JP2021063171A - Liquid crystal emulsification method of oil-in-water type emulsion - Google Patents

Liquid crystal emulsification method of oil-in-water type emulsion Download PDF

Info

Publication number
JP2021063171A
JP2021063171A JP2019188206A JP2019188206A JP2021063171A JP 2021063171 A JP2021063171 A JP 2021063171A JP 2019188206 A JP2019188206 A JP 2019188206A JP 2019188206 A JP2019188206 A JP 2019188206A JP 2021063171 A JP2021063171 A JP 2021063171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
water
liquid crystal
emulsion
crystal phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019188206A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
伸一 荒木
Shinichi Araki
伸一 荒木
容子 堀
Yoko Hori
容子 堀
憲二 五十嵐
Kenji Igarashi
憲二 五十嵐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd
Original Assignee
Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd filed Critical Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd
Priority to JP2019188206A priority Critical patent/JP2021063171A/en
Publication of JP2021063171A publication Critical patent/JP2021063171A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a method for producing an oil-in-water type emulsion by a liquid crystal emulsification method.SOLUTION: A liquid crystal emulsification method is provided, by which a water-in-oil type pre-emulsion of a silicone composition and a nonionic surfactant is continuously converted into an oil-in-water type emulsion via a liquid crystal phase. The method includes: a step of producing the water-in-oil type pre-emulsion by selecting a quantitative ratio of the nonionic surfactant to an oil amount; a step of allowing the water-in-oil type pre-emulsion to flow into a sealed space and imparting shear energy to form a liquid crystal phase as a preparation state for forming an oil-in-water type emulsion; and a step of adding water to the liquid crystal phase outflowing from the sealed space to form the oil-in-water type emulsion. The method includes a step of setting the temperature of the water-in-oil type pre-emulsion depending on the quantitative ratio of the surfactant to the oil amount in the step of producing the water-in-oil type pre-emulsion, so as to avoid completion of an endothermic reaction by the liquid-crystallization of the water-in-oil type pre-emulsion at the time when the liquid crystal phase outflows from the sealed space.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水中油型エマルジョンの液晶乳化法に関し、より詳細には、水中油型エマルジョンを液晶乳化法により製造する場合において、連続式に液晶相を形成しつつ、水中油型エマルジョンの油滴粒子の粒子径および粒子径分布の制御、さらに、粒径の拡径化を抑制可能な水中油型エマルジョンの製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal emulsification method for an oil-in-water emulsion. More specifically, when an oil-in-water emulsion is produced by a liquid crystal emulsification method, oil droplets of the oil-in-water emulsion are formed while continuously forming a liquid crystal phase. The present invention relates to a method for producing an oil-in-water emulsion capable of controlling the particle size and particle size distribution of particles and suppressing the expansion of the particle size.

水中油型エマルジョンを製造するのに、油中水型のプレエマルジョンを液晶相を経て水中油型エマルジョンとする液晶乳化法が知られている(非特許文献1)。
水中油型エマルジョンを直接製造する場合には、油滴の粒径のバラツキからエマルジョンの安定性を確保するのが困難なことから、油中水型のプレエマルジョンを液晶相を経て転相により水中油型エマルジョンとする液晶乳化法が多用されている。
油中水型のプレエマルジョンを液晶相とする場合、たとえば、ステータと回転するローターとの所定隙間にプレエマルジョンを流入させて流出するまでの間、ずりによるせん断エネルギーをプレエマルジョンに与える方法が知られている(特許文献1)。
この場合、プレエマルジョンの粘度に応じて、ローターの回転速度に相当するせん断速度と、プレエマルジョンの所定隙間に流入後流出までの時間に相当するせん断時間とにより、プレエマルジョンに付与されるせん断エネルギーが決定されるが、ステータ/ロータータイプの場合、一般的に、ローターの回転速度は高速である一方、せん断時間は短いことから、以下のような技術的問題点が引き起こされる。
A liquid crystal emulsification method is known for producing an oil-in-water emulsion by converting a water-in-oil preemulsion into an oil-in-water emulsion via a liquid crystal phase (Non-Patent Document 1).
When the oil-in-water emulsion is directly produced, it is difficult to secure the stability of the emulsion due to the variation in the particle size of the oil droplets. The liquid crystal emulsification method using an oil-type emulsion is often used.
When a water-in-oil pre-emulsion is used as the liquid crystal phase, for example, a method is known in which shear energy due to shearing is applied to the pre-emulsion until the pre-emulsion flows into a predetermined gap between the stator and the rotating rotor and flows out. (Patent Document 1).
In this case, depending on the viscosity of the pre-emulsion, the shear energy imparted to the pre-emulsion by the shear rate corresponding to the rotation speed of the rotor and the shear time corresponding to the time from inflow to the predetermined gap of the pre-emulsion to the outflow. However, in the case of the stator / rotor type, the rotation speed of the rotor is generally high, while the shear time is short, which causes the following technical problems.

第1に、プレエマルジョンに付与されるせん断エネルギーを調整するのが困難であることに起因して、プレエマルジョンに余分なエネルギーが付与され、プレエマルジョンから液晶相が形成される時点で、液晶相が過度に高温化され、これが原因で、液晶相を経て製造される水中油型エマルジョンの油滴粒子の拡径化を引き起こす点である。 より詳細には、回転するローターとステータとの間の所定隙間に、プレエマルジョンを流入させることにより、プレエマルジョンにせん断エネルギーが付与され、プレエマルジョンの活性化エネルギーに利用されることにより、油中水型プレエマルジョンと水中油型エマルジョンとの遷移状態である液晶相が形成されるところ、プレエマルジョンの粘度は、液晶相が形成されるまでに急激に上昇する。
液晶乳化法においては、液晶相として、いわゆるラメラ的な均一な積層構造(以降、「液晶ラメラ」と称する)を形成することが、均一な粒径のエマルジョンの油滴粒子を作製することにつながることが知られている。層の間隔が小さいほど、すなわち、液晶ラメラの凝集性が高まるほど、粒子径が小さくなるのだが、ラメラとしての液晶相としての微小部分の構造を保ちつつ、細分化による再配列の必要がある。
ところが、液晶相が過度に高温化されると、細分化された構造が合一してしまい、拡径化をもたらすので、問題となっていた。
First, the liquid crystal phase occurs when the preemulsion is given extra energy due to the difficulty in adjusting the shear energy applied to the preemulsion and the liquid crystal phase is formed from the preemulsion. Is excessively heated, which causes the diameter of the oil droplet particles of the oil-in-water emulsion produced via the liquid crystal phase to increase. More specifically, by flowing the pre-emulsion into a predetermined gap between the rotating rotor and the stator, shear energy is given to the pre-emulsion and used for activation energy of the pre-emulsion, thereby being used in oil. When the liquid crystal phase, which is a transition state between the water-type pre-emulsion and the oil-in-water emulsion, is formed, the viscosity of the pre-emulsion rapidly increases until the liquid crystal phase is formed.
In the liquid crystal emulsification method, forming a so-called lamellar uniform laminated structure (hereinafter referred to as "liquid crystal lamella") as the liquid crystal phase leads to the production of oil droplet particles of an emulsion having a uniform particle size. It is known. The smaller the distance between the layers, that is, the higher the cohesiveness of the liquid crystal lamella, the smaller the particle size. However, it is necessary to rearrange by subdivision while maintaining the structure of the minute part as the liquid crystal phase as the lamella. ..
However, when the temperature of the liquid crystal phase is excessively high, the subdivided structures are united, resulting in an increase in diameter, which has been a problem.

このような粘度の急激な増大変化も相まって、プレエマルジョンに対して、液晶相構造の形成にとって必要なエネルギーを付与し、余分なエネルギーを与えないことにより、このような温度上昇を防止し、以て、水中油型エマルジョンの油滴粒子の拡径化を防止するのは困難である。
この点、バッチ式液晶相形成であれば、開放容器内にプレエマルジョンを投入し、容器内に貯留した状態で、循環により繰り返しせん断させることにより液晶相を形成することが可能であるから、せん断速度を低速にする一方、せん断時間を長くすることにより、液晶相形成に時間は要するが、液晶相形成にとって必要なエネルギーの調整は比較的容易であるとともに、容器の外側に冷却ジャケットを設けることにより、液晶相の温度上昇を防止することも比較的容易である。
Combined with such a rapid increase and change in viscosity, the pre-emulsion is given the energy necessary for forming the liquid crystal phase structure, and by not giving extra energy, such a temperature rise can be prevented. Therefore, it is difficult to prevent the diameter of the oil droplet particles of the oil-in-water emulsion from expanding.
In this respect, in the case of batch-type liquid crystal phase formation, it is possible to form a liquid crystal phase by putting a pre-emulsion into an open container, storing it in the container, and repeatedly shearing it by circulation. Although it takes time to form the liquid crystal phase by increasing the shearing time while reducing the speed, it is relatively easy to adjust the energy required for forming the liquid crystal phase, and a cooling jacket is provided on the outside of the container. Therefore, it is relatively easy to prevent the temperature of the liquid crystal phase from rising.

これに対して、連続式液晶相形成であれば、せん断速度を高速にする一方、せん断時間を短くすることから、液晶相形成に時間は要しないが、以下のような技術的問題が引き起こされる。
第1に、液晶相形成にとって必要なエネルギーの調整は困難であるとともに、液晶相の温度上昇自体を冷却により防止することも困難である。
より詳細には、たとえば、密閉容器内にプレエマルジョンを流入し、ワンスルー方式でせん断させて、密閉容器から流出させることにより液晶相を形成することから、バッチ式に比べて、液晶相、かくして、水中油型エマルジョンを効率的に製造可能である反面、せん断時間が短く、せん断力を高くせざるを得ないことから、液晶相形成にとって必要なせん断エネルギーの調整が困難である。
そのため、密閉容器内で液晶相形成にとって必要なせん断エネルギー以上のせん断エネルギーが付与されてしまい、その結果、密閉容器であることも起因して、液晶相の温度上昇が引き起こされやすい。
液晶相の過度な温度上昇は、液晶相を経て製造される水中油型エマルジョンの油滴粒子の拡径化を引き起こす。
このような油滴粒子の拡径化は、水中油型エマルジョンの用途、たとえば、油滴粒子が、コーティング剤、化粧品への添加剤等として利用される場合、製品仕様を満足することが困難となる。
液晶乳化法において、このような油滴粒子の拡径化の防止だけでなく、油滴粒子の粒子径の積極的な調整も望まれている。
On the other hand, in the case of continuous liquid crystal phase formation, the shear rate is increased and the shearing time is shortened, so that the liquid crystal phase formation does not require time, but the following technical problems are caused. ..
First, it is difficult to adjust the energy required for forming the liquid crystal phase, and it is also difficult to prevent the temperature rise of the liquid crystal phase itself by cooling.
More specifically, for example, the liquid crystal phase is formed by flowing the preemulsion into the closed container, shearing it in a one-through method, and then letting it flow out of the closed container. Although the oil-in-water emulsion can be efficiently produced, the shearing time is short and the shearing force must be increased, so that it is difficult to adjust the shearing energy required for forming the liquid crystal phase.
Therefore, shear energy equal to or greater than the shear energy required for forming the liquid crystal phase is applied in the closed container, and as a result, the temperature of the liquid crystal phase tends to rise due to the fact that the container is closed.
Excessive temperature rise of the liquid crystal phase causes the diameter of the oil droplet particles of the oil-in-water emulsion produced through the liquid crystal phase to increase.
Such an increase in the diameter of the oil droplet particles makes it difficult to satisfy the product specifications when the oil droplet particles are used as an oil-in-water emulsion, for example, as a coating agent, an additive to cosmetics, or the like. Become.
In the liquid crystal emulsification method, it is desired not only to prevent such an increase in the diameter of the oil droplet particles, but also to positively adjust the particle size of the oil droplet particles.

第2に、液晶相を基に形成される水中油型エマルジョンの油滴粒子の粒度分布が広がる傾向を有する点である。
より詳細には、回転するローターによるせん断エネルギーは、プレエマルジョンの粘度とせん断速度とにより定まるが、プレエマルジョンにせん断エネルギーが付与されるのは、プレエマルジョンが所定隙間に流入し、所定隙間から流出するまでの時間間隔であり、この時間間隔は、せん断速度に依存することから、せん断速度(ローターの回転速度)の変動は、形成される液晶相の均一性を阻害し、液晶相を基に形成される水中油型エマルジョンの油滴粒子の粒度分布が広がる傾向を有する。
Second, the particle size distribution of the oil droplet particles of the oil-in-water emulsion formed based on the liquid crystal phase tends to widen.
More specifically, the shear energy of the rotating rotor is determined by the viscosity and shear rate of the pre-emulsion, but the shear energy is given to the pre-emulsion because the pre-emulsion flows into a predetermined gap and flows out from the predetermined gap. Since this time interval depends on the shear rate, fluctuations in the shear rate (rotor rotation speed) hinder the uniformity of the formed liquid crystal phase, and are based on the liquid crystal phase. The particle size distribution of the oil droplet particles of the oil-in-water emulsion formed tends to widen.

この点、プレエマルジョンの粘度の急激な増大変化に係わらず、せん断速度の変動を抑制する、すなわち、ローターの回転数を成り行きで低下にまかせるのでなく、一定に維持するとすれば、このような粒度分布の広がりを抑制することは可能である反面、プレエマルジョンの粘度の増大変化に応じて、プレエマルジョンに付与されるせん断エネルギーは増大し、上述のように、油滴粒子の粒径の拡径化を引き起こす。
以上のように、特に、プレエマルジョンを所定隙間に流出入させて、その間にせん断エネルギーを付与するワンスルー方式の連続式においては、油滴粒子の平均粒径の拡径化の問題点と、油滴粒子の粒度分布の広がりの問題点とは、両立し難い課題である。
さらに、積極的に粒子径そのものを制御する方策はなかった。
この点、バッチ式は、油滴粒子の粒径の調整はある程度可能であるが、プレエマルジョンに対して、容器内で場所的な偏りなくせん断エネルギーを付与することが困難であることから、油滴粒子の粒度分布の拡がりを抑制するのは困難である。
In this regard, if the fluctuation of the shear rate is suppressed regardless of the rapid increase and change of the viscosity of the pre-emulsion, that is, if the rotation speed of the rotor is not left to decrease but is kept constant, such a particle size is used. While it is possible to suppress the spread of the distribution, the shear energy applied to the pre-emulsion increases as the viscosity of the pre-emulsion increases and changes, and as described above, the particle size of the oil droplet particles increases. Causes the change.
As described above, in particular, in the one-through continuous type in which the pre-emulsion is allowed to flow in and out of a predetermined gap and shear energy is applied between them, the problem of increasing the average particle size of the oil droplet particles and the oil The problem of spreading the particle size distribution of droplet particles is an incompatible issue.
Furthermore, there was no way to positively control the particle size itself.
In this respect, in the batch type, the particle size of the oil droplet particles can be adjusted to some extent, but it is difficult to apply shear energy to the pre-emulsion without any spatial bias in the container. It is difficult to suppress the spread of the particle size distribution of the droplet particles.

