JP2001293345A - 多層チャンネル構造体 - Google Patents

多層チャンネル構造体

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JP2001293345A
JP2001293345A JP2000110107A JP2000110107A JP2001293345A JP 2001293345 A JP2001293345 A JP 2001293345A JP 2000110107 A JP2000110107 A JP 2000110107A JP 2000110107 A JP2000110107 A JP 2000110107A JP 2001293345 A JP2001293345 A JP 2001293345A
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Akio Maekawa
明男 前川
Masashi Goto
昌史 後藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合、乳化における処理能力が高く、コンパ
クトで混合速度や乳化精度、化学反応、温度を適宜適切
に制御可能で、複数種の混合、乳化をマルチに制御す
る。 【解決手段】 互いに交差する方向に物質を導入させる
ことができるチャネルを持つ多層チャンネル構造体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに交差する方
向に物質を導入させることができるチャネルを持つ多層
チャンネル構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、物質の混合、乳化を行う場合や化
学反応を操作する場合は乳化釜や反応釜等が利用されて
きたがこれらはいずれもバッチ式製法で処理能力が低い
ばかりか設備はかさばり広いスペースを確保する必要が
あるなどの問題があった。また、複数種の物質を別々に
混合、乳化させるにはそれら毎に混合、乳化、反応釜が
必要となり多大な設備が必要となったり、連続的に処理
できるこれまでの装置を用いたとしても、ひとつの装置
で複数種の物質を別々に混合、乳化させることは困難で
あり、また安定な乳化粒子が得難いといった問題があっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、混合、乳化
や化学反応操作における処理能力が高く、コンパクトで
混合速度や乳化精度、温度を適宜適切に制御可能で、複
数種の混合、乳化をマルチに制御可能な多層チャンネル
構造体を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、チャンネル
毎に異なる物質を導入させることができる複数のチャン
ネルを持つ多層チャンネル構造およびそれを用いた物質
の混合、乳化、反応方法に関するものであって、本構造
体とすることで省スペース、高効率、高耐圧が実現する
と共に、それぞれのチャンネルに異なる物質を導入し、
隔壁を介して一方の物質を他方の物質に作用させること
により安定な乳化粒子や反応が得られることや、隔壁を
均一な所望の穴径の多孔質素材とすることで乳化粒子径
が自在にコントロールできること、数層おきのチャンネ
ルを温度制御用物質の通路またはジャケットとし、その
温度制御用チャンネルに挟まれる位置にある複数のチャ
ンネル内物質の温度を適宜制御できることなどを見出
し、本発明を完成した。
【0005】即ち、本発明は、図1に示すようなチャン
ネル毎に異なる物質を導入させることができる複数のチ
ャンネルを持つ多層構造体で、多孔質の隔壁を介して一
方の物質が他方の物質に影響を与える多層チャンネル構
造体に関するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の多層チャンネル構造体の
隔壁は、隔壁を介して一方の物質が他方の物質に影響を
与える場合においては均一な径の細孔を有しているもの
であれば金属、無機質または有機質のいずれであっても
よく、例えば、特公昭62−25618号公報に開示さ
れたCaO−B23−SiO2−Al23系多孔質ガラ
ス、特開昭61−40841号公報(米国特許第4,6
57,875号明細書)に開示されたCaO−B23
SiO2−Al23−Na2O系多孔質ガラス及びCaO
−B23−SiO2−Al23−Na2O−MgO系多孔
質ガラス等を膜状体にしたガラス多孔質膜等を用いるこ
とができる。
【0007】ここで、本発明において、「均一な径の細
孔」とは、特公平8−2416号公報に開示されている
ようにミクロ多孔膜体の細孔径が、相対累積細孔分布曲
線において、細孔容積が全体の10%を占めるときの細
孔径(φ10)を、細孔容積が全体の90%を占める時
の細孔径(φ90)で除した値が1〜1.5程度の範囲
内にある場合をいう。
【0008】細孔径の平均粒径は、チャンネル内に導入
する物質や達成しようとする目的に応じて適宜選択でき
