱糊法、再沉法(再沈法)、pH调整法、不良溶剂法等的各种液相法。
这些析出反应例如可以采用专利文献3中记载的、以往公知的方法来实施。
在以下对使用上述装置而生成颜料微粒的反应更详细地进行说明。
(酸糊化法)
将上述装置用于酸糊化法的情况下,首先,从作为一个流路的第1导入部d1将作为第1流体的水或含有有机溶剂的溶液导入可接近和/或分离地相互对向地配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间,在该处理用面1、2间形成由第1流体构成的薄膜流体。
接着,从作为另一流路的第2导入部d2,将作为第2流体的含有溶解有作为反应物的颜料物质的酸的流体(颜料酸性溶液)直接导入由上述第1流体构成的薄膜流体。
如上述那样,在通过流体的供给压与在进行旋转的处理用面之间施加的压力的压力平衡而将距离固定了的处理用面1、2间,第1流体与第2流体维持着超薄膜状态下瞬间地被混合,可以进行颜料微粒生成的反应。
应予说明,由于只要在处理用面1、2间可以进行上述反应即可,因此也可以与上述相反,从第1导入部d1导入第2流体、从第2导入部d2导入第1流体。即,各溶剂中的第1、第2的表达只不过具有为多个存在的溶剂的第n号这样的用于识别的含义,也可存在第3以上的溶剂。
第1流体如上述,是水、或含有有机溶剂的溶液。作为水,优选离子交换水、纯水、或蒸馏水等的精制的水。另外,可使用使水、或含有有机溶剂的溶液为碱性的碱溶液,再使上述水、或含有有机溶剂的溶液为碱性的情况下,作为例子可以使用氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液等。也可使用甲醇、乙醇、丙醇。
作为第2流体中使用的酸,只要显示对于颜料的溶解性则没有问题,并无特别限定,在例如酸性水溶液的情况下,可以使用硫酸、盐酸、硝酸、三氟乙酸。优选地,可以使用强酸、特别是95%以上的浓硫酸。
进而,在第1流体或第2流体中,为了颜料的晶型的控制、颜料的品质控制等的目的也可以混合有机溶剂。作为有机溶剂,可以使用公知的有机溶剂。另外,在有机溶剂以外,可含有嵌段共聚物、高分子聚合物、表面活性剂等的分散剂。
(再沉法)
接着,将上述装置用于再沉法的情况下,首先,从作为一个流路的第1导入部d1,将作为第1流体相对于颜料成为不良溶剂、与后述溶剂为相容性的溶剂导入可接近和/或分离地相互对向地配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间,在该处理用面1、2间形成由第1流体构成的薄膜流体。
接着,从作为另一流路的第2导入部d2,将作为第2流体的含有溶解有颜料物质的有机溶剂的流体直接导入由上述第1流体构成的薄膜流体。
如上述那样,在通过流体的供给压与在处理用面1、2之间施加的压力的压力平衡而将距离固定了的处理用面1、2间,第1流体与第2流体维持着超薄膜状态下瞬间地被混合,可以进行颜料微粒生成的反应。
应予说明,由于只要在处理用面1、2间可以进行上述反应即可,因此也可以与上述相反,从第1导入部d1导入第2流体,从第2导入部d2导入第1流体。即,各溶剂中的第1、第2的表达只不过具有为多个存在的溶剂的第n号这样的用于识别的含义,也可存在第3以上的溶剂。
作为第1流体,如上述,只要对于颜料为不良溶剂、与溶解形成第2流体的颜料的溶剂为相容性,则并无特别限定,优选选自水、醇系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、芳香族系溶剂、二硫化碳、脂肪族系溶剂、腈系溶剂、亚砜系溶剂、卤素系溶剂、酯系溶剂、离子性液体、或这些2种以上的混合溶剂中。
作为第2流体中使用的有机溶剂,只要显示对于颜料的溶解性,则没有问题,并无特别限定,优选地可以使用1-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、2-吡咯烷酮、ε-己内酰胺、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、六甲基磷酸三酰胺这样的酰胺系溶剂。
进而,在第1流体或第2流体中可含有嵌段共聚物、高分子聚合物、表面活性剂等的分散剂。
(pH调整法)
接着,将上述装置用于pH调整法的情况下,首先,从作为一个流路的第1导入部d1将作为第1流体的使pH变化的颜料析出用溶液导入上述的进行旋转的处理用面1、2间,在该处理用面间形成由第1流体构成的薄膜流体。
接着,从作为另一流路的第2导入部d2,将作为第2流体的、在为酸性或碱性的pH调整溶液或上述pH调整溶液与有机溶剂的混合溶液的任一个中溶解了至少1种颜料的颜料溶液直接导入由上述第1流体构成的薄膜流体。
如上述,在通过流体的供给压与在进行旋转的处理用面1、2之间施加的压力的压力平衡而将距离控制了的处理用面1、2间,第1流体与第2流体维持着超薄膜状态下瞬间地被混合,可以进行颜料微粒生成的反应。
具体地,例如,通过将在某种有机溶剂中几乎不溶解的有机颜料加入到在上述的有机溶剂中加入了碱的物质的碱性的溶液中而使其溶解,制成有机颜料溶液(第2流体),通过将该有机颜料溶液加入到使用了水、或者其他有机溶剂、或者不含上述碱的物质的有机溶剂、或者含有酸的溶剂的颜料析出用溶液(第1流体)中有机颜料溶液的pH变化,可以在处理用面1、2间进行颜料析出的反应。这种情况下,加入的酸和碱可以根据颜料种类来选择为了将颜料溶解而加入或者为了使其析出而加入。
应予说明,由于只要在处理用面1、2间可以进行上述反应即可,因此也可以与上述相反,从第1导入部d1导入第2流体,从第2导入部d2导入第1流体。即,各流体中的第1、第2的表达只不过具有为多个存在的流体的第n号这样的用于识别的含义,也可存在第3以上的流体。
形成为第1流体的颜料析出用溶液如上述,是可以使上述颜料溶液的pH变化的溶液,只要对以析出为目的的颜料不显示溶解性、或者、与形成为第2流体的颜料溶液中所含的溶剂相比相对于颜料的溶解性小,则并无特别限定,由水或有机溶剂、或者它们的混合物构成。作为水,优选离子交换水、纯水、或蒸馏水等精制了的水。作为有机溶剂,并无特别限定,可列举出以甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇为代表的一元醇系溶剂、以乙二醇、丙二醇、二甘醇、聚乙二醇、硫二甘醇、二硫代二甘醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2,6-己三醇、炔属二醇衍生物、甘油、或三羟甲基丙烷等为代表的多元醇系溶剂、1-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、2-吡咯烷酮、ε-己内酰胺、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、六甲基磷酸三酰胺、脲、或四甲基脲等这样的酰胺系溶剂、以及乙二醇单甲基(或乙基)醚、二甘醇单甲基(或乙基)醚、或三甘醇单乙基(或丁基)醚等多元醇的低级单烷基醚系溶剂、乙二醇二甲基醚(乙二醇二甲醚)、二甘醇二甲基醚(二甘醇二甲醚)、或三甘醇二甲基醚(三甘醇二甲醚)等聚醚系溶剂、环丁砜、二甲基亚砜、或3-环丁烯砜等含硫系溶剂、双丙酮醇、二乙醇胺等多官能系溶剂、乙酸、马来酸、二十二碳六烯酸、三氯乙酸、或三氟乙酸等羧酸系溶剂、甲磺酸、或三氟磺酸等磺酸系溶剂、苯、甲苯、二甲苯等苯系溶剂等。
进而,也可以作为在溶剂中加入了作为酸或碱的pH调整物质的、为酸性或碱性的pH调整溶液来实施。对这种情况的pH调整物质并无特别限定,在碱的情况下,为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、或氢氧化钡等的无机碱、或三烷基胺、二氮杂双环十一碳烯、金属醇盐等有机碱。酸的情况下,为甲酸、硝酸、硫酸、盐酸、或磷酸等无机酸、或乙酸、三氟乙酸、草酸、甲磺酸、或三氟甲磺酸等有机酸。可将它们在固体状态下加入,也可作为水溶液、有机溶剂溶液加入来实施。
作为在形成为第2流体的颜料溶液中使用的溶剂,可以使用与第1流体同样的溶剂。不过,优选选择与第1流体中所含的溶剂相比对于颜料的溶解性大的溶剂。而且,作为pH调整物质,也可加入与第1流体同样的物质来实施。优选以第2流体与第1流体中所含的溶剂相比对于颜料的溶解性变大的方式来选择pH调整物质。