J. Soc. Cosmet. Jpn., Vol.44,, No.2 (2010), p.103J. Soc. Cosmet. Jpn., Vol.44 ,, No.2 (2010), p.103

特開2012-77282号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-77282

以上の技術的問題点に鑑み、本願発明の目的は、水中油型エマルジョンを液晶乳化法により製造する場合において、連続式により液晶相を形成しつつ、水中油型エマルジョンの油滴粒子の粒径の拡径化を抑制可能な水中油型エマルジョンの製造方法を提供することにある。
以上の技術的問題点に鑑み、本願発明の目的は、水中油型エマルジョンを液晶乳化法により製造する場合において、連続式により液晶相を形成しつつ、水中油型エマルジョンの油滴粒子の粒径の拡径化を抑制可能であるとともに、粒子径の調整を可能にし、油滴粒子の粒度分布の広がりを抑制することが可能な水中油型エマルジョンの製造方法を提供することにある。
In view of the above technical problems, an object of the present invention is that when an oil-in-water emulsion is produced by a liquid crystal emulsification method, the particle size of oil droplets of the oil-in-water emulsion is formed while forming a liquid crystal phase by a continuous method. It is an object of the present invention to provide a method for producing an oil-in-water emulsion capable of suppressing the expansion of the diameter of the emulsion.
In view of the above technical problems, an object of the present invention is that when an oil-in-water emulsion is produced by a liquid crystal emulsification method, the particle size of oil droplets of the oil-in-water emulsion is formed while forming a liquid crystal phase by a continuous method. It is an object of the present invention to provide a method for producing an oil-in-water emulsion, which can suppress the expansion of the particle size, adjust the particle size, and suppress the spread of the particle size distribution of oil droplet particles.

以上の課題を達成するための水中油型エマルジョンの連続的製造方法は、シリコーン組成物とノニオン界面活性剤の油中水型プレエマルジョンを利用して、液晶相を介して水中油型エマルジョンを連続的に製造する液晶乳化法であって、
油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を選択して、油中水型プレエマルジョンを製造する段階と、
所定流量の油中水型プレエマルジョンを密閉空間内に流入させ、密閉空間から流出させるまでの間、密閉空間内で油中水型プレエマルジョンにせん断エネルギーを付与することにより、水中油型エマルジョンの形成準備状態となるように、液晶相を形成する段階と、
密閉空間から流出した液晶相に対して、水を添加することにより、水中油型エマルジョンを形成する段階とを有し、
液晶相が密閉空間から流出する時点において、油中水型プレエマルジョンの液晶化による吸熱反応が終了しないように、前記油中水型プレエマルジョンの製造段階において、油分量に対する界面活性剤の量比に応じて、油中水型プレエマルジョンの温度を設定する段階を有する、構成としている。
本発明において、「油中水型プレエマルジョン」とは、本発明が目的とする「水中油型エマルジョン」の前駆体であるところの油中水系エマルジョンを定義する。ただし、必ずしも明確な油中水系エマルジョンの形態になっている必要はなく、油分と水分が混然一体となったような状態でも構わない。
A method for continuously producing an oil-in-water emulsion to achieve the above problems is to continuously produce an oil-in-water emulsion via a liquid crystal phase using a water-in-oil preemulsion of a silicone composition and a nonionic surfactant. It is a liquid crystal emulsification method to be manufactured
At the stage of producing a water-in-oil preemulsion by selecting the ratio of the amount of nonionic surfactant to the amount of oil,
By applying shear energy to the water-in-oil pre-emulsion in the closed space until the water-in-oil pre-emulsion at a predetermined flow rate flows into the closed space and flows out of the closed space, the oil-in-water emulsion can be produced. The stage of forming the liquid crystal phase so that it is ready for formation,
It has a stage of forming an oil-in-water emulsion by adding water to the liquid crystal phase flowing out of the closed space.
The ratio of the amount of surfactant to the amount of oil in the production stage of the water-in-oil preemulsion so that the heat absorption reaction due to the liquefaction of the water-in-oil preemulsion does not end when the liquid crystal phase flows out of the closed space. It is configured to have a step of setting the temperature of the water-in-oil preemulsion according to the above.
In the present invention, the "water-in-oil pre-emulsion" defines a water-in-oil emulsion which is a precursor of the "oil-in-water emulsion" intended by the present invention. However, it does not necessarily have to be in the form of a water-based emulsion in oil, and it may be in a state where oil and water are mixed and integrated.

本発明者は、油中水型プレエマルジョンにおいて、液晶相が形成するに際し、そのラメラの凝集性に伴う粘度の高低に応じて、せん断(ずり)による発生する摩擦熱が変動する一方、油中水型プレエマルジョンに対してせん断エネルギーを付与し始めてから水中油型エマルジョン形成の準備状態に至るまでの液晶相形成、すなわち、液晶ラメラの形成および細分化による再配列、は、主に吸熱反応である点に着目し、油中水型プレエマルジョンに対してせん断エネルギーの付与終了時点における油中水型プレエマルジョンの過度な温度上昇を抑制し、それに起因する水中油型エマルジョンの油滴の粒子径の拡径化を抑制することを見出した。 According to the present inventor, in a water-in-oil preemulsion, when a liquid crystal phase is formed, the frictional heat generated by shearing (slip) fluctuates according to the level of viscosity due to the cohesiveness of the lamella, while in oil. The liquid crystal phase formation from the start of applying shear energy to the water-type preemulsion to the preparation state for the formation of the oil-in-water emulsion, that is, the rearrangement by the formation and subdivision of the liquid crystal lamella, is mainly due to the heat absorption reaction. Focusing on a certain point, the excessive temperature rise of the water-in-oil preemulsion at the end of applying shear energy to the water-in-oil preemulsion is suppressed, and the particle size of the oil droplets of the oil-in-water emulsion resulting from this is suppressed. It was found that the expansion of the diameter of the liquid crystal was suppressed.

液晶ラメラとは、主に界面活性剤が凝集することが機動力になって形成される液晶相の形態のことである。液晶ラメラは、界面活性剤、油分、水の3種の成分が層状に形成されている状態である。
液晶ラメラが形成されるには、せん断下、一定の活性化エネルギーを必要とするので、吸熱を伴う。ラメラの凝集度が高いほど活性化エネルギーは大きい。
油中水型エマルジョンの中で形成された液晶ラメラは、通常、高次的な構造をしている。さらにせん断をかけ続けると、この高次的な構造が細分化による再配列がなされる。こうして液晶相の形成が完了する。この段階でも吸熱が起こる。細分化が起こる温度領域は、概ね−5℃から40℃の範囲である。
The liquid crystal lamella is a form of a liquid crystal phase formed mainly by agglomeration of a surfactant. The liquid crystal lamella is a state in which three kinds of components, a surfactant, an oil, and water, are formed in layers.
Since liquid crystal lamellas require a certain amount of activation energy under shearing, they are endothermic. The higher the degree of cohesion of lamella, the greater the activation energy.
The liquid crystal lamella formed in the water-in-oil emulsion usually has a higher-order structure. When further shearing is continued, this higher-order structure is rearranged by subdivision. In this way, the formation of the liquid crystal phase is completed. Endothermic occurs at this stage as well. The temperature range in which subdivision occurs is generally in the range of −5 ° C. to 40 ° C.

油中水型プレエマルジョンの温度を低温に設定するほど、液晶ラメラの凝集性は高く、それにより、粘度が高くなるので、油中水型プレエマルジョンに対してせん断エネルギーを付与する際の摩擦熱の発生は大きいが、せん断されることにより温度の上昇により粘度が低下するにつれて摩擦熱の発生は緩やかとなる。
一方において、油中水型プレエマルジョンの温度を低温に設定するほど、水中油型エマルジョン形成の準備状態までの液晶相形成に必要な吸熱反応は、長いスパンに亘って継続する。
よって、油中水型プレエマルジョンの温度を低温に設定するほど、液晶相形成完了時点において、摩擦熱の発生は抑制される一方、吸熱反応は必要とされるので、水中油型エマルジョン形成の準備状態となっている液晶相の温度上昇の度合いは緩やかとなる。
特に、シリコーン組成物は疎水性が高い反面、−数十℃レベルでの安定性に優れることから、本願発明に適している。
The lower the temperature of the water-in-oil preemulsion is set, the higher the cohesiveness of the liquid crystal lamella and the higher the viscosity, so that the frictional heat when applying shear energy to the water-in-oil preemulsion is applied. However, as the viscosity decreases due to the increase in temperature due to shearing, the generation of frictional heat becomes more gradual.
On the other hand, as the temperature of the water-in-oil preemulsion is set to a lower temperature, the endothermic reaction required for the formation of the liquid crystal phase up to the state of preparation for the formation of the oil-in-water emulsion continues over a long span.
Therefore, the lower the temperature of the water-in-oil preemulsion is set, the more the generation of frictional heat is suppressed at the completion of the formation of the liquid crystal phase, while the endothermic reaction is required. The degree of temperature rise of the liquid crystal phase in the state becomes gradual.
In particular, the silicone composition is suitable for the present invention because it has high hydrophobicity but is excellent in stability at the level of −10 ° C.

また、以上の課題を達成するための水中油型エマルジョンの連続的製造方法は、シリコーン組成物とノニオン界面活性剤の油中水型プレエマルジョンを利用して、液晶相を介して水中油型エマルジョンを連続的に製造する液晶乳化法であって、
油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を選択して、油中水型プレエマルジョンを製造する段階と、
所定流量の油中水型プレエマルジョンを密閉空間内に流入させ、密閉空間から流出させるまでの間、密閉空間内で油中水型プレエマルジョンにせん断エネルギーを付与することにより、液晶ラメラからなる液晶相を形成するとともに、
液晶ラメラの凝集性を調整する段階と、
形成された液晶相を細分化する段階と、
密閉空間から流出した細分化液晶相に対して、水を添加することにより、水中油型エマルジョンを形成する段階とを有し、
液晶相が密閉空間から流出する時点において、形成された液晶相が前記細分化段階におさまるように、かつ、液晶ラメラの凝集性を決定する冷却温度となるように、前記油中水型プレエマルジョンの製造段階において、油分量に対する界面活性剤の量比に応じて、油中水型プレエマルジョンを所定温度まで冷却する段階を有する、構成としている。
Further, as a method for continuously producing an oil-in-water emulsion for achieving the above problems, an oil-in-water emulsion is used via a liquid crystal phase using a water-in-oil preemulsion of a silicone composition and a nonionic surfactant. Is a liquid crystal emulsification method that continuously produces
At the stage of producing a water-in-oil preemulsion by selecting the ratio of the amount of nonionic surfactant to the amount of oil,
A liquid crystal composed of a liquid crystal lamella by applying shear energy to the water-in-oil preemulsion in the closed space until a predetermined flow rate of the water-in-oil preemulsion flows into the closed space and flows out from the closed space. As well as forming a phase
The stage of adjusting the cohesiveness of the liquid crystal lamella,
The stage of subdividing the formed liquid crystal phase and
It has a stage of forming an oil-in-water emulsion by adding water to the subdivided liquid crystal phase flowing out of the closed space.
The water-in-oil preemulsion so that when the liquid crystal phase flows out of the closed space, the formed liquid crystal phase is settled in the subdivision stage and has a cooling temperature that determines the cohesiveness of the liquid crystal lamella. In the production stage of the above, the water-in-oil preemulsion is cooled to a predetermined temperature according to the ratio of the amount of the surfactant to the amount of oil.

液晶相形成完了の後、必要な水を添加し、通常は、反転乳化を行うことにより水中油型エマルジョンが形成されるのだが、その際の油滴のサイズは、基本的に液晶ラメラ形成時の層の間隔が反映される。油滴のサイズは、液晶ラメラの1層分の大きさとは限らないが、多くは、数層程度の塊まで細分化された単位が、油滴の大きさを決めると思われる。液晶ラメラの形成過程、および/または、その後の細分化の過程で、層の間隔が変わったり、細分化した単位が合一したりしなければ、最終的な水中油型エマルジョンでの油滴のサイズは、液晶ラメラの層の間隔により決まる。また、液晶ラメラは、通常、形成時には基本は均一な相感覚を持つと考えられるので、もし、細分化された単位が合一をしなければ、最終的な油滴の粒径の分布は小さいものと考えられる。 After the formation of the liquid crystal phase is completed, necessary water is added and usually reverse emulsification is performed to form an oil-in-water emulsion, but the size of the oil droplets at that time is basically the time when the liquid crystal lamella is formed. Layer spacing is reflected. The size of the oil droplet is not limited to the size of one layer of the liquid crystal lamella, but in many cases, the unit subdivided into a mass of several layers seems to determine the size of the oil droplet. If the spacing between the layers does not change or the subdivided units do not coalesce during the process of forming the liquid crystal lamella and / or the subsequent subdivision, the oil droplets in the final oil-in-water emulsion The size is determined by the spacing between the layers of the liquid crystal lamella. In addition, since liquid crystal lamellas are usually considered to have a uniform phase sensation at the time of formation, if the subdivided units do not coalesce, the distribution of the final oil droplet particle size is small. It is considered to be.