るが、気体を導入する場合、通常0.001μmから1
0μm、好ましくは0.01μmから1μm、液体の場
合で0.05μmから500μm、好ましくは0.1μ
mから100μmである。
【0009】隔壁の厚みについては、特に限定されない
が通常0.1mmから5mm、好ましくは0.4〜2m
mで用いられる。また温度制御物質を導入する場合にお
いてはその温度制御物質が被温度制御物質に混入しない
形態でであれば特に限定されず、その目的からして金属
などの熱伝導率の高い材質が好ましい。
【0010】本発明の多層チャンネル構造体のチャンネ
ル配置方向は特に限定されないが、各層で異なる方向に
配置するのが構造体の強度が高まることや、一方の物質
が他方の物質に、より均一に影響を与える点で好まし
い。各層が互いに直角に交わる方向に配置すると多層チ
ャンネル構造体自体を立方体の単純形状にでき各チャン
ネルを密閉接続がしやすい点で更に好ましい。また、チ
ャンネルの断面積についても特に限定はなく導入する物
質の性質により適宜選定され、例えば低粘性の液体や気
体、固体分散液体を導入する場合は断面積5〜50平方
ミリメートル程度のチャンネルが利用でき、高粘性の液
体を導入する場合は断面積25〜300平方ミリメート
ル程度のチャンネルが利用できる。チャンネルの形状も
特に限定されないが、物質の均一安定な多孔質隔壁透過
を得るために隔壁厚が均一となる角型チャンネルが好ま
しい。
【0011】本発明の多層チャンネル構造体における層
の数や横方向に並べる数もそれぞれ2層以上、一列以上
であれば特に限定されるものではないが高い効率や処理
能力を確保するため通常それぞれ数十層、数十列で用い
られる。
【0012】本発明の多層チャンネル構造体の多孔質隔
壁を透過させる物質は加圧装置により加圧されチャンネ
ルに導入される。即ちチャンネル毎、層毎に適宜圧力格
差をつけることで高圧がかけられたチャンネルから低圧
側へと物質の隔壁透過方向を制御できる。
【0013】本発明の多層チャンネル構造体は、液体、
気体、固体分散液体、固体分散気体などの物質を導入さ
せることで、物質の混合物、すなわち乳化物、分散物な
どの製造に利用でき、更に具体的には、医薬品、医薬部
外品、化粧品、食品、雑品、工業製品、およびそれら各
分野の中間製品等で用いることができる。
【0014】
【実施例】以下に、本発明の多層チャンネル構造体を用
いた実施例を挙げ説明する。 実施例1 上方より奇数層チャンネルにオイル相、偶数層チャンネ
ルに水相を導入し、奇数層チャンネルには0.5MPa
の圧力をかけ偶数総チャンネルの出口より乳化混合され
た薬剤を回収しヘアローションを製造した。奇数層と偶
数層の隔壁には平均直径5μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) 水相 水 83.5 プロピレングリコール 5.0 ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油(60EO) 1.0 油相 香料 0.5 ミリスチン酸イソトリデシル 5.0 エタノール 5.0 合計 100.0
【0015】実施例2 上方より奇数層チャンネルにオイル相、偶数層チャンネ
ルに水相を導入し、奇数層チャンネルには0.5MPa
の圧力をかけ偶数総チャンネルの出口より乳化混合され
た薬剤を回収し化粧水を製造した。奇数層と偶数層の隔
壁には平均直径2μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) 水相 水 89.8 グリセリン 5.0 ポリオキシエチレン 1.0 ステアリルエーテル(20EO) フェノキシエタノール 0.2 油相 スクワラン 2.0 オクタン酸グリセリル 2.0 合計 100.0
【0016】実施例3 上方より第1層と第4層のチャンネルに温度制御用熱媒を
導入し、第2層のチャンネルに加熱溶解されたオイル
相、第3層のチャンネルに加熱された水相を導入、以下
の層はこの単位の繰り返しとし、第2層のチャンネルに
は1MPaの圧力をかけ第3層のチャンネルの出口より
乳化混合された薬剤を回収しそれを冷却してヘアクリー
ムを製造した。第2層と第3層の隔壁には平均直径7μ
の多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) 水相 ポリオキシエチレン20EO 4.0 ソルビタンモノステアレ−ト パラオキシ安息香酸エステル 0.2 水 残部 油相 ミツロウ 5.0 ラノリン 4.0 ワセリン 5.0 流動パラフィン 33.0 香料 微量 合計 100.0
【0017】実施例4 上方より第1層と第4層のチャンネルに温度制御用熱媒を
導入し、第2層のチャンネルに通常の乳化装置により下
記の組成を予備的に乳化混合した薬剤を1MPaの圧力
をかけ導入し、第2層と第3層の隔壁とした平均直径2
μの多孔質により乳化粒子が整えられた薬剤を第3層の
チャンネルの出口より回収し、以下の層はこの単位の繰
り返しとし、回収薬剤を冷却してスキンクリームを製造