进而,在上述的第1流体以及第2流体中所含的溶剂和pH调整物质的混合溶液(pH调整溶液)可以以全部物质完全溶合的溶液状态使用,也可以以悬浊状态使用。
进而,在第1流体或第2流体中,为了颜料的晶型的控制、颜料的品质控制等的目的,可混合有机溶剂。作为有机溶剂,可以使用公知的有机溶剂。另外,除了有机溶剂以外,可含有高分子聚合物、嵌段共聚物等分散剂、表面活性剂等。
作为在上述的各方法中使用的颜料,并无特别限定,可列举多环醌系颜料、苝系颜料、偶氮系颜料、靛蓝颜料、喹吖啶酮颜料、酞菁颜料等的公知的有机系颜料。
另外,作为颜料,含有粒状固体、染料化合物这样的颜料。作为颜料的例子,有无机的无彩色颜料、有机、无机的有彩色颜料,另外,也可使用无色或淡色的颜料、金属光泽颜料等。为了本发明,也可使用新合成的颜料。以下列举颜料的具体例。
作为黑色的颜料,例如可以列举出以下的颜料。即,为Raven 1060、Raven 1080、Raven 1170、Raven 1200、Raven 1250、Raven 1255、Raven 1500、Raven 2000、Raven 3500、Raven 5250、Raven 5750、Raven 7000、Raven 5000ULTRAII、Raven 1190ULTRAII(以上为コロンビアン·カーボン社制造)。另外,为Black PearlsL、Mogul-L、Regal 400R、Regal 660R、Regal 330R、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1300、Monarch 1400(以上为キャボット社制造)。另外,为Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW200、Color Black 18、Color Black S160、Color BlackS170、Special Black 4、Special Black 4A、Special Black 6、Printex35、Printex U、Printex 140U、Printex V、Printex 140V(以上为デグッサ社制造)。另外,为No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF-88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上为三菱化学社制造)等。但是并不限定于这些。
作为青色的颜料,可以列举出以下的颜料。即,为C.I.颜料蓝-1、C.I.颜料蓝-2、C.I.颜料蓝-3。另外,为C.I.颜料蓝-15、C.I.颜料蓝-15:2、C.I.颜料蓝-15:3、C.I.颜料蓝-15:4。另外,为C.I.颜料蓝-16、C.I.颜料蓝-22、C.I.颜料蓝-60等。
作为品红色的颜料,可以列举以下的颜料。即,为C.I.颜料红-5、C.I.颜料红-7、C.I.颜料红-12。另外,为C.I.颜料红-48、C.I.颜料红-48:1、C.I.颜料红-57、C.I.颜料红-112。另外,为C.I.颜料红-122、C.I.颜料红-123、C.I.颜料红-146、C.I.颜料红-168。另外,为C.I.颜料红-184、C.I.颜料红-202、C.I.颜料红-207等。
作为黄色的颜料,可以列举以下的颜料。即,为C.I.颜料黄-12、C.I.颜料黄-13、C.I.颜料黄-14、C.I.颜料黄-16。另外,为C.I.颜料黄-17、C.I.颜料黄-74、C.I.颜料黄-83、C.I.颜料黄-93。另外,为C.I.颜料黄-95、C.I.颜料黄-97、C.I.颜料黄-98、C.I.颜料黄-114。另外,为C.I.颜料黄-128、C.I.颜料黄-129、C.I.颜料黄-151、C.I.颜料黄-154等。
进而,除了上述的黑色、青色、品红色、黄色的颜料以外,可以根据目标色使用各种颜料。代表性地,可列举出颜料紫-23这样的紫色的颜料、颜料绿-7这样的绿色的颜料、颜料橙-43这样的橙色的颜料等,只要呈现作为颜料的色,则可以实施。
另外,本发明中也可以与颜料同样地使用染料。作为例子,可以列举出C.I.溶剂蓝,-33,-38,-42,-45,-53,-65,-67,-70,-104,-114,-115,-135。另外,可以列举出C.I.溶剂红,-25,-31,-86,-92,-97,-118,-132,-160,-186,-187,-219。另外,可以列举出C.I.溶剂黄,-1,-49,-62,-74,-79,-82,-83,-89,-90,-120,-121,-151,-153,-154等。
也可以使用水溶性染料。作为例子,可列举出C.I.直接黑,-17,-19,-22,-32,-38,-51,-62,-71,-108,-146,-154;C.I.直接黄,-12,-24,-26,-44,-86,-87,-98,-100,-130,-142;C.I.直接红,-1,-4,-13,-17,-23,-28,-31,-62,-79,-81,-83,-89,-227,-240,-242,-243;C.I.直接蓝,-6,-22,-25,-71,-78,-86,-90,-106,-199;C.I.直接橙,-34,-39,-44,-46,-60;C.I.直接紫,-47,-48;C.I.直接棕,-109;C.I.直接绿,-59等的直接染料、C.I.酸性黑,-2,-7,-24,-26,-31,-52,-63,-112,-118,-168,-172,-208;C.I.酸性黄,-11,-17,-23,-25,-29,-42,-49,-61,-71;C.I.酸性红,-1,-6,-8,-32,-37,-51,-52,-80,-85,-87,-92,-94,-115,-180,-254,-256,-289,-315,-317;C.I.酸性蓝,-9,-22,-40,-59,-93,-102,-104,-113,-117,-120,-167,-229,-234,-254;C.I.酸性橙,-7,-19;C.I.酸性紫,-49等的酸性染料、C.I.活性黑,-1,-5,-8,-13,-14,-23,-31,-34,-39;C.I.活性黄,-2,-3,-13,-15,-17,-18,-23,-24,-37,-42,-57,-58,-64,-75,-76,-77,-79,-81,-84,-85,-87,-88,-91,-92,-93,-95,-102,-111,-115,-116,-130,-131,-132,-133,-135,-137,-139,-140,-142,-143,-144,-145,-146,-147,-148,-151,-162,-163;C.I.活性红,-3,-13,-16,-21,-22,-23,-24,-29,-31,-33,-35,-45,-49,-55,-63,-85,-106,-109,-111,-112,-113,-114,-118,-126,-128,-130,-131,-141,-151,-170,-171,-174,-176,-177,-183,-184,-186,-187,-188,-190,-193,-194,-195,-196,-200,-201,-202,-204,-206,-218,-221;C.I.活性蓝,-2,-3,-5,-8,-10,-13,-14,-15,-18,-19,-21,-25,-27,-28,-38,-39,-40,-41,-49,-52,-63,-71,-72,-74,-75,-77,-78,-79,-89,-100,-101,-104,-105,-119,-122,-147,-158,-160,-162,-166,-169,-170,-171,-172,-173,-174,-176,-179,-184,-190,-191,-194,-195,-198,-204,-211,-216,-217;C.I.活性橙,-5,-7,-11,-12,-13,-15,-16,-35,-45,-46,-56,-62,-70,-72,-74,-82,-84,-87,-91,-92,-93,-95,-97,-99;C.I.活性紫,-1,-4,-5,-6,-22,-24,-33,-36,-38;C.I.活性绿,-5,-8,-12,-15,-19,-23;C.I.活性棕,-2,-7,-8,-9,-11,-16,-17,-18,-21,-24,-26,-31,-32,-33等的反应染料;C.I.碱性黑,-2;C.I.碱性红,-1,-2,-9,-12,-13,-14,-27;C.I.碱性蓝,-1,-3,-5,-7,-9,-24,-25,-26,-28,-29;C.I.碱性紫,-7,-14,-27;C.I.食品黑,-1,-2等。