上述したように、液晶相の形成、すなわち、液晶ラメラの形成および細分化による再配列は、その後の工程を経て最終的に得られる水中油型エマルジョンの粒子の拡径化のしやすさ、および/または、粒子径に影響を与える重要な因子である。液晶ラメラの微視的な構造が最終的なエマルジョン粒子の大きさに影響を与える。
液晶相が形成すると通常、ラメラ構造に起因して粘度が上昇しゲル状を呈する。しかし、液晶相そのものは、最終的に得られる水中油型エマルジョン中ではもはや存在せず、従ってゲル状ではなくなることから、液晶相は過渡的な存在形態である。
As described above, the formation of the liquid crystal phase, that is, the rearrangement due to the formation and subdivision of the liquid crystal lamella, facilitates the enlargement of the particles of the oil-in-water emulsion finally obtained through the subsequent steps, and / Or, it is an important factor that affects the particle size. The microscopic structure of the liquid crystal lamella affects the size of the final emulsion particles.
When the liquid crystal phase is formed, the viscosity usually increases due to the lamellar structure and the liquid crystal phase is gel-like. However, the liquid crystal phase itself is a transient form of existence because it no longer exists in the final oil-in-water emulsion and is therefore no longer gel-like.

また、以上の課題を達成するための水中油型エマルジョンの連続的製造方法は、前記せん断エネルギーの付与段階は、中心軸を中心に回転可能なローターと、ローターと、所定隙間を隔てて外筒として同心状に配置されたステータとを有し、ステータには、周方向に所定角度間隔を隔てて複数のスリットが設けられ、油中水型プレエマルジョンを所定隙間に流入させ、スリットを介して流出するまでに、せん断エネルギーを付与する段階を有する、構成としている。 Further, in the method for continuously producing an oil-in-water emulsion for achieving the above problems, the shear energy application step is a rotor that can rotate about a central axis, a rotor, and an outer cylinder with a predetermined gap. The stator is provided with a plurality of slits at predetermined angular intervals in the circumferential direction, and the water-in-oil preemulsion is allowed to flow into the predetermined gap through the slits. It is configured to have a stage of applying shear energy before it flows out.

以上の構成を有する水中油型エマルジョンの連続的製造方法によれば、油中水型プレエマルジョンを所定隙間に流入させ、そこから流出するまでの間にワンスルー通過式でせん断エネルギーを与えられることから、油中水型プレエマルジョンに対して、バラツキなく一様にせん断エネルギーを与えることが可能であり、以て、形成される液晶相(液晶ラメラ、細分化構造とも)、液晶相に基づいて形成される水中油型プレエマルジョンの安定性を向上することが可能である。 According to the method for continuously producing an oil-in-water emulsion having the above configuration, the water-in-oil preemulsion is allowed to flow into a predetermined gap, and shear energy is given by a one-through passage method until the preemulsion flows out from the gap. , It is possible to uniformly apply shear energy to the water-in-oil pre-emulsion without variation, and thus it is formed based on the liquid crystal phase (both liquid crystal lamella and subdivided structure) to be formed and the liquid crystal phase. It is possible to improve the stability of the oil-in-water pre-emulsion to be produced.

また、油中水型プレエマルジョンが密閉空間に流入し流出するまでの間、前記ローターの回転数を一定に維持する段階を有するのがよい。
さらに、前記ローターの回転数は、液晶相形成完了時点の前記選択した温度に応じて、設定するのがよい。
加えて、前記密閉空間内へのプレエマルジョンの流入量を設定する段階をさらに有し、
設定した流入量に応じて、油中水型プレエマルジョンの安定性が確保可能なように、液晶相形成完了時点の油中水型プレエマルジョンの温度を選択するのがよい。
さらにまた、水含有量が5質量%以下でのプレエマルジョンの温度は、−40℃ないし−5℃であるのがよい。
Further, it is preferable to have a step of maintaining a constant rotation speed of the rotor until the water-in-oil preemulsion flows into the closed space and flows out.
Further, the rotation speed of the rotor may be set according to the selected temperature at the time when the liquid crystal phase formation is completed.
In addition, it further has a step of setting the inflow amount of the pre-emulsion into the enclosed space.
It is preferable to select the temperature of the water-in-oil preemulsion at the time when the liquid crystal phase formation is completed so that the stability of the water-in-oil preemulsion can be ensured according to the set inflow amount.
Furthermore, the temperature of the pre-emulsion at a water content of 5% by mass or less is preferably −40 ° C. to −5 ° C.

上述のように、プレエマルジョンの温度を低くするほど、液晶ラメラの凝集性が高くなり、微細で均一なラメラ構造を有する。
よって、プレエマルジョンの温度を低くするほど、液晶ラメラは微細で均一なラメラ構造を持ち、細分化を経て、これに基づくエマルジョンの油滴の粒径は、より小さくなる。
また、前述したように、細分化完了時点での温度が低いほど、エマルジョン粒子の拡径化がより抑制される。拡径化が抑制されれば、均一な粒径分布も保持されることになる。−5℃を超えると、エマルジョン粒子径が十分に小さくならない。例えば、0.3μm以上となる。また、−40℃を下回ると、含有している水が氷結してしまい、プレエマルジョンの粘度が増大し過ぎることにより、装置に負担がかかるほか、安定したせん断をかけられなくなる可能性があるからである。より好ましくは、−30℃〜―20℃の範囲である。
温度設定は、所望のエマルジョン粒子径に応じてなされる。
0.3μm程度の粒子径は−5℃の冷却で得られ、0.2μm程度は−25℃の冷却で得られる。−25℃よりも低温になると、せん断エネルギーの安定性が次第に低下しいき、−40℃の冷却では0.3μm程度の粒径となる。
As described above, the lower the temperature of the pre-emulsion, the higher the cohesiveness of the liquid crystal lamella, and the finer and more uniform the lamellar structure is obtained.
Therefore, as the temperature of the pre-emulsion is lowered, the liquid crystal lamellar has a fine and uniform lamellar structure, and after being subdivided, the particle size of the oil droplets of the emulsion based on the lamellar structure becomes smaller.
Further, as described above, the lower the temperature at the time of completion of the subdivision, the more the expansion of the diameter of the emulsion particles is suppressed. If the diameter expansion is suppressed, a uniform particle size distribution will be maintained. Above -5 ° C, the emulsion particle size does not become sufficiently small. For example, it is 0.3 μm or more. Further, if the temperature is lower than -40 ° C, the water contained therein freezes and the viscosity of the pre-emulsion increases too much, which imposes a burden on the device and may prevent stable shearing. Is. More preferably, it is in the range of −30 ° C. to −20 ° C.
The temperature setting is made according to the desired emulsion particle size.
A particle size of about 0.3 μm is obtained by cooling at −5 ° C., and about 0.2 μm is obtained by cooling at −25 ° C. When the temperature is lower than -25 ° C, the stability of shear energy gradually decreases, and when cooled at -40 ° C, the particle size becomes about 0.3 μm.

以下に、ノニオン界面活性剤を用いてシリコーン組成物を油分とする水中油型エマルジョンについて、剥離フィルムに使用する剥離材の用途を例として、図面を参照しながら、好適な実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, a suitable embodiment of an oil-in-water emulsion using a silicone composition as an oil using a nonionic surfactant will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example the use of the release material used for the release film. To do.

近年、各種電子デバイスにおいては軽薄短小化かつ多層構造化が進んでおり、そのデバイスの製造時には剥離フィルムを必要とする場面が多い。これは、タッチパネルやディスプレイなどの光学用接着剤向けや多層構造を有する軽薄短小な電子デバイスの製造工程において、剥離フィルムの剥離剤層の、フィルム基材との接触面の反対側の表面(以降、これを剥離面と記載することがある)に別の材料からなるフィルムを重ねてから後工程でそのフィルムを剥離させたり、剥離面に別の材料を塗工し(以降そのような材料を塗料と記載することがある)、それを乾燥させ、後工程でそれを剥離させるようなステップが用いられることが多くなっているためである。剥離面に粘着剤や塗料を塗工し、それを乾燥させ、後工程でその乾燥物を剥離させるというステップは、多層構造を有する軽薄短小な電子デバイスの製造時においては特に頻繁に用いられている。近年の各種電子デバイスの軽薄短小化・多層構造化に伴う塗料の薄膜化に伴い、極性を有する塗料を剥離フィルムに薄く(厚さ数ナノメーター〜マイクロメーターのオーダーで)
塗工し乾燥させ剥離する場合でも実施できる必要がある。
そして、そのためには、剥離フィルムの表面は、高度の平滑性が求められ、突起物等も極力ないことが求められる。しかも、前述のような剥離フィルムの表面状態を達成するには、エマルジョン粒子径を小さくすることが求められている。
In recent years, various electronic devices have become lighter, thinner, shorter, smaller, and have a multi-layer structure, and there are many cases where a release film is required when manufacturing the device. This is the surface of the release agent layer of the release film on the opposite side of the contact surface with the film substrate (hereinafter, in the manufacturing process of light, thin, short and small electronic devices for optical adhesives such as touch panels and displays and having a multi-layer structure. , This may be referred to as a peeling surface), and then a film made of another material is layered and then the film is peeled off in a later step, or another material is applied to the peeling surface (hereinafter, such a material is used. This is because steps are often used to dry it (sometimes referred to as paint) and then peel it off in a later step. The step of applying an adhesive or paint to the peeled surface, drying it, and peeling the dried product in a subsequent process is particularly frequently used in the manufacture of light, thin, short and small electronic devices having a multi-layer structure. There is. With the recent thinning of paints due to the lightening, thinning, shortening, and multi-layered structure of various electronic devices, the polar paints are thinned on the release film (in the order of several nanometers to micrometer in thickness).
It must be possible to carry out even when coating, drying and peeling.
For that purpose, the surface of the release film is required to have a high degree of smoothness, and it is required that there are as few protrusions as possible. Moreover, in order to achieve the surface condition of the release film as described above, it is required to reduce the emulsion particle size.

こうした剥離フィルムに使用する剥離剤は、優れた剥離特性を付与できる観点からシリコーンを含有する剥離剤を使用することが好適とされており、しかも、溶剤タイプや無溶剤タイプに比して、安全面、応用面での利点が多いエマルジョンタイプを使用することがより好ましいとされている。 As the release agent used for such a release film, it is preferable to use a release agent containing silicone from the viewpoint of imparting excellent release characteristics, and moreover, it is safer than the solvent type and the solvent-free type. It is said that it is more preferable to use an emulsion type which has many advantages in terms of surface and application.

図1に示すように、水中油型エマルジョン製造システム10は、油中水型プレエマルジョン生成部12と、液晶相形成部14と、水中油型エマルジョン生成部16とから、概略構成され、油中水型プレエマルジョン生成部12、液晶相形成部14、および水中油型エマルジョン生成部16が、この順に、互いに配管18を通じて、連通接続され、配管18の途中に配設された液送ポンプ20により、油中水型プレエマルジョン生成部12において生成された油中水型エマルジョンが、液晶相形成部14に液送され、そこで、油中水型プレエマルジョンと水中油型エマルジョンとの遷移状態である液晶相が形成され、形成された液晶相が、水中油型エマルジョン生成部16に液送され、そこで、水中油型エマルジョンが生成され、最終目的物である水中油型エマルジョンが製造されるようにしている。 As shown in FIG. 1, the oil-in-water emulsion production system 10 is roughly composed of a water-in-oil pre-emulsion generation unit 12, a liquid crystal phase forming unit 14, and an oil-in-water emulsion production unit 16 and is in oil. The water-type pre-emulsion generation unit 12, the liquid crystal phase-forming unit 14, and the submersible oil-type emulsion generation unit 16 are connected to each other in this order through the pipe 18, and are connected by a liquid feed pump 20 arranged in the middle of the pipe 18. The water-in-oil emulsion produced in the water-in-oil pre-emulsion generation unit 12 is fed to the liquid crystal phase forming unit 14, where the transition state between the water-in-oil pre-emulsion and the oil-in-water emulsion is formed. A liquid crystal phase is formed, and the formed liquid crystal phase is liquid-fed to an oil-in-water emulsion generating unit 16, where an oil-in-water emulsion is produced so that an oil-in-water emulsion, which is the final object, is produced. ing.

油中水型プレエマルジョン生成部12は、乳化分散部22と、冷却部24とから概略構成され、乳化分散部22は、機械的な撹拌力を用いて液滴にせん断力を与え、分散する従来の乳化機でよく、ホモミキサーに代表される高速撹拌機や超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザーなどが採用可能である。
乳化分散部22において、水分量、後に説明する油分であるシリコーン組成物の量および後に説明するノニオン界面活性剤の量の割合を選択して、乳化分散させる。
The water-in-oil pre-emulsion generation unit 12 is roughly composed of an emulsification / dispersion unit 22 and a cooling unit 24, and the emulsification / dispersion unit 22 applies a shearing force to the droplets by using a mechanical stirring force to disperse the droplets. A conventional emulsifier may be used, and a high-speed stirrer typified by a homomixer, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, or the like can be adopted.
In the emulsification / dispersion unit 22, the ratio of the amount of water, the amount of the silicone composition which is the oil content described later, and the amount of the nonionic surfactant described later is selected and emulsified and dispersed.

水中油型シリコーンエマルジョン組成物の構成は、典型的には、以下である。
(A)平均組成式が一般式(1)で表され、1分子中にケイ素原子と結合したアルケニル基を2個以上含有するジオルガノポリシロキサン20〜60質量%、
(化1)
bSiO(4−a−b)/2 (1)
(式中、Rは脂肪族不飽和基を含まない同一又は異なる一価の炭化水素基、Rはアルケニル基、aは0.998〜2.998、bは0.002〜2、a+bは1〜3である。)、
(B)平均組成式が一般式(2)で表され、ケイ素原子と結合する水素原子を2個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:5〜30質量部、
(化2)
SiO(4−d−e)/2 (2)
(式中、Rは脂肪族不飽和基を含まない同一または異なる一価の炭化水素基、dは0.999〜2.999、eは0.001〜2、d+eは1〜3をである。)
(C)ノニオン系界面活性剤:1〜10質量部、
(D)白金系触媒:成分(A)に対して1〜500ppm、
(E)水:30〜80質量部。
本発明において適用しうる水中油型シリコーンエマルジョン組成物の構成は、上記の構成に限定はされない。例えば、上記成分(A)、(B)の代りに、何等かの反応性、非反応性を問わないシリコーン成分を用いることもできる。
The composition of the oil-in-water silicone emulsion composition is typically:
(A) The average composition formula is represented by the general formula (1), and 20 to 60% by mass of diorganopolysiloxane containing two or more alkenyl groups bonded to silicon atoms in one molecule.
(Chemical 1)
R 1 a R 2 bSiO (4-ab) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated group, R 2 is an alkenyl group, a is 0.998 to 2.998, b is 0.002 to 2, a + b. Is 1-3.),
(B) The average composition formula is represented by the general formula (2), and an organohydrogenpolysiloxane containing two or more hydrogen atoms bonded to a silicon atom: 5 to 30 parts by mass,
(Chemical 2)
R 6 d H e SiO (4 -d-e) / 2 (2)
(In the formula, R 6 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated group, d is 0.999 to 2.999, e is 0.001 to 2, and d + e is 1 to 3. is there.)
(C) Nonionic surfactant: 1 to 10 parts by mass,
(D) Platinum-based catalyst: 1 to 500 ppm with respect to the component (A),
(E) Water: 30 to 80 parts by mass.
The composition of the oil-in-water silicone emulsion composition applicable in the present invention is not limited to the above composition. For example, instead of the above components (A) and (B), any reactive or non-reactive silicone component can be used.