した。 成分 分量(%) 水相 パラオキシ安息香酸エステル 0.2 コラーゲンペプタイド 0.5 植物抽出エキス 0.1 水 残部 油相 ポリオキシエチレン(20EO) 4.0 ソルビタンモノオレエ−ト ソルビタンモノオレエ−ト 2.0 ミツロウ 5.0 ラノリン 4.0 ワセリン 5.0 流動パラフィン 33.0 香料 微量 合計 100.0
【0018】実施例5 上方より第1層と第4層のチャンネルに温度制御用熱媒を
導入し、第2層第3層を約100℃に保持し、第2層の
チャンネルにA相、第3層のチャンネルにB相を導入、
以下の層はこの単位の繰り返しとし、第2層のチャンネ
ルには0.4MPaの圧力をかけ第3層のチャンネルの
出口より重合された薬剤を回収しそれを冷却して生分解
性ポリマー液を製造した。第2層と第3層の隔壁には平
均直径20μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) A相 60%アクリル酸水溶液 38.0 30%過酸化水素水 30.0 6.3%メルカプトエタノール水溶液 12.0 B相 0.05% L-アスコルビン酸水溶液 残部 合計 100.0
【0019】実施例6 上方より奇数層チャンネルにオイル相、偶数層チャンネ
ルに水相を導入し、奇数層チャンネルには1.2MPa
の圧力をかけ偶数総チャンネルの出口より乳化混合され
た薬剤を回収しボディーウォーターを製造した。奇数層
と偶数層の隔壁には平均直径0.4μの多孔質壁を用い
た。 成分 分量(%) 水相 デカグリセリルモノラウレート 0.05 グリセリン 5.0 パラベン 0.3 水 残部 油相 L−メントール 0.5 香料 0.5 合計 100.0
【0020】実施例7 上方より奇数層チャンネルにオイル相、偶数層チャンネ
ルに水相を導入し、奇数層チャンネルには1MPaの圧
力をかけ偶数総チャンネルの出口より乳化混合された薬
剤を回収しマウスウォッシュを製造した。奇数層と偶数
層の隔壁には平均直径0.4μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) 水相 POE(60)硬化ヒマシ油 0.02 グリセリン 10.0 塩化リゾチーム 0.5 エタノール 8.0 水 残部 油層 香料 0.4 酢酸トコフェロール 0.05 合計 100.0
【0021】実施例8 上方より第1層と第4層のチャンネルに温度制御用熱媒
を導入し、第2層第3層を約80℃に保持し、第2層の
チャンネルにA相、第3層のチャンネルにB相を導入、
以下の層はこの単位の繰り返しとし、第2層のチャンネ
ルには0.6MPaの圧力をかけ第3層のチャンネルの
出口より重合された薬剤を回収しそれを適量中和、冷却
して整髪用ポリマー液を製造した。第2層と第3層の隔
壁には平均直径30μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) A相 過酸化ベンゾイル 0.64 エチルアルコール 9.6 B相 メチルアクリレート 16.0 メチルメタアクリレート 19.2 ドデシルメタアクリレート 9.6 ダイアセトンアクリルアミド 12.8 アクリル酸 2.6 メタアクリル酸 3.2 イタコン酸 0.6 エチルアルコール 残部 合計 100.0
【0022】実施例9 上方より奇数層チャンネルにオイル相、偶数層チャンネ
ルに水相を導入し、奇数層チャンネルには1MPaの圧
力をかけ偶数総チャンネルの出口より乳化混合された薬
剤を回収し栄養ドリンク剤を製造した。奇数層と偶数層
の隔壁には平均直径0.3μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) 水相 POE(60)硬化ヒマシ油 0.01 ニンジンエキス 1.0 安息香酸塩 0.2 パラベン 0.1 水 残部 油相 酢酸トコフェロール 0.05 ビタミンB6 0.02 香料 0.1 合計 100.0
【0023】実施例10 上方より奇数層チャンネルにオイル相、偶数層チャンネ
ルに水相を導入し、奇数層チャンネルには1MPaの圧
力をかけ偶数総チャンネルの出口より乳化混合された薬
剤を回収し輸液(脂肪乳剤)を製造した。奇数層と偶数
層の隔壁には平均直径0.2μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) 水相 POE(60)硬化ヒマシ油 0.5 グリセリン 2.0 水 残部 油相 大豆油 10.0 合計 100.0
【0024】実施例11 上方より第1層と第4層のチャンネルに温度制御用熱媒を
導入し、第2層第3層を約80℃に保持し、第2層のチ
ャンネルにA相、第3層のチャンネルにB相を導入、以
下の層はこの単位の繰り返しとし、第2層のチャンネル
には0.8MPaの圧力をかけ第3層のチャンネルの出
口より重合された薬剤を回収しそれを適量中和、冷却し
て接着用ポリマー液を製造した。第2層と第3層の隔壁