可使用的染料可以是公知的染料,也可以是新型的染料。例如可以使用以下所述的直接染料、酸性染料、碱性染料、反应染料、食品用色素的水溶性染料、脂溶性(油溶性)染料或、分散染料的不溶性色素。这些可以以固体化的状态使用。在这方面,优选地,例如可使用油溶性染料。
本发明中所说的油溶性染料,是指在有机溶剂中溶解的染料,也称为脂溶性染料。
作为表面活性剂及分散剂,可以使用在颜料的分散用途中使用的各种的市售品。并无特别限定,例如可列举出ネオゲンR-K(第一工业制药)这样的十二烷基苯磺酸系、ソルスパース20000、ソルスパース24000、ソルスパース26000、ソルスパース27000、ソルスパース28000、ソルスパース41090(以上为アビシア社制造)、ディスパービック160、ディスパービック161、ディスパービック162、ディスパービック163、ディスパービック166、ディスパービック170、ディスパービック180、ディスパービック181、ディスパービック182、ディスパービック-183、ディスパービック184、ディスパービック190、ディスパービック191、ディスパービック192、ディスパービック-2000、ディスパービック-2001(以上为ビックケミー社制造)、聚合物100、聚合物120、聚合物150、聚合物400、聚合物401、聚合物402、聚合物403、聚合物450、聚合物451、聚合物452、聚合物453、EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48、EFKA-49、EFKA-1501、EFKA-1502、EFKA-4540、EFKA-4550(以上为EFKAケミカル社制造)、フローレンDOPA-158、フローレンDOPA-22、フローレンDOPA-17、フローレンG-700、フローレンTG-720W、フローレン-730W、フローレン-740W、フローレン-745W(以上为共荣社化学社制造)、アジスパーPA111、アジスパーPB711、アジスパーPB811、アジスパーPB821、アジスパーPW911(以上为味之素社制造)、ジョンクリル678、ジョンクリル679、ジョンクリル62(以上为ジョンソン聚合物社制造)等。这些可以单独地使用,也可将2种以上并用。
另外,本发明中作为嵌段共聚物,作为具体的例子可以列举以下。即,为丙烯酸系、甲基丙烯酸系嵌段共聚物、聚苯乙烯和其他加聚系或缩聚系的嵌段共聚物、具有聚氧乙烯、聚氧化烯的嵌段的嵌段共聚物等。而且,也可以使用以往以来已知的嵌段共聚物。本发明中使用的嵌段共聚物优选为两亲性。作为具体的优选的形式,可以列举出由疏水链段和具有有机酸或其离子性盐单元的亲水链段构成的二嵌段共聚物。另外,优选使用具有疏水链段和具有有机酸或其离子性盐单元的亲水链段和另外的链段的三嵌段共聚物。在三嵌段的情况下,优选使用为疏水链段、非离子性的亲水链段、具有有机酸或其离子性盐单元的亲水链段的形式,在内包状态的稳定化的意义方面也优选。例如如果使用前述的三嵌段共聚物而使用颜料物质和作为溶剂的水来制备分散液,则可以使颜料内包于三嵌段共聚物所形成的胶束中,这样也可以形成颜料内包型的墨组合物。另外,也可以形成为其分散组合物的粒子的粒径也非常地整齐的均匀的组合物。进而也可以使其分散状态极其稳定。如果使用上述装置来进行这些处理,颜料微粒的粒径也非常地整齐,均匀性进一步提高。
另外除了上述的各方法以外,作为使用了上述装置的颜料微粒的制造方法,也可以在薄膜流体中直接合成颜料。作为一例,在铜酞菁的合成例的情况下,也可以通过使邻苯二甲酸酐或其衍生物、铜或其化合物、脲或其衍生物及催化剂在有机溶剂中或其不存在下反应而使用以得到铜酞菁颜料的方法为代表的各种反应来直接合成颜料。由此,在目前为止的方法中,需要将通过合成工序而产生的粗大的颜料微粒进行粉碎的工序,但有时可以不需要其,即使在进一步需要粉碎的情况下,也可以通过运转条件来在薄膜流体中给予剪切力、含有粉碎工序。
本发明中,在混合流路中的混合可以在层流支配下进行,也可在湍流支配下进行。
进而,也可以将处理用面间加热、冷却,或者对处理用面间照射微波。另外,也可以对处理用面间照射紫外线(UV),或者对处理用面间给予超声波能量。特别地,在第1处理用面1与第2处理用面2设置了温度差的情况下,由于可以在薄膜流体中产生对流,因此具有由此可以促进反应这样的优点。
更具体地,对于加热、冷却,例如通过在各处理用部10、20的至少一者或两者设置加热器、使热介质、制冷剂通过的夹套,可以对薄膜流体进行加热、冷却。或者,通过具有用于对各处理用部10、20的至少一者或两者照射微波的、磁控管等的微波发生装置,进行处理流体的加热、反应促进。另外,对于照射紫外线(UV),例如在各处理用部10、20的至少一者或两者设置照射紫外线的灯等的元件,能够从对应的处理用面向薄膜流体照射紫外线(UV)。另外,对于给予超声波能量,例如可以在各处理用部10、20的至少一者或两者设置超声波振荡体,即使在超声波气氛的容器内也能够进行而实施在处理用面间的混合·反应。
另外,在能够确保减压或真空状态的容器内进行上述析出,至少使处理后将流体被排出的2次侧为减压或真空状态,由此可进行析出反应中产生的气体及上述流体中所含的气体的脱气、或者上述流体的脱溶剂。由此,即使在与颜料微粒析出大致同时进行脱溶剂处理的情况下,含有在处理用面间析出的颜料微粒的流体也从处理用面以喷雾状态排出,因此其流体的表面积增大,脱溶剂效率非常高。因此,可以比迄今为止简单地、实质上用1个工序进行颜料微粒制作处理和脱溶剂处理。
另外如上述,在处理装置中,除第1导入部d1、第2导入部d2以外,也可以设有第3导入部d3,在该情况下,在例如上述的酸糊化法中,可以从各导入部将水或含有有机溶剂的溶液、含有溶解了颜料的酸的流体、用于颜料的晶型的控制、颜料的品质控制等的目的的有机溶剂等分别各自地导入处理装置。另外,在利用pH调整的情况下,可以从各导入部将使pH变化的颜料析出用溶液、含有颜料溶液的流体、用于颜料的晶型的控制、颜料的品质控制等的目的的有机溶剂等分别各自地导入处理装置。这样,可以分别管理各溶液的浓度、压力,可以更为精密地控制颜料微粒生成的反应。在设置了第4以上的导入部的情况也同样,这样可以将导入处理装置的流体进行细分化。
就本发明中使用的上述装置而言,由于可以自由地使其薄膜流体的雷诺数变化,因此可以根据粒径、粒子形状、晶型等目的制作单分散、再分散性良好的颜料微粒。并且由于其自排出性,即使在伴有析出的反应的情况下也无生成物的阻塞,不需要大的压力。因此,可以稳定地制作颜料微粒,另外安全性优异,也几乎无杂质的混入,清洗性也良好。进而可以根据目标的生产量来放大,因此可以提供其生产率也高的颜料微粒的制造方法。
接着所述的生物体摄取物微粒的析出反应在可接近和/或分离地相互对向配设、至少一方相对于另一方旋转的处理用面1、2之间一边强制地均匀混合一边发生。生物体摄取物微粒的粒径、单分散度、或晶型的控制可以通过改变处理用面1、2的转速、处理用面1、2间的距离、及、薄膜流体的流速、温度或原料浓度等来调节。这点如在日本专利4419157等中如本申请申请人所指出那样,本申请申请人以析出步骤为重点、通过调整转速、流速、处理用面间的距离,致力于具有目标的物性、性能的微粒的制造。但是,认识到通过溶解步骤的调整、特别是通过搅拌能量的增减来调整送入析出步骤的流体的溶解的状态,可以控制析出步骤中得到的微粒的结晶度、晶型,完成了本发明。由此,通过在将析出步骤的条件固定了的状态下,只改变溶解步骤的条件,可以使微粒的结晶度、晶型变化,得到目标的微粒的性状、性能,通过使溶解步骤和析出步骤这两者的条件,可以更动态地改变目标的微粒的性状、性能。