(成分(A))
成分(A)は、平均組成式が一般式(1)で表され、1分子中にケイ素原子と結合したアルケニル基を2個以上含有するジオルガノポリシロキサンである。成分(A)のジオルガノポリシロキサンを、以下、アルケニルオルガノポリシロキサンともいう。
(化1)
SiO(4−a−b)/2 (1)
式(1)中、Rは脂肪族不飽和基を含まない同一又は異なる一価の炭化水素基、Rはアルケニル基、aは0.998〜2.998、bは0.002〜2で、a+bは1〜3である。
式(1)中、Rは、炭素原子1〜18個を有することが好ましい。また、Rは、SiC−結合することが好ましい。さらに、Rは、脂肪族炭素−炭素多重結合を有していない置換又は非置換の炭化水素基であることが好ましい。
式(1)中、Rは、炭素原子1〜18個を有することが好ましい。また、Rは、脂肪族炭素−炭素多重結合を有する一価の炭化水素基であることが好ましい。
式(1)中、aは0.998〜2.998、bは0.002〜2、a+bは1〜3である。
また、一般式(1)で表されるアルケニルオルガノポリシロキサンは、分子1個当たり平均して少なくとも2個のRが存在することが好ましい。
(Ingredient (A))
The component (A) is a diorganopolysiloxane having an average composition formula represented by the general formula (1) and containing two or more alkenyl groups bonded to a silicon atom in one molecule. The diorganopolysiloxane of the component (A) is also hereinafter referred to as an alkenyl organopolysiloxane.
(Chemical 1)
R 1 a R 2 b SiO (4-ab) / 2 (1)
In formula (1), R 1 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated group, R 2 is an alkenyl group, a is 0.998 to 2.998, and b is 0.002 to 2. And a + b is 1 to 3.
In formula (1), R 1 preferably has 1 to 18 carbon atoms. Further, it is preferable that R 1 is SiC-bonded. Further, R 1 is preferably a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having no aliphatic carbon-carbon multiple bond.
In formula (1), R 2 preferably has 1 to 18 carbon atoms. Further, R 2 is preferably a monovalent hydrocarbon group having an aliphatic carbon-carbon multiple bond.
In the formula (1), a is 0.998 to 2.998, b is 0.002 to 2, and a + b is 1 to 3.
Further, alkenyl organopolysiloxane represented by the general formula (1) are preferably present at least two R 2 on average per molecule.

アルケニルオルガノポリシロキサンは、25℃における粘度が5〜100000mPa・sであることが好ましい。 The alkenyl organopolysiloxane preferably has a viscosity at 25 ° C. of 5 to 100,000 mPa · s.

成分(A)中のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1−ブテニル基、1−ヘキセニル基等の炭素原子数2〜8のアルケニル基を例示することができ、好ましくはビニル基、アリル基であり、特に好ましくはビニル基である。これらのアルケニル基は、後記成分(E)と反応して網目構造を形成する。アルケニル基は、成分(A)の分子中に平均約2個、好ましくは1.6個以上2.2個以下存在する。かかるアルケニル基は、分子鎖の末端のケイ素原子に結合していてもよいし、分子鎖の途中のケイ素原子に結合していてもよい。硬化反応速度の面からは、アルケニル基が分子鎖末端のケイ素原子のみに結合したアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンが好ましい。 As the alkenyl group in the component (A), for example, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms such as a vinyl group, an allyl group, a 1-butenyl group and a 1-hexenyl group can be exemplified, and a vinyl group is preferable. , Allyl group, particularly preferably vinyl group. These alkenyl groups react with the component (E) described later to form a network structure. An average of about 2 alkenyl groups, preferably 1.6 or more and 2.2 or less, are present in the molecule of the component (A). Such an alkenyl group may be bonded to a silicon atom at the end of the molecular chain, or may be bonded to a silicon atom in the middle of the molecular chain. From the viewpoint of the curing reaction rate, an alkenyl group-containing polyorganosiloxane in which an alkenyl group is bonded only to a silicon atom at the terminal of the molecular chain is preferable.

成分(A)中のケイ素原子に結合した他の有機基は、好ましくは炭素数1〜12の脂肪族不飽和結合を含まない置換もしくは非置換の1価の炭化水素基である。上記他の有機基は、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基;これらの炭化水素基中の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基等によって置換されたクロロメチル基、2−ブロモエチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−クロロプロピル基、クロロフェニル基、ジブロモフェニル基、テトラクロロフェニル基、ジフルオロフェニル基、β−シアノエチル基、γ−シアノプロピル基、β−シアノプロピル基等の置換炭化水素基等が挙げられる。特に好ましい有機基はメチル基、フェニル基である。 The other organic group bonded to the silicon atom in the component (A) is preferably a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond having 1 to 12 carbon atoms. Specific examples of the above other organic groups include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group and heptyl group. Alkyl groups such as octyl group, nonyl group, decyl group and dodecyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group and cycloheptyl group; aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xsilyl group, biphenyl group and naphthyl group. Aralkyl groups such as benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group and methylbenzyl group; chloromethyl group in which some or all of the hydrogen atoms in these hydrocarbon groups are substituted with halogen atom, cyano group or the like, 2 -Bromoethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 3-chloropropyl group, chlorophenyl group, dibromophenyl group, tetrachlorophenyl group, difluorophenyl group, β-cyanoethyl group, γ-cyanopropyl group, β-cyano Examples thereof include a substituted hydrocarbon group such as a propyl group. Particularly preferable organic groups are a methyl group and a phenyl group.

成分(A)は、直鎖状でも分岐状でもよく、また、これらの混合物であってもよいが、分岐状のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンを含有する場合、架橋密度が高くなるため、低速での剥離力が高くなり、目的の剥離力を達することが難しいため、直鎖状がより好ましい。このアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンは当業者に公知の方法によって製造される。
アルケニルオルガノポリシロキサン(A)の、25℃における粘度は、好ましくは5〜2000000mPa・s、より好ましくは50〜1000000mPa・s、特に好ましくは100〜50000mPa・sの範囲内で付与される。5mPa・sより粘度が低い場合、ならびに2000000mPa・sより粘度が高い場合、乳化が難しく、安定なエマルジョンが得られない。さらに、
The component (A) may be linear or branched, or may be a mixture thereof, but when a branched alkenyl group-containing polyorganosiloxane is contained, the crosslink density is high, so that the component (A) is slow. Since the peeling force of the siloxane becomes high and it is difficult to reach the desired peeling force, the linear shape is more preferable. This alkenyl group-containing polyorganosiloxane is produced by a method known to those skilled in the art.
The viscosity of the alkenyl organopolysiloxane (A) at 25 ° C. is preferably in the range of 5 to 2000000 mPa · s, more preferably 50 to 10000 mPa · s, and particularly preferably 100 to 50000 mPa · s. When the viscosity is lower than 5 mPa · s, and when the viscosity is higher than 2000000 mPa · s, emulsification is difficult and a stable emulsion cannot be obtained. further,

成分(A)の含有量は、成分(A)〜(E)の総質量を100質量部とした場合、20〜60質量部である。60質量部を超えると、組成物の粘性が高まり、取り扱い性が悪くなる恐れがある。より好ましくは25〜55質量部である。 The content of the component (A) is 20 to 60 parts by mass when the total mass of the components (A) to (E) is 100 parts by mass. If it exceeds 60 parts by mass, the viscosity of the composition increases and the handleability may deteriorate. More preferably, it is 25 to 55 parts by mass.

成分(A)のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンは当業者に公知の方法によって製造されるものであり、硫酸、塩酸、硝酸、活性白土、亜リン酸トリス(2−クロロエチル)等の酸触媒、又は水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラ−n−ブチルアンモニウム、水酸化テトラ−n−ブチルホスホニウム、ナトリウムシラノレート、カリウムシラノレートなどの塩基触媒を用いた鎖状及び/又は環状低分子量シロキサンの縮合及び/又は開環重合によって製造できる。 The alkenyl group-containing polyorganosiloxane of the component (A) is produced by a method known to those skilled in the art, and is an acid catalyst such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, active clay, tris phosphite (2-chloroethyl), or Base catalysts such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, tetra-n-butylphosphonium hydroxide, sodium silanolate, and potassium silanolate were used. It can be produced by condensation and / or ring-opening polymerization of chain and / or cyclic low molecular weight siloxane.

成分(A)は、単一の成分でもよいし、上記の条件を満たす2種類以上の成分の混合物でもよい。 The component (A) may be a single component or a mixture of two or more kinds of components satisfying the above conditions.

(成分(B))
成分(B)は、平均組成式が一般式(2)で表され、1分子中にケイ素原子結合する水素原子を2個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、成分(A)に対する架橋成分である。
(化2)
SiO(4−c−d)/2 (2)
式(2)中、Rは脂肪族不飽和基を含まない同一または異なる一価の炭化水素基、cは0.999〜2.999、dは0.001〜2、c+dは1〜3を満たす。Rとしては、Rで例示した炭化水素基が用いられ、好ましくはアルキル基、より好ましくはメチル基が用いられる。成分(B)のケイ素原子に結合する水素原子は、好ましくは1分子中に3個以上である。
この成分(B)の25℃における粘度は、通常1〜3000mPa・s、好ましくは5〜500mPa・sである。
成分(B)の含有量は成分(A)〜(E)の総質量を100質量部とした場合、5〜30質量部である。5質量部未満だと、成分(A)の硬化が十分でなく、剥離フィルムに十分な強度が出なく、30質量部を超えると、組成物の粘性が高まり、取り扱い性が悪くなる恐れがあるほか、SiH基が過剰となり、剥離フィルム形成後に未反応の架橋剤がブリードアウトして何らかの不具合を起す可能性がある。より好ましくは10〜20質量部である。
(Component (B))
The component (B) is an organohydrogenpolysiloxane having an average composition formula represented by the general formula (2) and containing two or more hydrogen atoms having a silicon atom bond in one molecule, and is a cross-linking component with respect to the component (A). Is.
(Chemical 2)
R 3 c H d SiO (4-cd) / 2 (2)
In formula (2), R 3 is the same or different monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated group, c is 0.999 to 2.999, d is 0.001 to 2, and c + d is 1 to 3. Meet. As R 3 , the hydrocarbon group exemplified in R 1 is used, preferably an alkyl group, and more preferably a methyl group. The number of hydrogen atoms bonded to the silicon atom of the component (B) is preferably 3 or more in one molecule.
The viscosity of this component (B) at 25 ° C. is usually 1 to 3000 mPa · s, preferably 5 to 500 mPa · s.
The content of the component (B) is 5 to 30 parts by mass when the total mass of the components (A) to (E) is 100 parts by mass. If it is less than 5 parts by mass, the component (A) is not sufficiently cured and the release film does not have sufficient strength, and if it exceeds 30 parts by mass, the viscosity of the composition increases and the handleability may deteriorate. In addition, there is a possibility that the SiH group becomes excessive and the unreacted cross-linking agent bleeds out after the release film is formed, causing some trouble. More preferably, it is 10 to 20 parts by mass.

本発明の水中油型シリコーンエマルジョン組成物の成分(B)の配合量は、成分(A)のアルケニル基の数に応じて配合されるものであり、成分(A)のケイ素原子に結合したアルケニル基の数(NA)と成分(B)のケイ素原子に結合した水素原子の数(NE)との比は1.0≦(NE/NA)≦6.0となる量、好ましくは1.5≦(NE/NA)≦4.0となる量に調節される。NE/NAが1未満だと、組成物の硬化が十分に進行せず、無反応のアルケニル基が剥離剤層に残留するので、経時的に剥離性が変化しやすい。また、NE/NAが6を超えると、オルガノハイドロジェンポリシロキサンにより、剥離性が本発明の意図に反して増強される。成分(B)は、公知の方法で当業者が製造することができる。 The blending amount of the component (B) of the oil-in-water silicone emulsion composition of the present invention is one that is blended according to the number of alkenyl groups of the component (A), and the alkenyl bonded to the silicon atom of the component (A). The ratio of the number of groups (NA) to the number of hydrogen atoms bonded to the silicon atom of the component (B) is 1.0 ≦ (NE / NA) ≦ 6.0, preferably 1.5. The amount is adjusted so that ≦ (NE / NA) ≦ 4.0. If NE / NA is less than 1, curing of the composition does not proceed sufficiently, and unreacted alkenyl groups remain in the release agent layer, so that the release property tends to change over time. Further, when NE / NA exceeds 6, the releasability is enhanced by the organohydrogenpolysiloxane contrary to the intention of the present invention. The component (B) can be produced by those skilled in the art by a known method.

成分(B)は、単一の成分でもよいし、上記の条件を満たす2種類以上の成分の混合物でもよい。 The component (B) may be a single component or a mixture of two or more kinds of components satisfying the above conditions.

