JP2003071261A - 単分散複合型エマルションの製造装置 - Google Patents
単分散複合型エマルションの製造装置Info
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Abstract
の各種複合型エマルションを効率よく製造できる装置を
提供する。 【解決手段】 第2スペース12内に供給口65を介し
て連続相を供給した状態で、第1スペース11内に供給
口64を介して分散相を供給する。また、これと同時に
第3スペース13内に供給口66を介して連続相を供給
する。上記の状態から、第1スペース11内に供給する
分散相の圧を高めることで、分散相が第1マイクロチャ
ネル21を介して第2スペース12内の連続相内に分散
してエマルションが生成される。そして、第2スペース
12内の圧力を高めることで第2スペース12内に形成
されたエマルションは第2マイクロチャネル22を介し
て第3スペース13内の連続相内に分散し、目的とする
複合型エマルションが生成される。
Description
は化粧品などに広く利用される複合型エマルションに関
する。
すさや使用しやすさを向上するため、多くの製品がエマ
ルションとして製造・販売されている。例えば、食品と
してはマーガリンやアイスクリーム、医薬品としては軟
膏、化成品としては化粧クリームなどが挙げられる。
連続相とし油を分散相とした水中油滴(oil-in-water
(O/W))型、油中水滴(water-in-oil(W/O)型の他
に、(water-in-oil-in-water(W/O/W)型や(oil-in-
water-in-oil(O/W/O)型などの複合型エマルション
が知られている。この複合型エマルションはDDS(薬
理送達システム)やFDS(機能性食餌成分送達システ
ム)などへの応用が期待されている。
しては、2段階乳化法と転相乳化法が知られている。2
段階乳化法は、比較的多量の親油性界面活性剤を用いて
W/Oエマルションを調製し、W/Oエマルションを比
較的希薄な非イオン界面活性剤水溶液に投入して複合エ
マルションとする方法であり、一般的な製造法として利
用されている。転相乳化法は、油に水相を添加してW/
Oエマルションを作り、そこに糖や塩、酢酸などを含む
水相を加えて転相させることにより複合エマルションを
得る方法である。この方法では使用する界面活性剤や油
相、添加物の組み合わせが限定される。
生体内での挙動をコントロールするには複合エマルショ
ンのサイズをコントロールできるようにすることが必要
である。しかしながら、前記2段階乳化法では複合エマ
ルションのサイズをコントロールすることは困難であ
る.一方、転相乳化法によれば複合エマルションのサイ
ズをコントロールすることは可能であるが、界面活性剤
と油相との組み合わせが限定されてしまう。
ョンを効率よく製造できるマイクロチャネル式の装置
を、特許第2981547号、特許第3012608号
或いは特許第3089285号等として提案している
が、これらの装置では複合タイプのエマルションを一連
の操作で製造することはできない。
本発明に係る単分散複合型エマルションの製造装置は、
分散相が供給される第1スペースと、この第1スペース
に隣接するとともに連続相が供給される第2スペース
と、この第2スペースに隣接するとともに前記連続相と
同一または別の連続相が供給される第3スペースと備
え、前記第1スペースと第2スペースは第1マイクロチ
ャネルでつながり、前記第2スペースと第3スペースは
第2マイクロチャネルでつながった構成とした。
スペースは、例えば基板とプレートの間に画成された扁
平なスペースで、また、前記第1マイクロチャネル及び
第2マイクロチャネルは基板に形成する構成とする。こ
のように、マイクロチャネルを基板に形成する場合には
集積回路の形成技術を応用することで、微細且つ正確な
寸法のマイクロチャネルを形成することができ、分散相
の粒径を均一にすることができる。
のプレートと反対側面に、ラバープレートを介して分散
相の供給路、連続相の供給路及びエマルションの回収路
を形成したジョイントブロックを設ける構成が考えられ
る。このような構成とすることで、配管の取り廻し等が
簡略化され、装置全体がコンパクトになる。
することで、効率よく単分散複合型エマルションを製造
することができる。
図面に基づいて詳述する。ここで、図1は本発明に係る
単分散複合型エマルションの製造装置を組み込んだモジ
ュールの斜視図、図2は同モジュールを下から見た図、
図3は同単分散複合型エマルションの製造装置の側面
図、図4はジョイントブロックの斜視図、図5はマイク
ロチャネル基板の平面図、図6は同マイクロチャネル基
板の拡大斜視図である。
ース1の中央部に開口2が形成され、両サイドに支柱