以下对使用上述的装置而进行的、生物体摄取物微粒的制造方法的具体的方式进行说明。在此,对于通过溶解度的变化而使生物体摄取物微粒析出的方法进行说明,但也可以是通过中和反应、pH变化而使生物体摄取物析出的方法。
在上述说明的装置的处理用面之间所形成的薄膜流体中,使含有溶解有至少1种作为微粒化的对象物质的生物体摄取物微粒原料的第1溶剂的溶液和可成为对于上述生物体摄取物微粒原料、与第1溶剂相比溶解度低的第2溶剂的溶剂混合,使生物体摄取物微粒析出。
在上述的生物体摄取物中含有药物。本发明可以用多种多样的药物进行实施。药物优选以基本上纯粹的状态存在的有机物质。药物需要可以在至少一种溶剂中以低溶解性分散、在至少一种溶剂中可溶。所谓低溶解性,意味着药物在处理温度(例如室温)下在溶剂(例如水)中具有不到约10mg/mL、优选地不到约1mg/mL的溶解性。另外,这里所说的可溶,意味着以10mg/mL以上溶解。应予说明,根据需要也可以将溶剂加热或冷却。另外,根据需要可以在第1溶剂或第2溶剂、或者这两者中预先添加分散剂(表面活性剂)、水溶性高分子、稳定剂、保存剂、pH调整剂、等渗压剂等。
适当的药物例如可以从含有以下的各种已知药物类中选择:镇痛药、抗炎症药、驱虫药、抗脉律不齐药、抗生物质(包含青霉素类)、抗凝固药、抗降压药、抗糖尿病药、抗癫痫药、抗组胺药、抗恶性肿瘤药、抗肥胖药、食欲抑制药、降压药、抗毒蕈碱药、抗分枝菌药、抗新生物药、免疫抑制药、抗甲状腺药、抗菌药、抗病毒药、不安消除药(催眠药和神经松弛药)、收敛剂、肾上腺素性β受体阻滞药、血液制剂和代用血浆、心肌变性力药、造影剂、皮质类固醇、咳抑制药(去痰药和粘液破坏药)、诊断药、诊断像形成药、利尿药、多巴胺作用药(抗帕金森氏病药)、止血药、免疫药、脂质调节药、肌肉松弛药、副交感神经刺激兴奋药、副甲状腺降血钙素和双磷酸酯类、前列腺素、放射性医药、性激素(含类固醇类)、抗过敏药、兴奋药和食欲减退物质、交感神经兴奋药、甲状腺药、血管扩张剂和黄嘌呤类、白内障治疗剂、副肾皮质荷尔蒙剂。作为优选的药物,可列举出在水中为低溶解度、意在经口给药及注射剂。这些类别的药物类的记载及各类别中所含的风险可以在“Martindale,The ExtraPharmacopoeia,第29版、The Pharaceutical Press,London,1989”中找到。这些药物已市售,或者可以采用该技术领域中已知的方法制造。
作为在实施本发明方面有用的药物的具体例,可列举出17-α-孕甾-2,4-二烯-20-炔并-[2,3-d]-异噁唑-17-醇(达那唑)、他克莫司水合物、黄体酮、曲尼司特、苯溴马隆、甲灭酸、[6-甲氧基-4-(1-甲基乙基)-3-氧代-1,2-苯并异噻唑-2(3H)-基]甲基2,6-二氯苯甲酸酯1,1-二氧化物(WIN63,394)、3-氨基-1,2,4-苯并三嗪-1,4-二氧化物(WIN59,075)、哌酰硫胺、哌泊舒凡、喜树碱、扑热息痛、乙酰水杨酸、胺碘酮、胆酪胺、降胆宁、色甘酸钠、沙丁胺醇、硫糖铝、柳氮磺胺吡啶、米诺地尔、替马西泮、阿普唑仑、丙氧芬、金诺芬、红霉素、环孢子菌素、阿昔洛韦、更昔洛韦、依托泊甙、美法仑、氨甲蝶呤、米托蒽醌、柔红霉素、阿霉素、甲地孕酮、他莫昔芬、甲羟孕酮、制霉菌素、特布他林、两性霉素B、阿司匹林、布洛芬、萘普生、吲哚美辛、双氯芬酸、酮洛芬、氟比洛芬、二氟尼柳、乙基-3,5-二乙酰氨基-2,4,6-三碘苯甲酸酯(WIN8883)、乙基(3,5-双(乙酰基氨基)-2,4,6-三碘苯甲酰氧基)乙酸酯(WIN12,901)和乙基-2-(3,5-双(乙酰基氨基)-2,4,6-三碘苯甲酰氧基)乙酸酯(WIN16,318)作为代表性的实例。
本发明的优选的方式中,药物为达那唑(Danazol)或他克莫司水合物这样的免疫抑制剂、曲尼司特这样的抗过敏药、黄体酮这样的类固醇、抗病毒药、抗恶性肿瘤药或抗炎症药。
作为特别优选的稳定化剂·分散剂(表面活性剂),可列举出十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、辛基硫酸钠、油酸钠、月桂酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸钙、Tween20和Tween80(这些是可以从ICI Specialty Chemicals得到的、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯类)、聚乙烯基吡咯烷酮、四丁酚醛、プルロニック(Pluronic)F68及F108(这些是可以从BASF得到的环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物)、テトロニック(Tetronic)908(T908)(其为可以从BASF得到的、来自于与乙二胺的环氧乙烷和环氧丙烷的连续加成物的4官能性嵌段共聚物)、葡聚糖、卵磷脂、エーロゾル(Aerosol)OT(其为可以从American Cyanamid得到的、磺基琥珀酸钠的二辛酯)、デュポノール(Duponol)P(其为可以从DuPont得到的、十二烷基硫酸钠)、トリトン(Triton)X-200(其为可以从Rohmand Haas得到的、烷基芳基聚醚磺酸酯)、カーボワックス(Carbowax)3350和934(这些为可以从Union Carbide得到的、聚乙二醇类)、クロデスタ(Crodesta)F-110(其为可以从Croda Inc.得到的、蔗糖硬脂酸酯和蔗糖二硬脂酸酯的混合物)、クロデスタ5L-40(其可以从Croda Inc.得到)、以及SA90HCO[其为C18H37CH2-(CON(CH3)CH2(CHOH)4CH2OH)2]、以及苄索氯铵、苯扎氯铵等季胺系表面活性剂、聚氧乙烯高级醇醚类、甘油脂肪酸酯类、聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、脂肪酸聚乙二醇酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯等非离子性表面活性剂类。可以根据目标的生物体摄取物微粒和析出反应区别使用。
作为水溶性高分子,可以列举出甲基纤维素、乙基纤维素、丙基甲基纤维素、丙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮等。
对本发明中的该药物的含量并无特别限制。可以制作高浓度的悬浮液,也可以根据使用浓度进行稀释而形成为制剂。
作为稳定剂,可以列举出依地酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、二丁基羟基甲苯、生育酚等。
作为保存剂,可以列举出对羟基苯甲酸酯、氯丁醇、苯基乙醇、苯扎氯铵、苄索氯铵、葡萄糖酸洗必泰、烷基聚氨基乙基甘氨酸类、山梨酸等。
作为pH调整剂,可以列举出盐酸、硫酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、磷酸、硼酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、一乙醇胺、二乙醇胺、二乙胺、氨及它们的盐类等。
作为等渗压剂,可以列举出氯化钠、氯化钾、氯化钙、甘露醇等。
作为本发明中的含有至少1种上述生物体摄取物微粒原料的流体中使用的溶剂,可以根据目的适当地选择超纯水、离子交换水等的水,以及根据目的选择甲醇、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜这样的水混合性有机溶剂、辛烷、环己烷、苯、二甲苯、二乙基醚、乙酸乙酯这样的水不混合性有机溶剂来实施。
应予说明,本发明的生物体摄取物微粒只要以生物体所摄取为目的,则并无特别限定,例如可列举出如医药品中的药物那样在生物体内吸收、以显现生物体内的效果为目的的生物体摄取微粒、作为造影剂的硫酸钡那样的、通过体内的生物体摄取微粒、给药系统中的药物成分的搬运用物质、或如化妆材料那样涂布于生物体皮肤的生物体摄取微粒、及食品与上述物质的中间体等。
微粒的析出反应在图1中所示的装置的、可接近和/或分离地相互对向地配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间一边强制地均匀混合一边发生。