成分(A)と成分(B)は互いに反応し合いシリコーン硬化物を形成するものである。従って、通常は、成分(A)単独と成分(C)以下の構成によるエマルジョン、および、成分(B)単独と成分(C)以下の構成によるエマルジョンを別々に作製し、キットとして用意しておき、これら2液を混合して用途に付すのが好適である。ただし、成分(A)と成分(B)を最初から共存させてエマルジョンを作製することも可能である。 The component (A) and the component (B) react with each other to form a cured silicone product. Therefore, usually, an emulsion having the composition of the component (A) alone and the component (C) or less and an emulsion having the composition of the component (B) alone and the component (C) or less are separately prepared and prepared as a kit. , It is preferable to mix these two liquids and apply them for use. However, it is also possible to prepare an emulsion by coexisting the component (A) and the component (B) from the beginning.

(成分(C))
成分(C)は、ノニオン界面活性剤であって、前記成分(A)、(B)、および、後述の成分(D)を水に分散させる役割を担うので、本発明の水中油型シリコーンエマルジョン組成物を提供することができる。親水性と親油性の均衡を表すHLB値が8.0〜19.0であるノニオン界面活性剤が好ましく、特に10.0〜18.0が好ましく、さらに好ましくは10.0〜16.0である。このHLB値が上記範囲内のノニオン性界面活性剤であれば特に限定されるものではない。用いる界面活性剤のHLB値が適正でないと、たとえ乳化できたとしても、貯蔵安定性、希釈安定性が悪く十分な性能を発現することができない。その他の乳化助剤としてHLB値が低い界面活性剤を併用してもよい。
(Component (C))
The component (C) is a nonionic surfactant and plays a role of dispersing the components (A), (B) and the component (D) described later in water. Therefore, the oil-in-water silicone emulsion of the present invention. The composition can be provided. Nonionic surfactants having an HLB value of 8.0 to 19.0, which represents the balance between hydrophilicity and lipophilicity, are preferable, particularly 10.0 to 18.0, and even more preferably 10.0 to 16.0. is there. The HLB value is not particularly limited as long as it is a nonionic surfactant within the above range. If the HLB value of the surfactant used is not appropriate, even if emulsification is possible, storage stability and dilution stability are poor and sufficient performance cannot be exhibited. A surfactant having a low HLB value may be used in combination as another emulsifying aid.

このようなノニオン性界面活性剤の例として、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、デカグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコールペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸アミド、ポリアルキルグリコシド等が挙げられる。これらのノニオン界面活性剤は、安全性、安定性、価格面からも好ましく、単体又は2種類以上の混合物として用いることができる。特に乳化安定性の観点からはポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。成分(C)の含有量は、成分(A)〜(E)の総質量を100質量部とした場合、1〜10質量部である。1質量部未満では分散が困難であり、10質量部を超えると、組成物の粘度が高くなり取り扱い性が悪くなる。より好ましくは3〜6質量部である。 Examples of such nonionic surfactants include sorbitan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, decaglycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, propylene glycol pentaerythritol fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and polyoxyethylene sorbit fatty acid ester. , Polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene castor oil, hardened castor oil, polyoxyethylene alkyl amine Examples thereof include fatty acid amide and polyalkyl glycol acid. These nonionic surfactants are also preferable in terms of safety, stability and price, and can be used alone or as a mixture of two or more kinds. In particular, polyoxyethylene alkyl ether is preferable from the viewpoint of emulsion stability. The content of the component (C) is 1 to 10 parts by mass when the total mass of the components (A) to (E) is 100 parts by mass. If it is less than 1 part by mass, it is difficult to disperse, and if it exceeds 10 parts by mass, the viscosity of the composition becomes high and the handleability becomes poor. More preferably, it is 3 to 6 parts by mass.

(成分(D))
成分(D)は、白金属系触媒であって、成分(A)が、成分(B)を介した架橋構造を形成するとき起こる付加反応を触媒するヒドロシリル化触媒である。成分(A)の重量に対して1〜500ppmとなる量、好ましくは5〜200ppmとなる量、より好ましくは20〜100ppmとなる量で含有される。含有量が1ppm未満では硬化に時間がかかり、本発明の水中油型シリコーンエマルジョン組成物を塗工された剥離フィルムの生産効率が悪くなる恐れがある。500ppmを超えると、当該組成物の作業可能時間が短くなるので、当該組成物をフィルム基材へ塗工するときに、作業性が落ちる恐れがある。
(Component (D))
The component (D) is a white metal-based catalyst, which is a hydrosilylation catalyst that catalyzes an addition reaction that occurs when the component (A) forms a crosslinked structure via the component (B). It is contained in an amount of 1 to 500 ppm, preferably 5 to 200 ppm, more preferably 20 to 100 ppm with respect to the weight of the component (A). If the content is less than 1 ppm, it takes a long time to cure, and the production efficiency of the release film coated with the oil-in-water silicone emulsion composition of the present invention may deteriorate. If it exceeds 500 ppm, the workable time of the composition is shortened, so that the workability may be reduced when the composition is applied to the film substrate.

成分(D)は、金属またはこの金属を含む化合物からなる。金属またはその化合物には例えば、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウムおよびイリジウム、好ましくは白金または白金を含む化合物を用いることができる。これらの中で特に白金系触媒は反応性が高く、好適である。金属は微粒子状の担体材料(例えば、活性炭、酸化アルミニウム、酸化ケイ素)に固定してもよい。白金化合物としては、白金ハロゲン化物(例えば、PtCl、HPtCl・6HO、NaPtCl・4HO、HPtCl・6HOとシクロヘキサンからなる反応生成物)、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体、白金−アルコラート錯体、白金−エーテル錯体、白金−アルデヒド錯体、白金−ケトン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体(例えば、白金−1,3−ジビニル1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体、ビス−(γ−ピコリン)−白金ジクロライド、トリメチレンジピリジン−白金ジクロライド、ジシクロペンタジエン−白金ジクロライド、シクロオクタジエン−白金ジクロライド、シクロペンタジエン−白金ジクロライド)、ビス(アルキニル)ビス(トリフェニルホスフィン)白金錯体、ビス(アルキニル)(シクロオクタジエン)白金錯体等が挙げられる。また、ヒドロシリル化触媒はマイクロカプセル化した形で用いることもできる。この場合触媒を含有し、かつオルガノポリシロキサン中に不溶の微粒子固体は、例えば、熱可塑性樹脂(例えば、ポリエステル樹脂又はシリコーン樹脂)である。また、白金系触媒は包接化合物の形で、例えば、シクロデキストリン内で用いることも可能である。 The component (D) consists of a metal or a compound containing this metal. As the metal or a compound thereof, for example, a compound containing platinum, rhodium, palladium, ruthenium and iridium, preferably platinum or platinum can be used. Of these, platinum-based catalysts are particularly suitable because they have high reactivity. The metal may be fixed to a fine particle carrier material (eg, activated carbon, aluminum oxide, silicon oxide). The platinum compounds, platinum halides (e.g., PtCl 4, H 2 PtCl 4 · 6H 2 O, Na 2 PtCl 4 · 4H 2 O, H 2 PtCl 4 · 6H 2 O and the reaction products of cyclohexane) platinum -Olefin complex, platinum-alcohol complex, platinum-alcolate complex, platinum-ether complex, platinum-aldehyde complex, platinum-ketone complex, platinum-vinylsiloxane complex (eg, platinum-1,3-divinyl 1,1,3) 3-Tetramethyldisiloxane complex, bis- (γ-picolin) -platinum dichloride, trimethylenedipyridine-platinum dichloride, dicyclopentadiene-platinum dichloride, cyclooctadiene-platinum dichloride, cyclopentadiene-platinum dichloride), bis ( Examples thereof include an alkynyl) bis (triphenylphosphine) platinum complex and a bis (alkynyl) (cyclooctadien) platinum complex. The hydrosilylation catalyst can also be used in microencapsulated form. In this case, the fine particle solid containing the catalyst and insoluble in the organopolysiloxane is, for example, a thermoplastic resin (for example, a polyester resin or a silicone resin). The platinum-based catalyst can also be used in the form of clathrate compounds, for example, in cyclodextrin.

(成分(E))
成分(E)は、前記成分(A)〜(D)を乳化する際の分散媒となる水である。水は特に限定されないが、イオン交換水を用いることが好ましく、好ましくはpH2〜12、特に好ましくはpH4〜10である。鉱水の使用は推奨されないが、用いる場合は金属不活性剤等と合わせて用いることが好ましい。分散させる成分の総質量を100質量部とした場合、、30〜80質量部、好ましくは35〜70質量部に相当する量を添加する。
(Component (E))
The component (E) is water that serves as a dispersion medium when emulsifying the components (A) to (D). The water is not particularly limited, but it is preferable to use ion-exchanged water, preferably pH 2 to 12, and particularly preferably pH 4 to 10. The use of mineral water is not recommended, but when it is used, it is preferably used in combination with a metal deactivator or the like. When the total mass of the components to be dispersed is 100 parts by mass, an amount corresponding to 30 to 80 parts by mass, preferably 35 to 70 parts by mass is added.

本発明の水中油型シリコーンエマルジョン組成物は、上記成分(A)〜(D)のすべてを同時に成分(E)に分散させて製造するのではなく、上記成分(A)〜(D)のうち、少なくとも2種類以上の成分を成分(E)に分散させたキットを用意し、それを水中油型シリコーンエマルジョン組成物として最終的に混合することで製造するのが好ましい。成分(A)〜(D)をすべて同時に成分(E)に分散させてしまうと、成分(A)、(B)、および(D)の間で起こる付加反応が組成物の製造中に進行してしまい、塗工膜を形成することができない。製造方法には例えば、成分(A)、(C)、(D)を成分(E)に分散させたキットを作製する一方で、成分(B)と成分(D)を成分(E)に別途分散させたキットを作製し、それら2つを混合させるという方法が挙げられる。成分(A)と成分(B)は、キットを何種類用意しても、最終的な水中油型シリコーンエマルジョン組成物において、成分(A)のケイ素原子に結合したアルケニル基の数(NA)と、成分(B)のケイ素原子に結合した水素原子の数(NE)との比が、1.0≦(NE/NA)≦6.0となる量、好ましくは1.5≦(NE/NA)≦4.0となる量に調製されるものとし、成分(C)は必ず成分(A)の重量に対して1〜500ppm、好ましくは5〜200ppmとなる量、より好ましくは20〜120ppmとなる量に調製されるものとする。本発明の水中油型シリコーンエマルジョン組成物は、成分(A)〜(D)をキットとして成分(E)に何種類分散させても、分散媒の成分(E)が水なので、結局、溶剤タイプとは異なる、環境や人体への影響に配慮されたエマルジョンタイプの組成物となる。 The oil-in-water silicone emulsion composition of the present invention is not produced by simultaneously dispersing all of the above components (A) to (D) in the component (E), but among the above components (A) to (D). It is preferable to prepare a kit in which at least two or more kinds of components are dispersed in the component (E), and finally mix the kit as an oil-in-water silicone emulsion composition. If all the components (A) to (D) are dispersed in the component (E) at the same time, an addition reaction occurring between the components (A), (B), and (D) proceeds during the production of the composition. Therefore, the coating film cannot be formed. In the manufacturing method, for example, a kit in which the components (A), (C), and (D) are dispersed in the component (E) is produced, while the component (B) and the component (D) are separately separated into the component (E). One method is to prepare a dispersed kit and mix the two. The component (A) and the component (B) are the number of alkenyl groups (NA) bonded to the silicon atom of the component (A) in the final oil-in-water silicone emulsion composition regardless of the number of kits prepared. , The ratio of the component (B) to the number of hydrogen atoms bonded to the silicon atom (NE) is 1.0 ≦ (NE / NA) ≦ 6.0, preferably 1.5 ≦ (NE / NA). ) ≤ 4.0, and the component (C) must be 1 to 500 ppm, preferably 5 to 200 ppm, more preferably 20 to 120 ppm based on the weight of the component (A). It shall be prepared in the amount of In the oil-in-water silicone emulsion composition of the present invention, no matter how many kinds of components (A) to (D) are dispersed in the component (E) as a kit, the component (E) of the dispersion medium is water, so after all, it is a solvent type. It is an emulsion type composition that is different from the above and is considered for the influence on the environment and the human body.

成分(A)〜(D)を、成分(E)に分散させる方法には公知の方法を採用することができる。例えば、ホモジナイザー、コロイドミル、ホモミキサー、高速ステータローター攪拌装置等を用いて、上記成分を混合、乳化する方法を採用することができる。成分(A)〜(D)を、成分(E)に分散させる際は、具体的に、成分(A)〜(D)に対して、成分(E)を一部添加し攪拌して、油中水型とした後、更に残部の水を添加し水中油型とすれば、成分(A)〜(D)の分散が容易となり、エマルジョンの安定性が向上する。 A known method can be adopted as a method for dispersing the components (A) to (D) in the component (E). For example, a method of mixing and emulsifying the above components using a homogenizer, a colloid mill, a homomixer, a high-speed stator rotor agitator, or the like can be adopted. When the components (A) to (D) are dispersed in the component (E), specifically, a part of the component (E) is added to the components (A) to (D) and stirred to obtain an oil. After making the medium water type, if the remaining water is further added to make the oil-in-water type, the components (A) to (D) can be easily dispersed and the stability of the emulsion is improved.

本発明の水中油型シリコーンエマルジョン組成物は、シリコーン以外の成分、例えば、有機系のポリマー等が含有されていても構わない。所望の条件を満たせば、目的の塗工性と剥離性が得られる。しかし、より十分な塗工性おとび剥離性を得るには、シリコーンが主体の組成物であることが好ましい。 The oil-in-water silicone emulsion composition of the present invention may contain components other than silicone, for example, an organic polymer or the like. If the desired conditions are satisfied, the desired coatability and peelability can be obtained. However, in order to obtain more sufficient coatability and peelability, it is preferable that the composition is mainly composed of silicone.