3、3を設け、この支柱3、3間に支持バー4を架設
し、この支持バー4の中間に複合型エマルションの製造
装置5を固定している。
の一面側にガラスプレート7を、他面側にラバープレー
ト8を介してジョイントブロック9を液密に当接して構
成され、ガラスプレート7は前記円盤状ベース1の開口
2に嵌まり込む。
にはドライエッチング技術などにより枠部61と境界壁
62、63が他の部分よりも高く形成され、基板6とガ
ラスプレート7とを合わせた状態で、扁平な第1スペー
ス11、第2スペース12及び第3スペース13が画成
される。
グ技術などにより第1マイクロチャネル21が形成さ
れ、前記境界壁63には第2マイクロチャネル22が形
成され、第1マイクロチャネル21により第1スペース
11と第2スペース12とが連通し、第2マイクロチャ
ネル22により第2スペース12と第3スペース13と
が連通している。
22の幅を第1マイクロチャネル21の幅よりも大きく
している。具体的には、第1マイクロチャネル21の最
も狭くなっている個所の寸法は約5μm、第2マイクロ
チャネル22の最も狭くなっている個所の寸法は約15
μmである。
成する面には分散相の供給口64、64が開口し、第2
スペース12を画成する面には連続相の供給口65、6
5が開口し、第3スペース13を画成する面には連続相
の供給口66と複合型エマルションの回収口67が開口
している。
ル樹脂などの透明材料からなるキュービック状をなし、
このジョイントブロック9には前記分散相の供給口6
4、64につながる分散相の供給路91,91、前記連
続相の供給口65、65につながる連続相の供給路9
2,92及び前記連続相の供給口66につながる連続相
の供給路93と複合型エマルションの回収口67につな
がる回収路94が形成されている。なお、分散相の供給
路91にはシリンジポンプを介して分散相が供給され、
連続相の供給路92,93にはペリスタポンプを介して
連続相が供給される。
ションを作る場合、基板6及びガラスプレート7は連続
相のみに濡れている必要がある。つまり、W/O型エマ
ルションを作成する場合には、基板6及びガラスプレー
ト7は表面が疎水性を呈する必要があり、O/W型エマ
ルションを作成する場合には、基板6及びガラスプレー
ト7は表面が親水性を呈する必要がある。
O型エマルションを作成し、第2マイクロチャネル22
でW/O/W型の複合エマルションを作成する場合に
は、第1及び第2スペース11、12を画成する基板6
及びガラスプレート7の部分は疎水性とし、第2マイク
ロチャネル22及び第3スペース13を画成する基板6
及びガラスプレート7の部分は親水性とする必要があ
る。
ート7に部分的に疎水性および親水性の表面特性を与え
るため、本発明は図7に示す処理を施した。尚、図7で
は基板6に対する処理を示すが、ガラスプレート7に対
する処理も同様である。
元来親水性を呈する。この親水性を呈する基板6の表面
全体にシランカップリング剤であるオクタデシルトリク
ロロシラン−トルエン溶液を用いてシランカップリング
反応を行い、(b)に示すように基板6の表面全体を疎
水化する。次いで、(c)に示すように、疎水性を残し
ておきたい部分つまり第1マイクロチャネル21よりも
上流側になる部分にホトレジストでマスキングし、更に
(d)に示すように基板6全面に酸素プラズマを3分程
照射し、マスキングされていない部分を親水化せしめ、
この後マスキングを除去することで、トリオレイン−水
系での接触角が49.8°の親水性を呈する部分と,15
4.4°の疎水性を呈する部分を有する基板が得られ
た。
ルションを製造するには、第2スペース12内にジョイ
ントブロック9の連続相供給路92、供給口65を介し
て連続相を供給した状態で、ジョイントブロック9の分
散相供給路91及び供給口64を介して第1スペース1
1内に分散相を供給する。また、これと同時に第3スペ
ース13内にジョイントブロック9の連続相供給路9
3、供給口66を介して連続相を供給する。ここで、第
2スペース12および第3スペース13に供給する連続
相は同一でも或いは異なっていてもよい。
給する分散相の圧を高めることで、分散相が第1マイク
ロチャネル21を介して第2スペース12内の連続相内
に分散してエマルションが生成される。そして、第2ス
ペース12内の圧力を高めることで第2スペース12内
に形成されたエマルションは第2マイクロチャネル22
を介して第3スペース13内の連続相内に分散し、目的
とする複合型エマルションが生成される。
ース12に供給する連続相として水相(W)、第3スペ
ース13に供給する連続相として油相(O)を用いた場
合には、O/W/O型の複合型エマルションが生成さ
れ、分散相として水相(W)、第2スペース12に供給