首先,从作为一个流路的第1导入部d1,将上述的含有第1溶剂的溶液导入可接近和/或分离地相互对向地配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间,在该处理用面间制作由第1流体构成的薄膜流体。
接着从作为另一流路的第2导入部d2,将可成为与第1溶剂相比溶解度低的第2溶剂的溶剂直接导入由上述第1流体构成的薄膜流体。
如上述,在通过流体的供给压与在进行旋转的处理用面之间施加的压力的压力平衡而将距离固定了的处理用面1、2间,将含有第1溶剂的溶液和第2溶剂混合,可以进行微粒的析出反应。
应予说明,由于只要在处理用面1、2间可以进行上述反应即可,因此也可以与上述相反,从第1导入部d1导入第2溶剂,从第2导入部d2导入含有第1溶剂的溶液。即,各溶剂中的第1、第2的表达只不过具有为多个存在的溶剂的第n号这样的用于识别的含义,也可存在第3以上的溶剂。
如上述,在第1导入部d1、第2导入部d2以外,也可以将第3导入部d3设置于处理装置中,这种情况下,例如可以从各导入部将含有第1溶剂的溶液、第2溶剂、含有稳定化剂·分散剂的溶液分别各自导入处理装置。这样,可以分别管理各溶液的浓度、压力,可以更精密地控制析出反应。设置了第4以上的导入部的情况也同样,这样可以将导入处理装置中的流体细分化。
实施例
以下对本发明公开实施例来更详细进行说明,但本发明并不仅仅限于这些实施例。
需要说明的是,在以下的实施例中,“从中央”为图1中所示的处理装置的“从第1导入部d1”的意思,第1流体指从第1导入部d1导入的、上述的第1被处理流动体,第2流体指从图1中所示的处理装置的第2导入部d2导入的、上述的第2被处理流动体。另外,作为第2导入部d2的开口部d20,如图2(B)中用虚线表示那样,使用了将处理用面2的中央的开口包围的同心圆状的圆环形状的开口部。
在TEM观察中,使用日本电子(株)制造、JEM-2100,对于多个视野,观察一次粒径。作为TEM观察的观测条件,对于实施例1~40,使观察倍率为5万倍以上,采用通过TEM观察认定的微粒100个的一次粒径的平均值作为平均粒径,对于实施例41~49,使观察倍率为3万倍以上,采用通过TEM观察认定的微粒100个的一次粒径的平均值作为平均粒径。
X射线衍射(XRD)测定中使用了粉末X射线衍射测定装置X‘PertPRO MPD(XRDスペクトリスPANalytical事业部制造)。
对于实施例1~40,测定条件为Cu对阴极、管电压45kV、管电流40mA、0.016step/10sec,测定范围为10~60[°2θ](Cu)。由XRD测定结果算出得到的微粒的结晶度和特定晶型的构成比率。就结晶度而言,由各实验中得到的XRD测定结果、将颜料原末的结晶度设为100%、采用恒定背景法(コンスタントバックグラウンド法)算出。作为β型结晶的特定晶型的构成比率(以下记为β型结晶比率),由测定结果、使用作为β型结晶中特征的峰出现的27.5°附近的峰的强度Iβ和作为α型结晶中特征的峰出现的26.5°附近的峰的强度Iα、用以下的式(4)算出。
β型结晶比率=(Iβ/(Iα+Iβ))×100[%]···式(4)
另外,对于实施例41~49,测定条件为Cu对阴极、管电压45kV、管电流40mA、0.016step/10秒,测定范围为10~45[°2θ](Cu)。由XRD测定结果算出得到的微粒的结晶度和特定晶型的构成比率。就结晶度而言,由各实验中得到的XRD测定结果、将原末的结晶度设为100%、采用恒定背景法算出。作为γ型结晶的特定晶型的构成比率(以下记为γ型结晶比率)由测定结果、使用作为γ型结晶中特征的峰出现的、29.5°附近的峰的强度Iγ、作为α型结晶中特征的峰出现的、15.5°附近的峰的强度Iα、作为β型结晶中特征的峰出现的10.5°附近的峰的强度Iβ、用以下的式(5)算出。
γ型结晶比率=(Iγ/(Iγ+Iα+Iβ))×100[%]···式(5)
(使用了酸糊化法的PR122微粒的制作)(实施例1~3)
使用图1中所示的流体处理装置,将作为微粒原料溶液的颜料溶液与析出溶剂在对向配设的、具有可接近和/或分离的处理用面、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间形成的薄膜流体中混合,在薄膜流体中使颜料微粒析出。在颜料溶液的制备中,使用具有旋转的搅拌叶片的搅拌机进行,通过使规定搅拌能量的3个条件(搅拌时间、搅拌叶片的周向速度、微粒原料溶液的温度)中的至少1个变化,使搅拌能量增减。实施例1~3中,通过使颜料溶液的温度(制备温度)变化,使搅拌能量增减。
首先,使用图4及图5中所示的、具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机(クレアミックス(エム·テクニック株式会社制造)),制备颜料溶液。具体地,使用クレアミックス,在10wt%发烟硫酸中以全部量计成为3wt%的方式投入PR122,在氮气氛中在表2的制备时间、制备温度、搅拌叶片的周向速度下搅拌颜料溶液,使3wt%PR122溶解于10wt%发烟硫酸。
接着,从中央将作为第1流体的析出溶剂的甲醇(MeOH)一边以供给压力/背压力=0.121MPaG/0.020MPaG、转速2500rpm进行送液一边将颜料溶液作为第2流体导入处理用面间,将第1流体与第2流体在薄膜流体中混合。将PR122微粒分散液从处理用面1、2间排出。为了从排出了的PR122微粒分散液中将杂质除去,缓慢地使PR122微粒分散液凝聚,作为清洗操作,用离心分离机(×18000G)使PR122微粒分散液沉降,将上清液除去后,加入纯水,使PR122微粒分散液再分散,再次使用离心分离机使其沉降。进行了3次上述清洗操作后,将最终得到的PR122微粒分散液的糊剂在25℃、-0.1MPaG下真空干燥,得到了PR122微粒的干燥粉体。对于得到的PR122微粒的干燥粉体,进行TEM观察和XRD测定,求出平均粒径、结晶度和β型结晶比率。另外,对于结晶度以及β型结晶比率的各自的值,对相对于平均粒径的比率(以下记为PR122微粒的结晶度/平均粒径以及PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径)进行了评价。这是因为,由于XRD测定的PR122微粒的粒径的不同,在XRD测定中的散射强度上产生差,因此通过用粒径去除,进行归一化。再有,本发明中如上述那样用平均粒径去除来观察数值变化的情况下,粒径的变化的范围为纳米级、在3位数的范围内的情况下适合,停留在2位数的范围内的情况下更适合。
表1中示出第1流体与第2流体的处理条件(配方及运转条件)。表2中示出了第2流体的制备条件和得到的结果。另外,表1中所示的第1流体及第2流体的目标温度为将第1流体和第2流体的各自导入处理装置中时的调温器(加热·冷却)的设定温度。
[表1]
[表2]
图6中示出实施例1~3中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的结晶度/平均粒径和β型结晶比率/平均粒径的变化。由图6认定如下倾向:如果第2流体的制备温度上升,得到的PR122微粒的结晶度/平均粒径、β型结晶比率/平均粒径的数值都上升。
另外,由表2认定:如果第2流体的制备温度上升,得到的PR122微粒的平均粒径变小。
(实施例4~16)
除了将颜料溶液的制备条件为表3~5的任意以外,与实施例1~3的情况同样地实施,得到了PR122微粒的干燥粉体。将结果示于表3~5。实施例4~16中,通过使作为第2流体的颜料溶液的搅拌时间(制备时间)变化,使搅拌能量增减。
[表3]
[表4]
[表5]
将实施例4~7中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径和β型结晶比率/平均粒径的变化示于图7,将实施例8~11中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径和β型结晶比率/平均粒径的变化示于图8,将实施例12~16中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径和β型结晶比率/平均粒径的变化示于图9。另外,将实施例8~11、实施例12、13、15、16中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化示于图10,将实施例8~11、实施例12、13、15、16中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化示于图11。