本発明の水中油型シリコーンエマルジョン組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、基材への密着性を上げる目的として密着向上剤、または、剥離性を調整する目的として移行成分、または、防腐を目的とする防腐剤を含んでいてよい。
このような成分として、例えば密着向上剤には一般的なシランカップリング剤、移行成分には水中油型シリコーンエマルジョン、防腐剤としてはソルビン酸、ソルビン酸塩、酢酸、乳酸、安息香酸、サリチル酸、フェノキシエタノール、ホルマリン等が挙げられる。
The oil-in-water silicone emulsion composition of the present invention is an adhesion improver for the purpose of improving adhesion to a substrate, a transition component for the purpose of adjusting peelability, or a transition component, as long as the object of the present invention is not impaired. It may contain an antiseptic for the purpose of antiseptic.
Such components include, for example, a general silane coupling agent for adhesion improvers, an oil-in-water silicone emulsion as a transition component, and sorbic acid, sorbate, acetic acid, lactic acid, benzoic acid, and salicylic acid as preservatives. Examples thereof include phenoxyethanol and formalin.

冷却部24は、プレート式熱交換器26と、冷媒温度調整部28と、温度検出部30とを有し、乳化分散部22において常温で生成された油中水型プレエマルジョンがプレート式熱交換器26に液送され、ここで、温度検出部30により検出された冷却後の油中水型プレエマルジョンの温度に基づいて、冷媒温度調整部28により温度がフィードバック制御された冷媒により、油中水型プレエマルジョンを所定温度に冷却するようにしている。
ここで、プレート式熱交換器26は、従来既知のもので、詳しい説明は省略するが、内部に複数の伝熱プレートを互いに平行に間隔を隔てて配置し、各プレートの間に形成される流路に対して、1枚置きに冷媒と油中水型プレエマルジョンとを、対向式または平行式に交互に流すことにより、油中水型プレエマルジョンが伝熱プレートを介して冷媒により冷却されるようにしている。
採用する冷媒は、冷却温度が低温であることから、たとえば、エチレングリコール、シリコーンオイルが好ましい。
なお、油中水型プレエマルジョンの油分中の無数の水滴がプレート式熱交換器26内で凍結しないように、プレート式熱交換器26に液送する油中水型プレエマルジョンの流量を調整するようにしている。
これにより、たとえば、所定温度に管理された冷却室内に油中水型プレエマルジョンを保管することにより、冷却保持する必要なしに、換言すれば、省エネルギーおよび余分な工程を省略しつつ、水中油型エマルジョンを製造する際、乳化分散部22からの常温の油中水型プレエマルジョンを、連続的に所定温度に冷却し、下流側の液晶相形成部14に液送することが可能であり、後に説明するように、液晶相形成部14においても同様に、連続的に液晶相を形成することから、油中水型プレエマルジョン生成部12において生成された油中水型プレエマルジョンを用いて、連続的に水中油型エマルジョンを製造することが可能である。
The cooling unit 24 includes a plate heat exchanger 26, a refrigerant temperature adjusting unit 28, and a temperature detecting unit 30, and a water-in-oil preemulsion generated at room temperature in the emulsification and dispersion unit 22 exchanges plate heat. Liquid is sent to the vessel 26, where the temperature is feedback-controlled by the refrigerant temperature adjusting unit 28 based on the temperature of the water-in-oil preemulsion after cooling detected by the temperature detecting unit 30. The water-type pre-emulsion is cooled to a predetermined temperature.
Here, the plate type heat exchanger 26 is a conventionally known one, and although detailed description thereof will be omitted, a plurality of heat transfer plates are arranged inside in parallel with each other at intervals, and are formed between the plates. The water-in-oil preemulsion is cooled by the refrigerant via the heat transfer plate by alternately flowing the refrigerant and the water-in-oil preemulsion in the flow path alternately in a facing manner or in parallel. I am trying to do it.
As the refrigerant to be used, for example, ethylene glycol and silicone oil are preferable because the cooling temperature is low.
The flow rate of the water-in-oil preemulsion to be fed to the plate heat exchanger 26 is adjusted so that innumerable water droplets in the oil content of the water-in-oil preemulsion do not freeze in the plate heat exchanger 26. I am trying to do it.
Thereby, for example, by storing the water-in-oil pre-emulsion in a cooling chamber controlled at a predetermined temperature, it is not necessary to keep the cold water, in other words, the oil-in-water type while saving energy and omitting extra steps. When producing an emulsion, the water-in-oil preemulsion at room temperature from the emulsification / dispersion unit 22 can be continuously cooled to a predetermined temperature and liquid-fed to the liquid crystal phase forming unit 14 on the downstream side, and later. As will be described, since the liquid crystal phase forming unit 14 also continuously forms the liquid crystal phase, the water-in-oil pre-emulsion generated in the water-in-oil pre-emulsion generation unit 12 is used continuously. It is possible to produce an oil-in-water emulsion.

変形例として、冷却部24に設ける熱交換器は、乳化分散部22に供給されるまでにプレエマルジョンの温度が所定温度範囲にあることが達成される限り、プレート式熱交換器に限定されることなく、たとえば、表面積が広いホースや、内部にらせん羽根を有するスタティックミキサーをジャケットに内蔵したタイプでもよい。 As a modification, the heat exchanger provided in the cooling unit 24 is limited to the plate heat exchanger as long as the temperature of the pre-emulsion is achieved to be within a predetermined temperature range by the time it is supplied to the emulsification / dispersion unit 22. Instead, for example, a hose having a large surface surface or a static mixer having a spiral blade inside may be built in the jacket.

図2に示すように、液晶相形成部14は、油中水型プレエマルジョン生成部12からの流入口32と、水中油型エマルジョン生成部16への流出口34とを有する液晶相形成容器36内に、中心軸37を中心に回転可能なローター38と、ローター38と、所定隙間39(δ)を隔てて外筒として同心状に配置されたステータ40とを有し、ステータ40には、周方向に所定角度間隔を隔てて複数のスリット42が設けられ、油中水型プレエマルジョンを所定隙間39に流入させ、スリット42を介して流出するまでに、せん断エネルギーを付与するようにしている。δは通常、1〜2mmに設定する。ローターの周速とδの関係の調整によりせん断速度が決まる。せん断速度の値により隙間に存在する物質へのせん断エネルギーを規定することができる。
ここで述べる液晶相形成とは、液晶ラメラの形成、そしてそれに続く液晶相の細分化の双方を言う。
なお、中心軸37は、モーター43に連結され、ローター38が中心軸37を中心に、矢印のように回転するように構成しているが、形成された液晶相は、ローター38の回転力を駆動源として、液晶相形成容器36の流出口34から下流側の水中油型エマルジョン生成部16へ液送されるようにしている。なお、ローター38は中実である。また、液晶相形成容器出口温度計測器44が設置され、液晶相形成容器にてせん断エネルギー付与終了直後の流出物の温度を計測できるようにしている。
As shown in FIG. 2, the liquid crystal phase forming unit 14 is a liquid crystal phase forming container 36 having an inflow port 32 from the water-in-oil pre-emulsion generation unit 12 and an outflow port 34 to the oil-in-water type emulsion generation unit 16. It has a rotor 38 that can rotate about a central axis 37, a rotor 38, and a stator 40 that is concentrically arranged as an outer cylinder with a predetermined gap 39 (δ) separated from the rotor 38. A plurality of slits 42 are provided at predetermined angular intervals in the circumferential direction so that the water-in-oil preemulsion flows into the predetermined gap 39 and shear energy is applied before flowing out through the slits 42. .. δ is usually set to 1 to 2 mm. The shear rate is determined by adjusting the relationship between the peripheral speed of the rotor and δ. The value of the shear rate can define the shear energy to the material present in the gap.
The liquid crystal phase formation described here refers to both the formation of a liquid crystal lamella and the subsequent subdivision of the liquid crystal phase.
The central shaft 37 is connected to the motor 43, and the rotor 38 is configured to rotate around the central shaft 37 as shown by an arrow. However, the formed liquid crystal phase exerts the rotational force of the rotor 38. As a driving source, the liquid crystal phase forming container 36 is fed from the outlet 34 to the oil-in-water emulsion generating section 16 on the downstream side. The rotor 38 is solid. Further, a liquid crystal phase forming container outlet temperature measuring device 44 is installed so that the temperature of the effluent immediately after the completion of shear energy application can be measured in the liquid crystal phase forming container.

ローター38とステータ40との組み合わせは、液晶相形成容器36内に縦置きに配置され、流入口32は、所定隙間の真上に設けられ、流出口34は、液晶相形成容器36の側面に設けられ、液晶相形成容器36内に導かれるプレエマルジョンは、循環式でなく、通過式のワンスルー方式により、所定隙間に直接流入してから流出するまでの間でせん断エネルギーが付与されるようにしており、たとえば、容器内に設けたせん断羽根の回転により循環式によりせん断エネルギーを付与する従来技術に比し、容器内での場所によるバラツキなく、プレエマルジョンに対して一様にせん断エネルギーを付与することが可能である。 The combination of the rotor 38 and the stator 40 is arranged vertically in the liquid crystal phase forming container 36, the inflow port 32 is provided directly above the predetermined gap, and the outlet 34 is on the side surface of the liquid crystal phase forming container 36. The pre-emulsion provided and guided into the liquid crystal phase forming container 36 is not a circulation type but a passing type one-through method so that shear energy is applied between the time when the preemulsion directly flows into the predetermined gap and the time when the pre-emulsion flows out. For example, compared to the conventional technique in which shear energy is applied by a circulation method by rotating a shear blade provided in the container, shear energy is uniformly applied to the pre-emulsion without variation depending on the location in the container. It is possible to do.

より詳細には、油中水型プレエマルジョンと水中油型エマルジョンとの遷移状態である液晶ラメラ形成の際、液晶ラメラ形成に伴い、油中水型プレエマルジョンの粘度は急激に上昇するところ、密閉空間内に流入した油中水型プレエマルジョンには、ステータ40のスリット42から流出するまでの間、一定回転するローター38の内表面との間の摩擦によりせん断エネルギーが与えられるが、粘度上昇に伴い、時間当たりに与えられるせん断エネルギーは増大する。 More specifically, during the formation of liquid crystal lamella, which is a transition state between the water-in-oil pre-emulsion and the oil-in-water emulsion, the viscosity of the water-in-oil pre-emulsion rapidly increases with the formation of the liquid crystal lamella, and is sealed. The water-in-oil preemulsion that has flowed into the space is given shear energy by friction with the inner surface of the rotor 38 that rotates constantly until it flows out from the slit 42 of the stator 40, but the viscosity increases. As a result, the shear energy given per hour increases.

ここで、推定ではあるが、本発明において、−40℃ないし−5℃という好ましいプレエマルジョンの冷却温度範囲で、液晶ラメラが形成、成長する時のメカニズムと、液晶ラメラが形成されたことをどのように確認できるか、について以下に記載する。
プレエマルジョンを常温で作製した段階では、主に、油相が連続相となった状態が形成されるものと考えられる。端的には油中水系エマルジョンであるが、その形を取っていなくても、油相が連続相になっていることで、プレエマルジョン全体が氷結することを防ぐことができるので、液晶ラメラ形成のための要件を満たすと考えられる。
図3に示すように、プレエマルジョンを上記の温度範囲で冷却すると、図3の(a)のように、界面活性剤が層状(あるいは他の形状)に水の層と交互に繰り返す構造が形成するものと考えられる。いわば、液晶ラメラの前駆的な枠組みが形成されると考えられる。
その状態で、せん断をかけ始めると、油分が、上記枠組みの層間に挿入されるものと考えられる。図3の(b)の状態であり、これが液晶ラメラである。この状態が形成されると、系の粘度が増大するので、これをもって液晶ラメラが形成したことを確認できる。このような低温でも、層間にラメラが挿入できるのは、シリコーンの本質と深くかかわっている。シリコーンは、主鎖の自由回転が容易であるので、ガラス転移点が低く、通常の有機系ポリマーに比して、より低温でも流動性を保つことができる。特に、−25℃のような低温においても、シリコーンは流動性を保ち、かつ、界面活性剤、水との相互作用により液晶ラメラのような微細な相分離構造を形成することができる。従って、−25℃のような低温において、通常の有機系ポリマーでは全く不可能な液晶ラメラの形成が、シリコーンでは可能である。
ここで、ラメラ1層当たりの水の層の幅d、油の層の幅d´はともに、冷却温度が低いほど、ラメラの凝集性が高まるため、小さくなる、すなわち、液晶ラメラの層の間隔が小さくなると考えられ、そのことが、最終的な水中油型エマルジョンの粒子径が小さくなることにつながると考えられる。
図3の(c)のように、液晶ラメラが成長するには、吸熱を伴う活性化エネルギーと、粘度増大による摩擦熱の発生が起こる。詳細は下記の段落で述べる。
Here, although it is presumed, in the present invention, the mechanism at which the liquid crystal lamella is formed and grown in the preferable cooling temperature range of the preemulsion of −40 ° C. to −5 ° C. It is described below whether it can be confirmed as such.
At the stage where the pre-emulsion is prepared at room temperature, it is considered that a state in which the oil phase becomes a continuous phase is mainly formed. In short, it is a water-based emulsion in oil, but even if it does not take the form, the continuous phase of the oil phase can prevent the entire preemulsion from freezing, so liquid crystal lamella formation Is considered to meet the requirements for.
As shown in FIG. 3, when the pre-emulsion is cooled in the above temperature range, a structure in which the surfactant repeats alternately with the water layer in a layered state (or other shape) is formed as shown in FIG. 3A. It is thought that it will be done. So to speak, it is considered that a precursory framework of liquid crystal lamella is formed.
When shearing is started in that state, it is considered that oil is inserted between the layers of the above framework. It is the state of (b) of FIG. 3, and this is a liquid crystal lamella. When this state is formed, the viscosity of the system increases, so that it can be confirmed that the liquid crystal lamella is formed. The ability of lamellas to be inserted between layers even at such low temperatures is deeply related to the essence of silicone. Since the main chain of silicone is easy to rotate freely, it has a low glass transition point and can maintain fluidity even at a lower temperature than a normal organic polymer. In particular, silicone can maintain fluidity even at a low temperature such as -25 ° C. and can form a fine phase-separated structure such as liquid crystal lamella by interaction with a surfactant and water. Therefore, at a low temperature such as -25 ° C, the formation of liquid crystal lamella, which is completely impossible with ordinary organic polymers, is possible with silicone.
Here, both the width d of the water layer and the width d'of the oil layer per layer of the lamella become smaller because the cohesiveness of the lamella increases as the cooling temperature decreases, that is, the spacing between the layers of the liquid crystal lamella. Is considered to be smaller, which is thought to lead to a smaller particle size of the final oil-in-water emulsion.
As shown in FIG. 3C, in order for the liquid crystal lamella to grow, activation energy accompanied by endothermic heat and frictional heat due to an increase in viscosity occur. Details are given in the paragraph below.