する連続相として油相(O)、第3スペース13に供給
する連続相として水相(W)を用いた場合には、W/O
/W型の複合型エマルションが生成される。
として水相(W)、第2スペース12に供給する連続相
として油相(ヒマワリ油)(O)を用い、界面活性剤と
してCR−310を添加した場合の、第1マイクロチャ
ネル21によるエマルションの生成状況を示す写真であ
る。この写真から本発明装置により平均粒径10.7μ
mのW/Oエマルションが連続して生成されることが分
る。
相(W)を供給し、界面活性剤としてCR−310を添
加した場合の、第2マイクロチャネル22による複合型
エマルションの生成状況を示す写真である。この写真か
ら本発明装置により均一な粒径のW/O/W複合型エマ
ルションが連続して生成されることが分る。
際に用いる界面活性剤として、疎水性のHGPO、親水
性のDGMLを用いて同様に実験を行った。結果を以下
の(表)に示す。(表)からは極めて強い疎水性を示す
CR−310が界面活性剤として最も優れていることが
分る。
マルション、O/W/O複合型エマルションに限らず、
WまたはOの代わりにE(エタノールなどのアルコー
ル)を用いた複合型エマルションの製造も可能である。
即ち、水および油に対して不溶性若しくは低溶解性物質
をエマルション分散系として活用する方法はこれまで確
立されていないが本発明によれば各種の機能性エマルシ
ョンの製造が可能になる。
は溶解性の低い物質をアルコールに溶解し、このアルコ
ールを分散相として油中に分散せしめてエマルションと
し、更にこのエマルションを水中に分散せしめた複合型
エマルションが考えられる。
解性の低い物質としては、食品関連物質としてはカテキ
ン類、アントシアニン、ケルセチンなどのポリフェノー
ルを挙げることができる。カテキン類、アントシアニン
水に僅かに溶けるポリフェノールとして知られており、
またケルセチンなどの多くのポリフェノールは水に殆ど
溶解しない。植物油に僅かに溶解するものもあるが、エ
タノール等のアルコールに対しては、20〜30%近く
の高い溶解度を示し、本発明のように当該アルコールを
油中に分散せしめることで安定な高濃度分散系を実現で
きる。また、水や油に対して不溶性もしくは溶解性が低
い物質としては、ステロイドホルモンとして知られるア
ンドロステンジオンや制ガン性テルペノイドであるタキ
ソール、或いは紋枯病防除薬として知られるバリダマイ
シンなどを挙げることができる。
装置によれば、単分散複合型エマルションを連続して製
造することができ、工業的に極めて有意義である。ま
た、本発明に係る製造装置によれば、マイクロチャネル
の形状を変更することで生成されるエマルションの粒径
をコントロールすることができ、DDS(薬理送達シス
テム)やFDS(機能性食餌成分送達システム)などへ
の応用が期待できる。
装置を組み込んだモジュールの斜視図
図
示す拡大写真
示す拡大写真
Claims (4)
- 【請求項1】 エマルションを構成する分散相自体が別
のエマルションとなっている単分散複合型エマルション
を製造する装置であって、この装置は分散相が供給され
る第1スペースと、この第1スペースに隣接するととも
に連続相が供給される第2スペースと、この第2スペー
スに隣接するとともに前記連続相と同一または別の連続
相が供給される第3スペースと備え、前記第1スペース
と第2スペースは第1マイクロチャネルでつながり、前
記第2スペースと第3スペースは第2マイクロチャネル
でつながっていることを特徴とする単分散複合型エマル
ションの製造装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の単分散複合型エマルシ
ョンの製造装置において、前記第1スペース、第2スペ
ース及び第3スペースは基板とプレートの間に画成さ
れ、前記第1マイクロチャネル及び第2マイクロチャネ
ルは基板に形成されていることを特徴とする単分散複合
型エマルションの製造装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の単分散複合型エマルシ
ョンの製造装置において、前記基板のプレートと反対側
面には、ラバープレートを介して分散相の供給路、連続
相の供給路及びエマルションの回収路を形成したジョイ
ントブロックが設けられていることを特徴とする単分散
複合型エマルションの製造装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載の単分散複合型エマルシ
ョンの製造装置において、前記基板は部分的に疎水性及
び親水性を呈する処理がなされていることを特徴とする
単分散複合型エマルションの製造装置。
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