由图7~9认定:如果第2流体的制备时间增大,则得到的PR122微粒的结晶度/平均粒径、β型结晶比率/平均粒径的数值都增加。另外,由表3~5认定:如果第2流体的制备时间增大,则得到的PR122微粒的平均粒径变小。
另外,由图10~11认定:即使在除了第2流体的制备时间以外还使作为第2流体的颜料溶液制备时的搅拌叶片的周向速度变化的实施例中,如果第2流体的制备时间增大,则得到的PR122微粒的结晶度/平均粒径、β型结晶比率/平均粒径的数值都增加。
(实施例17~22)
使颜料溶液的制备条件为表6或7以外,与实施例1~3的情况同样地实施,得到了PR122微粒的干燥粉体。将结果示于表6~7。实施例17~22中,通过使作为第2流体的颜料溶液制备时的搅拌叶片的周向速度变化,使搅拌能量增减。
[表6]
[表7]
将实施例17~22中相对于第2流体制备时的搅拌叶片的周向速度的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化示于图12,将实施例17~22中相对于第2流体制备时的搅拌叶片的周向速度的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化示于图13。
由图12~13认定如下倾向:如果第2流体制备时的搅拌叶片的周向速度增大,则得到的PR122微粒的结晶度/平均粒径、β型结晶比率/平均粒径的数值都上升,即使在除了上述的周向速度的变化以外还使第2流体的制备时间变化的实施例中也认定了同样的倾向。
另外,由表6~7认定:如果第2流体制备时的搅拌叶片的周向速度增大,则得到的PR122微粒的平均粒径变小。
就本发明而言,由上述的实施例的结果,为了使搅拌能量增减,关于第2流体的制备条件的优先度的设定,可以导出如下的事项。
由实施例1~3的结果,在将第2流体的制备温度保持在60℃而实施的情况下(实施例3),制备所花费的搅拌时间为30分钟,是短时间,且搅拌机的搅拌叶片的周向速度为18.85m/秒的较低速。但是,如果与比该情况花费更长的搅拌时间、将上述的周向速度保持在更高速的制备时的温度为较低温的其他情况(实施例13~16)相比,在实施例3中,关于得到的PR122,可以得到平均粒径小的微粒,制备温度的高低对微粒的性状/特性产生的影响最强。在花费了180分钟这样的充分长的搅拌时间的实施例16中,终于与实施例3的结果同等,关于得到的PR122,可以得到平均粒径小的微粒。另外,由实施例3与实施例21、22的对比,第2流体的制备温度为较低温的情况下,即使将上述的周向速度保持为更高速、花费更长的搅拌时间,得到的PR122微粒的平均粒径也没有变得如实施例3那么小。即,如果如实施例3那样将第2流体的制备温度维持得稍高,则即使缩短搅拌时间、将上述的周向速度控制得低,也可得到平均粒径小的微粒。
由实施例4~16的结果,即使将第2流体的制备温度保持为较低温、使搅拌机的搅拌叶片的周向速度为较低速,如果确保充分长的搅拌时间(例如,实施例7、实施例11),则与实施例3的结果同等,关于得到的PR122,可以得到平均粒径小的微粒,因此次于制备温度,搅拌时间的长短对于微粒的性状/特性产生的影响强。即,如实施例7、实施例11那样,即使第2流体的制备温度为较低温、且上述的周向速度为较低速,只要确保充分长的搅拌时间,则可以得到与实施例3中得到的PR122微粒的平均粒径同等的、平均粒径小的微粒。另外如实施例17~22那样,即使在比较短的搅拌时间之间比较,如果搅拌机的搅拌叶片的周向速度相同,则搅拌时间长时,关于得到的PR122,可以得到平均粒径小的微粒,由此也可知搅拌时间的长短对微粒的性状/特性产生的影响明显。
由实施例17~22的结果,搅拌机的搅拌叶片的周向速度的高低变化对得到的PR122微粒的平均粒径产生的影响不太强。如果用同一搅拌时间之间的实施例17与实施例18、实施例20与实施例21进行比较,如果上述的周向速度为18.85m/秒和25.13m/秒,得到的PR122微粒的平均粒径中没有显现大的差。在上述的周向速度为31.42m/秒的实施例19和实施例22中,相对于上述的周向速度为18.85m/秒和25.13m/秒的上述的实施例,在得到的PR122微粒的平均粒径中没有发现差,但得到的PR122微粒的平均粒径不及实施例1~3、实施例4~16的结果。
另外,关于上述的记载与结晶度、β型结晶比率的关系性,也形成相同的对应关系。原因在于,没有用结晶度、β型结晶比率除以平均粒径时,难以出现明确的数值的变化,用结晶度/平均粒径、β型结晶比率/平均粒径观察,最初得知明确的数值的变化。即使结晶度、β型结晶比率的变化量小,平均粒径的变化量也大,因此如果相除,则结果产生差。判断为结晶度/平均粒径、β型结晶比率/平均粒径的数值越大越优选。如果如微粒那样粒子变小,作为XRD的测定结果,峰容易变宽,结晶度、β型结晶比率容易降低。因此,在对结晶度、β型结晶比率进行评价时,需要遵循与粒径的关系来进行。
应予说明,作为评价目标微粒的粒径、色调、着色力、耐久性的指标的“结晶度”、“β型结晶比率”,当然根据微粒的用途而不同,因此进行对应于微粒的用途的控制即可。
另外,在本发明中如上述用平均粒径去除来观察数值变化的情况下,粒径的变化的范围为纳米级、在3位数的范围内的情况下是合适的,停留在2位数的范围内的情况下更合适。
(使用了碱糊法的PR122微粒的制作)(实施例23~40)
使用图1中所示的流体处理装置,将作为微粒原料溶液的颜料溶液与析出溶剂在对向配设的、具有可接近和/或分离的处理用面、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间形成的薄膜流体中混合,在薄膜流体中使颜料微粒析出。为了颜料溶液的制备,使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机来进行,通过使规定搅拌能量的3个条件(搅拌时间、搅拌叶片的周向速度、微粒原料溶液的温度)中颜料溶液的温度(制备温度)和/或搅拌时间(制备时间)变化,使搅拌能量增减。
首先,使用图4及图5中所示的、具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机(クレアミックス(エム·テクニック株式会社制造)),制备颜料溶液。具体地,使用クレアミックス,一边以表9或表10的搅拌叶片的周向速度搅拌以重量比计以二甲基亚砜/纯水(PW)/氢氧化钾(KOH)=73.5/23.17/1.37混合的混合溶剂一边投入PR122,以重量比计成为二甲基亚砜/纯水(PW)/氢氧化钾(KOH)/PR122=73.5/23.17/1.37/1.96(1.96wt%PR122溶液)的方式,在表9或表10的制备时间、制备温度下搅拌颜料溶液、制备1.96wt%PR122溶液。
接着,从中央将作为第1流体的析出溶剂的20wt%乙酸/甲醇(MeOH)一边以供给压力/背压力=0.121MPaG/0.020MPaG、转速2500rpm进行送液,一边将颜料溶液作为第2流体导入处理用面间,将第1流体与第2流体在薄膜流体中混合。将PR122微粒分散液从处理用面1、2间排出。为了从排出了的PR122微粒分散液中将杂质除去,缓慢地使PR122微粒分散液凝聚,作为清洗操作,用离心分离机(×18000G)使PR122微粒分散液沉降,将上清液除去后,加入纯水,使PR122微粒分散液再分散,再次使用离心分离机使其沉降。进行了3次上述清洗操作后,将最终得到的PR122微粒分散液的糊剂在50℃、-0.1MPaG下真空干燥,得到了PR122微粒的干燥粉体。对于得到的PR122微粒的干燥粉体,进行TEM观察和XRD测定,求出粒径、结晶度以及β型结晶比率。另外,对于结晶度以及β型结晶比率的各自的值,与实施例1~22同样地将相对于平均粒径的比例(以下记为PR122微粒的结晶度/平均粒径以及PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径)进行了评价。