それに対して、図4に示すように、油中水型プレエマルジョンが液晶ラメラを形成するには、活性化エネルギーが必要であるが、必要な活性化エネルギーは、油中水型プレエマルジョンの温度が低いほど、増大する傾向である。
よって、液晶ラメラおよび細分化の液晶相の形成段階において、ローター38の一定回転数を選択するとともに、細分化の液晶相の形成完了時点において、細分化の液晶相温度が選択温度以下となるように、油分量に対する界面活性剤の量比に応じて、油中水型プレエマルジョンの製造段階において、油中水型プレエマルジョンを所定温度まで冷却することにより、第1に、常温の油中水型プレエマルジョンを利用して液晶ラメラを形成する場合に比べ、細分化の液晶相形成完了時点の温度上昇は抑制される点、第2に、油中水型プレエマルジョンを所定温度まで冷却することにより、液晶ラメラ形成開始時点の初期粘度は上昇し、それにより、液晶ラメラ形成に必要な活性化エネルギーが増大する点、第3に、ローター38の一定回転数の選択により、密閉空間内での液晶ラメラの加熱時間が選択されるとともに、液晶ラメラ形成開始時点の初期粘度の上昇により、発生するせん断エネルギーが増大する点、以上より、油中水型プレエマルジョンの冷却温度の選択により、密閉空間内での、形成された液晶ラメラの余分な加熱抑制を通じて、油中水型プレエマルジョンに付与されるせん断エネルギーと、液晶ラメラ形成にとって必要な活性化エネルギーとのバランスを図ることにより、小規模構造の液晶相形成完了時点の温度を所望温度とし、以て、水中油型エマルジョンの油滴の粒子径の調整が可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, activation energy is required for the water-in-oil preemulsion to form a liquid crystal lamella, and the required activation energy is the temperature of the water-in-oil preemulsion. The lower the value, the more it tends to increase.
Therefore, at the stage of forming the liquid crystal lamella and the subdivided liquid crystal phase, the constant rotation speed of the rotor 38 is selected, and at the time when the formation of the subdivided liquid crystal phase is completed, the temperature of the subdivided liquid crystal phase becomes equal to or lower than the selected temperature. First, by cooling the water-in-oil pre-emulsion to a predetermined temperature in the production stage of the water-in-oil pre-emulsion according to the ratio of the amount of the surfactant to the amount of oil, the water in oil at room temperature Compared to the case of forming a liquid crystal lamella using a type pre-emulsion, the temperature rise at the completion of the formation of the subdivided liquid crystal phase is suppressed. Second, the water-in-oil pre-emulsion is cooled to a predetermined temperature. As a result, the initial viscosity at the start of liquid crystal lamella formation increases, which increases the activation energy required for liquid crystal lamella formation. Third, by selecting a constant number of rotations of the rotor 38, in a closed space. The heating time of the liquid crystal lamella is selected, and the generated shear energy increases due to the increase in the initial viscosity at the start of liquid crystal lamella formation. From the above, the closed space is selected by selecting the cooling temperature of the water-in-oil preemulsion. Small-scale structure by balancing the shear energy applied to the water-in-oil preemulsion with the activation energy required for liquid crystal lamella formation through the suppression of extra heating of the formed liquid crystal lamella. The temperature at the time when the formation of the liquid crystal phase is completed is set to a desired temperature, so that the particle size of the oil droplets of the oil-in-water emulsion can be adjusted.

活性化エネルギーは、油分と界面活性剤と組み合わせに応じて変わり得るので、多少の試行錯誤は必要となるが、プレエマルジョンの低温化により、低温化しない場合に比し、液晶ラメラ形成時のプレエマルジョンの初期温度が低くなるとともに、活性化エネルギーが増大することにより、細分化の液晶相形成完了の際の液晶相の温度上昇を抑制することが可能である。
たとえば、スリットの開口面積、周方向に隣接するスリット間の角度間隔、および隙間の大きさは、このような観点から定めるのが好ましい。
Since the activation energy can change depending on the combination of the oil and the surfactant, some trial and error is required, but due to the lowering of the temperature of the pre-emulsion, the pre-emulsion during the formation of the liquid crystal lamella is compared with the case where the temperature is not lowered. By lowering the initial temperature of the emulsion and increasing the activation energy, it is possible to suppress the temperature rise of the liquid crystal phase when the formation of the subdivided liquid crystal phase is completed.
For example, it is preferable to determine the opening area of the slits, the angular distance between the slits adjacent to each other in the circumferential direction, and the size of the gap from such a viewpoint.

次いで、水中油型エマルジョン生成部16は、油中水型プレエマルジョン生成部12および液晶相形成部14と同様に、従来既知の乳化分散装置を有し、乳化分散装置において、液晶相形成部14において形成された液晶相に対して、希釈用の水が添加され、転相が引き起こされて水中油型エマルジョンを生成するようにしている。なお、希釈用の水の流量は、希釈用の水が添加された液晶相の状態に応じて、調整するようにしている。
なお、連続的に製造された水中油型エマルジョンは、適宜、タンクに保管される。
Next, the oil-in-water emulsion generation unit 16 has a conventionally known emulsification / dispersion device similar to the water-in-oil preemulsion generation unit 12 and the liquid crystal phase forming unit 14, and in the emulsification / dispersion device, the liquid crystal phase forming unit 14 Water for dilution is added to the liquid crystal phase formed in (1) to induce a phase inversion to form an oil-in-water emulsion. The flow rate of the water for dilution is adjusted according to the state of the liquid crystal phase to which the water for dilution is added.
The continuously produced oil-in-water emulsion is appropriately stored in a tank.

以上のように、通常、油中水型プレエマルジョンを常温で生成する場合には、界面活性剤が親水基と疎水基とに分極して、油相と水相との界面に存在する一方、余分な界面活性剤は会合してミセル構造体を形成するところ、油中水型プレエマルジョンを低温化して、たとえば、−25℃まで冷却することにより、界面活性剤はこのようなミセル構造体よりも会合度が強い構造を形成することから、低温化油中水型プレエマルジョンを液晶ラメラとする場合には、常温での油中水型プレエマルジョンに比べて、必要な活性化エネルギーが増大するので、液晶ラメラ形成段階において、付与されるせん断エネルギーに対して、活性化エネルギーとして消費されるエネルギーが増えることになり、せん断エネルギーが付与される際の油中水型プレエマルジョンの温度が低いことと相まって、形成される液晶相の温度上昇を効果的に防止し、温度上昇に起因する水中油型エマルジョンの油滴の粒子の拡径化を抑制することが可能であるのみならず、油中水型プレエマルジョンの低温化温度を調整することにより、水中油型エマルジョンの油滴の粒子の調整が可能である。
特に、液晶相形成部14におけるローター38の回転数を一定に維持することにより、密閉空間内において油中水型プレエマルジョンに付与されるせん断エネルギーは、粘度上昇につれて増大するが、液晶相形成部14に流入する際、低温化される油中水型プレエマルジョンの温度との関係で、一定に維持するローター38の回転数を設定することにより、水中油型エマルジョンの油滴の粒径の調整とともに、せん断速度(ローター38の回転速度)の変動に伴う形成される液晶相の不均一性を制限することにより、油滴の粒度分布の広がりを抑制することも可能である。
As described above, when a water-in-oil preemulsion is usually produced at room temperature, the surfactant is polarized into a hydrophilic group and a hydrophobic group and exists at the interface between the oil phase and the aqueous phase. Where the excess surfactants combine to form a micelle structure, by lowering the temperature of the water-in-oil preemulsion to, for example, -25 ° C, the surfactant can be more than such a micelle structure. However, since a structure with a strong degree of association is formed, when the low-temperature oil-in-water pre-emulsion is used as a liquid crystal lamella, the required activation energy is increased as compared with the oil-in-oil pre-emulsion at room temperature. Therefore, in the liquid crystal lamella formation stage, the energy consumed as activation energy increases with respect to the applied shear energy, and the temperature of the water-in-oil preemulsion when the shear energy is applied is low. In combination with this, it is possible to effectively prevent the temperature rise of the formed liquid crystal phase and suppress the expansion of the diameter of the oil droplet particles of the oil-in-water emulsion due to the temperature rise, as well as in the oil. By adjusting the lowering temperature of the water-type pre-emulsion, it is possible to adjust the particles of the oil droplets of the water-based oil-type emulsion.
In particular, by keeping the rotation speed of the rotor 38 in the liquid crystal phase forming portion 14 constant, the shear energy given to the water-in-oil preemulsion in the closed space increases as the viscosity increases, but the liquid crystal phase forming portion Adjusting the particle size of the oil droplets of the oil-in-water emulsion by setting the number of rotations of the rotor 38 to be kept constant in relation to the temperature of the water-in-oil preemulsion that is lowered when flowing into 14. At the same time, it is also possible to suppress the spread of the particle size distribution of the oil droplets by limiting the non-uniformity of the liquid crystal phase formed due to the fluctuation of the shear rate (rotational speed of the rotor 38).

変形例として、特に、油中水型エマルジョンから液晶乳化法により水中油型エマルジョンを連続的に製造する場合、油中水型エマルジョン(プレエマルジョン)を低温化することにより、液晶ラメラ形成に必要な活性エネルギーを増大することにより、プレエマルジョンに付与されるせん断エネルギーに基づいて形成された液晶ラメラの温度上昇を抑制することにより、以て、水中油型エマルジョン中の油滴の粒径の拡径化を抑制するだけでなく、油中水型エマルジョン(プレエマルジョン)を低温化するだけでなく、プレエマルジョンに付与されるせん断エネルギーも低減することにより、必要となる活性化エネルギーおよび付与されるせん断エネルギーの両方を調整することにより、水中油型エマルジョン中の油滴の粒径の拡径化を抑制するのみならず、油滴の粒径を調整することが可能となる。 As a modification, in particular, when a water-in-water emulsion is continuously produced from a water-in-oil emulsion by a liquid crystal emulsification method, it is necessary to form a liquid crystal lamella by lowering the temperature of the water-in-oil emulsion (pre-emulsion). By increasing the active energy, the temperature rise of the liquid crystal lamella formed based on the shear energy applied to the pre-emulsion is suppressed, thereby increasing the particle size of the oil droplets in the oil-in-water emulsion. The required activation energy and the applied shear are not only suppressed, but also the temperature of the water-in-oil emulsion (pre-emulsion) is lowered, and the shear energy applied to the pre-emulsion is also reduced. By adjusting both energies, it is possible not only to suppress the increase in the particle size of the oil droplets in the oil-in-water emulsion, but also to adjust the particle size of the oil droplets.

この場合、油中水型エマルジョン(プレエマルジョン)を低温化することにより、プレエマルジョンを液晶化する際の初期粘度が増大することから、水中油型エマルジョンを連続的に製造するのに必要な流量確保が困難であることから、流量を確保可能な範囲で、油中水型エマルジョン(プレエマルジョン)を低温化する一方、付与されるエネルギーの低減により、必要となる活性化エネルギーと付与されるせん断エネルギーとのバランスを図ることにより、油滴の粒径を調整することが可能となる。
たとえば、回転するローターとステータタイプとの所定隙間において、プレエマルジョンにせん断エネルギーを付与する場合には、ローターの回転数を調整することにより、付与されるせん断エネルギーの増減が可能である。
In this case, by lowering the temperature of the water-in-oil emulsion (pre-emulsion), the initial viscosity when the pre-emulsion is liquefied increases, so that the flow rate required for continuously producing the oil-in-water emulsion. Since it is difficult to secure, the temperature of the water-in-oil emulsion (pre-emulsion) is lowered within the range where the flow rate can be secured, while the required activation energy and the applied shear are reduced by reducing the applied energy. By balancing with energy, it is possible to adjust the particle size of the oil droplets.
For example, when applying shear energy to a pre-emulsion in a predetermined gap between a rotating rotor and a stator type, the applied shear energy can be increased or decreased by adjusting the rotation speed of the rotor.

プレエマルジョンの冷却温度、すなわち、液晶ラメラの温度が低いほど、細分化の液晶相の温度、すなわち、乳化機を出た時点でのエマルジョンの温度は低くなるが、その温度上昇、すなわち、液晶ラメラの温度と乳化機を出た時点でのエマルジョンの温度の差、は大きくなる。
例えば、液晶ラメラの温度が−25℃の場合は、乳化機を出た時点でのエマルジョンの温度は30℃となる。また、前者温度が20℃の場合は、後者温度は60℃となる。
この理由については、次のように推定する。
液晶ラメラが崩壊して微細な液晶相へ細分化される温度は、液晶相が生成した温度によらず一定であると考えられ、−5℃から40℃の範囲であると考えられる。
この温度範囲において、液晶相は吸熱反応をもって細分化する。その際、より低温で生成した液晶相の方が、液晶相の生成のための活性化エネルギーが大きいため、その吸熱の程度が大きくなる。よって、細分化の温度範囲内においては、外部から与えられるせん断エネルギーを吸収する程度は、液晶相の生成温度が低い方が大きい。
しかし、液晶の細分化が起き始める−5℃まで温度が上昇するまでの間は、与えるせん断エネルギーは液晶細分化には使われず、摩擦熱として散逸することと、および外気との熱のやり取りで、系は25℃まで上昇して行く。
よって、−25℃のような極低温で生成した液晶相にせん断を加える時、25℃までの温度上昇は起きるので、温度上昇の程度は大きくなる。
一方、20℃のようなより高温で生成した液晶相は、生成のための活性化エネルギーが小さいので、細分化のための吸熱の程度が小さく、温度は50℃、即ち液晶相の細分化が終了する温度、を超えるようになる。50℃以上では、摩擦熱等の影響でさらに温度が高くなる。
The lower the cooling temperature of the pre-emulsion, that is, the temperature of the liquid crystal lamella, the lower the temperature of the subdivided liquid crystal phase, that is, the temperature of the emulsion at the time of leaving the emulsifier, but the temperature rises, that is, the liquid crystal lamella. The difference between the temperature of the emulsion and the temperature of the emulsion at the time of leaving the emulsifier becomes large.
For example, when the temperature of the liquid crystal lamella is −25 ° C., the temperature of the emulsion at the time of leaving the emulsifier is 30 ° C. When the former temperature is 20 ° C, the latter temperature is 60 ° C.
The reason for this is presumed as follows.
The temperature at which the liquid crystal lamella collapses and is subdivided into fine liquid crystal phases is considered to be constant regardless of the temperature at which the liquid crystal phase is generated, and is considered to be in the range of −5 ° C. to 40 ° C.
In this temperature range, the liquid crystal phase is subdivided by an endothermic reaction. At that time, since the liquid crystal phase generated at a lower temperature has a larger activation energy for forming the liquid crystal phase, the degree of endothermic process is larger. Therefore, within the subdivision temperature range, the degree to which the shear energy given from the outside is absorbed is greater when the liquid crystal phase formation temperature is lower.
However, until the temperature rises to -5 ° C, when the liquid crystal begins to subdivide, the shear energy given is not used for liquid crystal subdivision, but is dissipated as frictional heat and exchanges heat with the outside air. , The system rises to 25 ° C.
Therefore, when shearing is applied to the liquid crystal phase generated at an extremely low temperature such as −25 ° C., the temperature rises up to 25 ° C., so that the degree of the temperature rise becomes large.
On the other hand, the liquid crystal phase generated at a higher temperature such as 20 ° C. has a small activation energy for formation, so that the degree of endothermic for subdivision is small, and the temperature is 50 ° C., that is, the subdivision of the liquid crystal phase is It will exceed the ending temperature. At 50 ° C. or higher, the temperature becomes higher due to the influence of frictional heat and the like.