には平均直径10μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) A相 過酸化ベンゾイル 1.05 エチルアルコール 14.4 B相 エチルアクリレート 30.0 スチレン 2.5 2−エチルヘキシルアクリレート 5.9 アクリル酸 0.42 エチルアルコール 残部 合計 100.0
【0025】実施例12 上方より奇数層チャンネルにオイル相、偶数層チャンネ
ルに水相を導入し、奇数層チャンネルには1.2MPa
の圧力をかけ偶数総チャンネルの出口より乳化混合され
た薬剤を回収し点眼剤を製造した。奇数層と偶数層の隔
壁には平均直径0.2μの多孔質壁を用いた。 成分 分量(%) 水相 POE(60)硬化ヒマシ油 0.01 塩化ベンザルコニウム 0.05 クロロブタノール 0.1 エデト酸ナトリウム 0.05 水 残部 油相 ビタミンB12 0.01 酢酸d-α-トコエロール 0.1 合計 100.0
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、混合、乳化や化学反応
操作における処理能力が高く、コンパクトで混合速度や
乳化精度、温度を適宜適切に制御可能で、複数種の混
合、乳化をマルチに制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 多層チャンネル構造体図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 7/16 A61K 7/16 9/08 9/08 B01F 5/00 B01F 5/00 A B01J 19/24 B01J 19/24 Z Fターム(参考) 4C076 AA12 BB24 CC23 DD37 DD49 EE53 FF16 FF39 FF65 4C083 AA082 AA112 AC012 AC022 AC102 AC122 AC182 AC352 AC422 AC432 AC442 AC482 AD432 AD472 AD512 AD662 CC04 CC05 CC32 CC33 CC41 DD23 DD31 4G035 AB37 AB40 AC01 AE15 AE17 4G075 AA02 BB05 BB08 BB10 BD05 BD15 BD24 CA65 DA02 EA02 EB21 EC07 EE01 EE34 FA02 FA12 FA14

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャンネル毎に異なる物質を導入させる
    ことができる複数のチャンネルを持つ多層チャンネル構
    造体。
  2. 【請求項2】 それぞれのチャンネルに異なる物質を導
    入し、隔壁を介して一方の物質が他方の物質に影響を与
    えることを特徴とする請求項1に記載の多層チャンネル
    構造体。
  3. 【請求項3】 上部より第一層と第二層にあるそれぞれ
    のチャンネルに異なる物質を導入し、隔壁を介して一方
    の物質が他方の物質に影響を与え、さらにその影響を受
    けた物質が第三層のチャンネルに導入されたさらに異な
    る物質へと層毎に次々と多段階的に影響が伝播すること
    を特徴とする請求項1〜2に記載の多層チャンネル構造
    体。
  4. 【請求項4】 数層おきのチャンネルが温度制御用物質
    の通路またはジャケットで、その温度制御用チャンネル
    に挟まれる位置の複数のチャンネルに異なる物質を導入
    し、隔壁を介して一方の物質が他方の物質に影響を与え
    る、もしくはさらにその影響を受けた物質が第三層のチ
    ャンネルに導入されたさらに異なる物質へと層毎に次々
    と多段階的に影響が伝播し、それら温度制御用チャンネ
    ルに挟まれた複数のチャンネルが温度制御物質により適
    宜温度制御されることを特徴とする請求項1〜3に記載
    の多層チャンネル構造体。
  5. 【請求項5】 それぞれのチャンネルが互いに異なる方
    向に配置されたことを特徴とする請求項1〜4に記載の
    多層チャンネル構造体。
  6. 【請求項6】 温度制御用チャンネル以外の隔壁が多孔
    質からなることを特徴とする請求項1〜5に記載の多層
    チャンネル構造体。
  7. 【請求項7】 多孔質の穴径が均一であることを特徴と
    する請求項6に記載の多層チャンネル構造体。
  8. 【請求項8】 多孔質の穴径が3ナノメートルから数百
    ミクロンであることを特徴とする請求項6〜7に記載の
    多層チャンネル構造体
  9. 【請求項9】 チャンネル内に導入する物質が、液体、
    気体、固体分散液体、固体分散気体から選ばれる請求項
    1〜8に記載の多層チャンネル構造体
  10. 【請求項10】 請求項1〜9の何れか1項に記載の多
    層チャンネル構造体を用いた混合物、あるいは乳化物の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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