在表8~10中示出第1流体及第2流体的处理条件(配方和运转条件)、第2流体的制备条件和得到的结果。
另外,表8中所示的第1流体及第2流体的温度(目标温度)为将第1流体和第2流体各自导入处理装置时的调温器(加热·冷却)的设定温度,表9或10中所示的第1流体和第2流体的温度为就要将第1流体和第2流体各自导入处理装置前(更详细地说,就要导入处理用面1、2间前)测定的温度。
[表8]
[表9]
[表10]
将实施例23~31中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化示于图14,将实施例23~31中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化示于图15,将实施例23~31中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化示于图16,将实施例23~31中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化示于图17。另外,将实施例32~40中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化示于图18,将实施例32~40中相对于第2流体的制备时间的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化示于图19,将实施例32~40中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的结晶度/平均粒径的变化示于图20,将实施例32~40中相对于第2流体的制备温度的PR122微粒的β型结晶比率/平均粒径的变化示于图21。
由图14~图15、图18~图19认定如下倾向:如果第2流体的制备时间增大、则得到的PR122微粒的结晶度/平均粒径、β型结晶比率/平均粒径的数值都增加,即使在除了上述的制备时间的变化以外还使第2流体的制备温度变化的实施例中也认定了同样的倾向。
另外,由图16~图17、图20~图21认定:如果第2流体的制备温度增大,则得到的PR122微粒的结晶度/平均粒径、β型结晶比率/平均粒径的数值都变化。即使在除了上述的制备时间的变化以外还使第2流体的制备温度变化的实施例中也认定了同样的倾向。
另外,由表9~10认定:如果第2流体的制备时间增大,则得到的PR122微粒的平均粒径变小。表9中认定如下倾向:如果第2流体的制备温度增大,则得到的PR122微粒的平均粒径变小。
本申请的实施例中,对于得到的PR122微粒,求出β型结晶比率,对β型结晶比率/平均粒径进行了评价,但可求出作为α型结晶的特定晶型的构成比率(α型结晶比率)、对α型结晶比率/平均粒径进行评价。本申请的实施例中,通过使规定搅拌能量的3个条件(搅拌时间、搅拌叶片的周向速度、微粒原料溶液的温度)中的至少1个变化而使搅拌能量增减,与进行变动的β型结晶比率、α型结晶比率的变动率相比,平均粒径的变动率倾向于变大,是由于:即使对β型结晶比率/平均粒径、α型结晶比率/平均粒径进行评价,也显示同样的倾向。
如果示出本发明的制造方法的一例,可以如下实施:在制造将粒径、结晶度及晶型设定为特定条件的微粒时,通过使上述溶解步骤中的上述搅拌叶片的周向速度条件变化,确定满足上述析出步骤中的对于上述微粒的粒径的上述特定条件的上述周向速度条件,一边维持确定了的上述周向速度条件一边使上述搅拌时间条件与上述温度条件的至少任一个变化,由此确定满足上述析出步骤中的对于上述微粒的结晶度及晶型的上述特定条件的上述搅拌时间条件和上述温度条件,由此制造粒径、结晶度及晶型满足上述特定条件的微粒。
在本申请的实施例17~22中,通过使作为第2流体的颜料溶液制备时的搅拌叶片的周向速度变化,确定满足对于得到的PR122微粒的平均粒径的特定条件的周向速度条件。在此,使特定条件为PR122微粒的平均粒径最大的实施例17,确定作为其周向速度的18.85m/秒作为周向速度条件。
接着,在本申请的实施例4~11中,一边维持上述周向速度条件一边使第2流体的制备时间(搅拌时间)与制备温度的至少任一者变化,由此确定满足对于PR122微粒的结晶度及晶型的特定条件的搅拌时间条件和温度条件。在此,使“结晶度”高、且“β型结晶比率”高的实施例4(实施例17)作为特定条件,确定作为其制备时间(搅拌时间)的30分钟作为搅拌时间条件。
进而,在本申请的实施例1~3、4(实施例17)中,使“结晶度”高、且“β型结晶比率”高的实施例4(实施例17)作为特定条件,确定作为其温度(制备温度)的28℃作为温度条件。
而且,可以如下实施:制造粒径、结晶度及晶型满足上述特定条件的微粒。
上述的特定条件的设定终归为一例,并不限定于上述的一例。
(使用了不良溶剂法的吲哚美辛微粒的制作)(实施例41~49)
使用图1中所示的流体处理装置,将作为微粒原料溶液的吲哚美辛溶液与析出溶剂在对向配设的、具有可接近和/或分离的处理用面、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面1、2间形成的薄膜流体中混合,在薄膜流体中使吲哚美辛微粒析出。在吲哚美辛溶液的制备中,使用具有旋转的搅拌叶片的搅拌机进行,通过使规定搅拌能量的3个条件(搅拌时间、搅拌叶片的周向速度、微粒原料溶液的温度)中吲哚美辛溶液的温度(制备温度)和/或搅拌时间(制备时间)变化,使搅拌能量增减。
首先,使用图4及图5中所示的、具有旋转的搅拌叶片的搅拌机(クレアミックス(エム·テクニック株式会社制造))制备吲哚美辛溶液。具体地,使用クレアミックス,一边以表12的搅拌叶片的周向速度搅拌二乙基醚一边投入吲哚美辛,在表12的制备时间、制备温度下搅拌吲哚美辛溶液,制备1.5wt%吲哚美辛溶液。
接着,从中央将作为第1流体的析出溶剂的己烷一边以供给压力/背压力=0.089MPaG/0.020MPaG、转速1700rpm进行送液,一边将吲哚美辛溶液作为第2流体导入处理用面间,将第1流体与第2流体在薄膜流体中混合。将吲哚美辛微粒分散液从处理用面1、2间排出。为了从排出了的吲哚美辛微粒分散液中将杂质除去,缓慢地使吲哚美辛微粒分散液凝聚,作为清洗操作,用离心分离机(×8000G)使吲哚美辛微粒分散液沉降,将上清液除去后,加入纯水而使吲哚美辛微粒分散液再分散,再次使用离心分离机使其沉降。进行了3次上述清洗操作后,将最终得到的吲哚美辛微粒分散液的糊剂在25℃、-0.1MPaG下真空干燥,得到了吲哚美辛微粒的干燥粉体。对于得到的吲哚美辛微粒的干燥粉体,进行TEM观察和XRD测定,求出粒径、结晶度和γ型结晶比率。另外,对于结晶度以及γ型结晶比率的各自的值,与实施例1~40同样地,对相对于平均粒径的比例(以下记为吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径以及吲哚美辛微粒的γ型结晶比率/平均粒径)进行了评价。
在表11~12中示出第1流体和第2流体的处理条件(配方及运转条件)、第2流体的制备条件和得到的结果。
另外,表11中所示的第1流体及第2流体的温度(目标温度)为将第1流体和第2流体各自导入处理装置时的调温器(加热·冷却)的设定温度,表12中所示的第1流体和第2流体的温度为就要将第1流体和第2流体各自导入处理装置前(更详细地说,就要导入处理用面1、2间导入前)测定的温度。
[表11]
[表12]
将实施例41~49中相对于第2流体的制备时间的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径的变化示于图22,将实施例41~49中相对于第2流体的制备温度的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径的变化示于图23。另外,将实施例41~49中相对于第2流体的制备时间的吲哚美辛微粒的γ型结晶比率/平均粒径的变化示于图24,将实施例41~49中相对于第2流体的制备温度的吲哚美辛微粒的γ型结晶比率/平均粒径的变化示于图25。
关于第2流体的制备条件,如果在同一制备温度(实施例41~43、实施例44~46及实施例47~49)下比较,在制备温度为33℃、25℃、5℃的任意的情况下,随着制备时间增加,得到的吲哚美辛微粒的平均粒径减小,显示出结晶度/平均粒径与γ型结晶比率/平均粒径都增加的倾向。
另外,关于第2流体的制备条件,如果在同一制备时间(实施例41、44、47、实施例42、45、48及实施例43、46、49)下比较,在制备时间为15分钟、30分钟、60分钟的任意的情况下,随着制备温度上升,得到的吲哚美辛微粒的平均粒径增加,显示出结晶度/平均粒径与γ型结晶比率/平均粒径都减少的倾向。
如果参照图22及图24,则可知:第2流体的制备时间短的期间(使制备时间为15分钟的情况下),无论第2流体的制备温度的高低,关于得到的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径及γ型结晶比率/平均粒径,几乎没有产生差。在使第2流体的制备时间为60分钟的情况下,根据制备温度的高低,得到的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径及γ型结晶比率/平均粒径之差非常大。在使第2流体的制备时间为30分钟的情况下,根据制备温度的高低,虽然产生得到的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径及γ型结晶比率/平均粒径之差,但与第2流体的制备时间为60分钟的情况相比,差减少。即,如果参照图22及图24,则第2流体的制备温度越高,相对于第2流体的制备时间的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径的变化量及γ型结晶比率/平均粒径的变化量越变小。如果示出这种情况的控制方法的一例,首先高地设定第2流体的制备温度后,设定第2流体的制备时间,由此能够容易地得到所期望的结晶度/平均粒径的变化及γ型结晶比率/平均粒径。另外,要使第2流体的制备时间相同而结晶度/平均粒径、γ型结晶比率/平均粒径变大,可低地设定制备温度,要使第2流体的制备时间相同而结晶度/平均粒径、γ型结晶比率/平均粒径变小,可高地设定制备温度。
如果参照图23及图25,得知:通过将第2流体的制备温度保持在比室温若干高的33℃,不论第2流体的制备时间的长短,关于得到的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径及γ型结晶比率/平均粒径,几乎没有产生差。在第2流体的制备温度为5℃的情况下,根据制备时间的长短,得到的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径及γ型结晶比率/平均粒径之差非常大。在将第2流体的制备温度保持在室温附近的25℃的情况下,根据制备时间的长短,虽然产生得到的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径和γ型结晶比率/平均粒径之差,但与第2流体的制备温度为5℃的情况相比,差减少。即,如果参照图23及图25,则第2流体的制备时间越短,相对于第2流体的制备温度的吲哚美辛微粒的结晶度/平均粒径的变化量及γ型结晶比率/平均粒径的变化量越变小。如果示出这种情况的控制方法的一例,首先短时间地设定第2流体的制备时间后,设定第2流体的制备温度,由此能够容易地得到所期望的结晶度/平均粒径的变化及γ型结晶比率/平均粒径。另外,要使第2流体的制备温度相同而结晶度/平均粒径、γ型结晶比率/平均粒径变大,可长地设定制备时间,要使第2流体的制备温度相同而结晶度/平均粒径、γ型结晶比率/平均粒径变小,可短地设定制备时间。
符号的说明
1 第1处理用面
2 第2处理用面
10 第1处理用部
11 第1托架
20 第2处理用部
21 第2托架
d1 第1导入部
d2 第2导入部
d20 开口部
Claims (8)
1.一种微粒的制造方法,其特征在于,该微粒的制造方法具有:
使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机而使至少1种的微粒原料在溶剂中溶解来得到微粒原料溶液的溶解步骤;和
将用于从所述微粒原料溶液使所述微粒原料析出的至少1种的析出溶剂、和所述微粒原料溶液导入对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面之间、在所述至少2个处理用面间形成的薄膜流体中混合而使微粒析出的析出步骤,其中,
在所述溶解步骤中,对于由利用所述搅拌机的搅拌时间条件、所述搅拌叶片的周向速度条件、所述微粒原料溶液的温度条件所规定的搅拌能量,通过使所述条件中的至少1个变化而使其增减,
通过所述搅拌能量的增减,控制所述析出步骤中得到的所述微粒的结晶度。
2.一种微粒的制造方法,其特征在于,该微粒的制造方法具有:
使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机而使至少1种的微粒原料在溶剂中溶解来得到微粒原料溶液的溶解步骤;和
将用于从所述微粒原料溶液使所述微粒原料析出的至少1种的析出溶剂、和所述微粒原料溶液导入对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面之间、在所述至少2个处理用面间形成的薄膜流体中混合而使微粒析出的析出步骤,
在所述溶解步骤中,对于由利用所述搅拌机的搅拌时间条件、所述搅拌叶片的周向速度条件、所述微粒原料溶液的温度条件所规定的搅拌能量,通过使所述条件中的至少1个变化而使其增减,
通过所述搅拌能量的增减,控制所述析出步骤中得到的所述微粒的晶型。
3.根据权利要求1所述的微粒的制造方法,其特征在于,通过使所述溶解步骤中的所述搅拌能量增加,进行控制以使得相对于所述微粒的粒径的所述微粒的结晶度的比率上升。
4.根据权利要求2所述的微粒的制造方法,其特征在于,所述微粒具有多个晶型,使相对于多个晶型的结晶成分的特定的晶型的结晶成分的比率为特定晶型的构成比率,
通过使所述溶解步骤中的所述搅拌能量增加,进行控制以使得相对于所述微粒的粒径的所述特定晶型的构成比率的比率上升。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的微粒的制造方法,其特征在于,所述微粒为颜料微粒。
6.根据权利要求3或4所述的微粒的制造方法,其特征在于,所述析出步骤通过酸糊化法、碱糊法、或不良溶剂法而使所述微粒析出。
7.根据权利要求6所述的微粒的制造方法,其特征在于,所述微粒为颜料微粒。
8.一种微粒的制造方法,其特征在于,该微粒的制造方法具有:
使用具有进行旋转的搅拌叶片的搅拌机而使至少1种的微粒原料在溶剂中溶解来得到微粒原料溶液的溶解步骤;和
将用于从所述微粒原料溶液使所述微粒原料析出的至少1种的析出溶剂、和所述微粒原料溶液导入对向配设的、可接近和/或分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面之间,在所述至少2个处理用面间形成的薄膜流体中混合而使微粒析出的析出步骤,其中,
在所述溶解步骤中,对于由利用所述搅拌机的搅拌时间条件、所述搅拌叶片的周向速度条件、所述微粒原料溶液的温度条件所规定的搅拌能量,通过使所述条件中的至少1个变化而使其增减,
在制造将粒径、结晶度及晶型设定为特定条件的微粒时,
通过使所述溶解步骤中的所述周向速度条件和所述搅拌时间条件和所述温度条件中的1个条件(第1条件)变化、将其他2个条件(第2第3条件)固定,对于所述析出步骤中的所述微粒的粒径、结晶度及晶型中的至少1个,确定满足所述特定条件的所述第1条件,
通过一边维持确定了的所述第1条件一边使所述第2第3条件中的至少任一方变化,确定满足对于所述析出步骤中的所述微粒的粒径、结晶度及晶型中的与所述至少1个不同的剩余的2个的所述特定条件的所述周向速度条件和所述搅拌时间条件和所述温度条件中的与所述第1条件不同的所述第2第3条件,由此制造粒径、结晶度及晶型满足所述特定条件的微粒。
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