プレエマルジョンの冷却においては、液晶ラメラの形成の中途段階で、水分単体、界面活性剤単体、あるいは、水分と界面活性剤が氷結することを避けなければならない。氷結すると、油分が、水分と界面活性剤からなる層の間に入って行くことができないからである。そのため、プレエマルジョンであるところの油中水型エマルジョンを製造完了してから冷却することが好ましい。このようにすれば、所定の冷却温度において、所望の液晶ラメラの構造、すなわち、水層、界面活性剤層、油層の3層の連続構造、を得ることができる。
ただし、水分単体、界面活性剤単体、あるいは、水分と界面活性剤が先行して氷結することが防げるのであれば、製造時の温度から下げることでもよく、あるいは油中水型エマルジョンを製造中に温度を下げるのでもよい。最終的に液晶ラメラの形成が完了しようとしている時点において、設定の冷却温度になっていればよい。しかし、プレエマルジョンの製造時から、または、製造中に冷却を始めると、組成が偏在している状態で液晶ラメラが形成を始めるなどが起こり、最終的に形成される液晶ラメラが均一でなくなる可能性があるので、この意味でも、油中水型エマルジョンを製造完了してから冷却することが好ましい。
In cooling the pre-emulsion, it is necessary to avoid freezing of the water alone, the surfactant alone, or the water and the surfactant in the middle of the formation of the liquid crystal lamella. This is because when frozen, oil cannot enter between the layers of water and surfactant. Therefore, it is preferable to cool the water-in-oil emulsion, which is a pre-emulsion, after the production is completed. In this way, at a predetermined cooling temperature, a desired liquid crystal lamellar structure, that is, a continuous structure of three layers of an aqueous layer, a surfactant layer, and an oil layer can be obtained.
However, if it is possible to prevent the water alone, the surfactant alone, or the moisture and the surfactant from freezing in advance, the temperature may be lowered from the temperature at the time of production, or the water-in-oil emulsion may be produced during production. The temperature may be lowered. It suffices that the set cooling temperature is reached at the time when the formation of the liquid crystal lamella is finally completed. However, if cooling is started during or during the production of the pre-emulsion, the liquid crystal lamella may start to form in a state where the composition is unevenly distributed, and the finally formed liquid crystal lamella may not be uniform. In this sense as well, it is preferable to cool the water-in-oil emulsion after the production is completed.

本出願人は、実施形態において説明した水中油型エマルジョンの製造システム10を用いて、油中水型プレエマルジョンの温度をパラメータとして、製造した水中油型エマルジョンの油滴の粒子径を測定する試験を行った。
各実施例、比較例に用いたエマルジョンの組成、条件、結果について、表1に示す。
The applicant is a test for measuring the particle size of oil droplets of the produced oil-in-water emulsion using the oil-in-water emulsion production system 10 described in the embodiment with the temperature of the water-in-oil preemulsion as a parameter. Was done.
Table 1 shows the composition, conditions, and results of the emulsions used in each Example and Comparative Example.

<実施例1>
成分(A)として、メチル基とビニル基を有し、25℃での粘度が5,000mPa・sであるオルガノポリシロキサンを50質量部、、成分(C)として、ノニオン系界面活性剤を5.0質量部、成分(D)として、油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を0.1に設定した。
さらに、白金触媒を成分(A)に対して100ppm、成分(E)として精製水を残部として、100質量部の油中水型プレエマルジョンを作製した。このプレエマルジョンの作成直後の初期粘度は6,000mPa・s(25℃、10s−1)であった。
このプレエマルジョンを−25℃で冷却し、全体の温度が一定になるまで保管した。これに対して、2,000s−1のせん断速度にて、密閉空間であり、液晶相形成容器であるところのローター・ステータに流入させ、そのシェアギャップ間を、滞留時間が0.06秒となるように通過させた。以上の作製条件と同じ条件が出せる模擬装置にて、せん断速度付加後0.03秒後には、ゲル化し流動性を失った(粘度測定不能)。ゲル化の程度は大であった。また、液晶相形成容器の出口の温度は25℃であった。
上記ローター・ステータの通過をもって、水中油型エマルジョンの形成準備状態とし、その後、一定量の水とともに、連結したローター・ステータ型の乳化機にさらに投入することで、水中油型エマルジョンを作製した。
得られた水中油型エマルジョンのエマルジョン粒子の平均粒子径を計測したところ、0.20μmであった。
<Example 1>
As the component (A), 50 parts by mass of an organopolysiloxane having a methyl group and a vinyl group and having a viscosity at 25 ° C. of 5,000 mPa · s, and as a component (C), 5 nonionic surfactants. As the component (D) with 0.0 parts by mass, the ratio of the amount of the nonionic surfactant to the amount of oil was set to 0.1.
Further, 100 parts by mass of a water-in-oil preemulsion was prepared by using a platinum catalyst at 100 ppm with respect to the component (A) and purified water as the component (E) as the balance. The initial viscosity immediately after the preparation of this pre-emulsion was 6,000 mPa · s (25 ° C., 10s -1 ).
The preemulsion was cooled at -25 ° C and stored until the overall temperature was constant. On the other hand, at a shear rate of 2,000 s-1 , the liquid crystal phase forming container, which is a closed space, is allowed to flow into the rotor / stator, and the residence time is 0.06 seconds between the share gaps. I let it pass so that it would be. In a simulated device capable of producing the same conditions as the above manufacturing conditions, 0.03 seconds after the addition of the shear rate, gelation occurred and the fluidity was lost (viscosity measurement impossible). The degree of gelation was great. The temperature at the outlet of the liquid crystal phase forming container was 25 ° C.
The oil-in-water emulsion was prepared by passing through the rotor / stator, and then further charged into a connected rotor / stator type emulsifier together with a certain amount of water to prepare an oil-in-water emulsion.
The average particle size of the emulsion particles of the obtained oil-in-water emulsion was measured and found to be 0.20 μm.

<実施例2>
成分(A)として、メチル基とビニル基を有し、25℃での粘度が5,000mPa・sであるオルガノポリシロキサンを52.5質量部、、成分(C)として、ノニオン系界面活性剤を2.5質量部、成分(D)として、油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を0.05に設定した。
さらに、白金触媒を成分(A)に対して100ppm、成分(E)として精製水を残部として、100質量部の油中水型プレエマルジョンを作製した。このプレエマルジョンの作成直後の初期粘度は6,100mPa・s(25℃、10s−1)であった。
このプレエマルジョンを−25℃で冷却し、全体の温度が一定になるまで保管した。これに対して、2,000s−1のせん断速度にて、密閉空間であり、液晶相形成容器であるところのローター・ステータに流入させ、そのシェアギャップ間を、滞留時間が0.06秒となるように通過させた。以上の作製条件と同じ条件が出せる模擬装置にて、せん断速度付加後0.03秒後には、ゲル化し流動性を失った(粘度測定不能)。ゲル化の程度は大であった。また、液晶相形成容器の出口の温度は30℃であった。
上記ローター・ステータの通過をもって、水中油型エマルジョンの形成準備状態とし、その後、一定量の水とともに、連結したローター・ステータ型の乳化機にさらに投入することで、水中油型エマルジョンを作製した。
得られた水中油型エマルジョンのエマルジョン粒子の平均粒子径を計測したところ、0.20μmであった。
<Example 2>
52.5 parts by mass of organopolysiloxane having a methyl group and a vinyl group as the component (A) and a viscosity at 25 ° C. of 5,000 mPa · s, and a nonionic surfactant as the component (C). The amount ratio of the nonionic surfactant to the amount of oil was set to 0.05 with 2.5 parts by mass and the component (D).
Further, 100 parts by mass of a water-in-oil preemulsion was prepared by using a platinum catalyst at 100 ppm with respect to the component (A) and purified water as the component (E) as the balance. The initial viscosity of this pre-emulsion immediately after preparation was 6,100 mPa · s (25 ° C., 10s -1 ).
The preemulsion was cooled at -25 ° C and stored until the overall temperature was constant. On the other hand, at a shear rate of 2,000 s-1 , the liquid crystal phase forming container, which is a closed space, is allowed to flow into the rotor / stator, and the residence time is 0.06 seconds between the share gaps. I let it pass so that it would be. In a simulated device capable of producing the same conditions as the above manufacturing conditions, 0.03 seconds after the addition of the shear rate, gelation occurred and the fluidity was lost (viscosity measurement impossible). The degree of gelation was great. The temperature at the outlet of the liquid crystal phase forming container was 30 ° C.
The oil-in-water emulsion was prepared by passing through the rotor / stator, and then further charged into a connected rotor / stator type emulsifier together with a certain amount of water to prepare an oil-in-water emulsion.
The average particle size of the emulsion particles of the obtained oil-in-water emulsion was measured and found to be 0.20 μm.

<実施例3>
成分(A)として、メチル基とビニル基を有し、25℃での粘度が5,000mPa・sであるオルガノポリシロキサンを50質量部、、成分(C)として、ノニオン系界面活性剤を5質量部、成分(D)として、油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を0.1に設定した。
さらに、白金触媒を成分(A)に対して100ppm、成分(E)として精製水を残部として、100質量部の油中水型プレエマルジョンを作製した。このプレエマルジョンの作成直後の初期粘度は6,000mPa・s(25℃、10s−1)であった。
このプレエマルジョンを−10℃で冷却し、全体の温度が一定になるまで保管した。これに対して、2,000s−1のせん断速度にて、密閉空間であり、液晶相形成容器であるところのローター・ステータに流入させ、そのシェアギャップ間を、滞留時間が0.06秒となるように通過させた。以上の作製条件と同じ条件が出せる模擬装置にて、せん断速度付加後0.03秒後には、ゲル化し流動性を失った(粘度測定不能)。ゲル化の程度は中であった。また、液晶相形成容器の出口の温度は25℃であった。
上記ローター・ステータの通過をもって、水中油型エマルジョンの形成準備状態とし、その後、一定量の水とともに、連結したローター・ステータ型の乳化機にさらに投入することで、水中油型エマルジョンを作製した。
得られた水中油型エマルジョンのエマルジョン粒子の平均粒子径を計測したところ、0.22μmであった。
<Example 3>
As the component (A), 50 parts by mass of an organopolysiloxane having a methyl group and a vinyl group and having a viscosity at 25 ° C. of 5,000 mPa · s, and as a component (C), 5 nonionic surfactants. As parts by mass and component (D), the ratio of the amount of the nonionic surfactant to the amount of oil was set to 0.1.
Further, 100 parts by mass of a water-in-oil preemulsion was prepared by using a platinum catalyst at 100 ppm with respect to the component (A) and purified water as the component (E) as the balance. The initial viscosity immediately after the preparation of this pre-emulsion was 6,000 mPa · s (25 ° C., 10s -1 ).
The preemulsion was cooled at −10 ° C. and stored until the overall temperature was constant. On the other hand, at a shear rate of 2,000 s-1 , the liquid crystal phase forming container, which is a closed space, is allowed to flow into the rotor / stator, and the residence time is 0.06 seconds between the share gaps. I let it pass so that it would be. In a simulated device capable of producing the same conditions as the above manufacturing conditions, 0.03 seconds after the addition of the shear rate, gelation occurred and the fluidity was lost (viscosity measurement impossible). The degree of gelation was medium. The temperature at the outlet of the liquid crystal phase forming container was 25 ° C.
The oil-in-water emulsion was prepared by passing through the rotor / stator, and then further charged into a connected rotor / stator type emulsifier together with a certain amount of water to prepare an oil-in-water emulsion.
The average particle size of the emulsion particles of the obtained oil-in-water emulsion was measured and found to be 0.22 μm.

<比較例1>
成分(A)として、メチル基とビニル基を有し、25℃での粘度が5,000mPa・sであるオルガノポリシロキサンを50質量部、、成分(C)として、ノニオン系界面活性剤を5質量部、成分(D)として、油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を0.1に設定した。
さらに、白金触媒を成分(A)に対して100ppm、成分(E)として精製水を残部として、100質量部の油中水型プレエマルジョンを作製した。このプレエマルジョンの作成直後の初期粘度は6,000mPa・s(25℃、10s−1)であった。
このプレエマルジョンを20℃で冷却し(または保温し)、全体の温度が一定になるまで保管した。これに対して、2,000s−1のせん断速度にて、密閉空間であり、液晶相形成容器であるところのローター・ステータに流入させ、そのシェアギャップ間を、滞留時間が0.06秒となるように通過させた。以上の作製条件と同じ条件が出せる模擬装置にて、せん断速度付加後0.03秒後には、ゲル化し流動性を失った(粘度測定不能)。ゲル化の程度は小であった。また、液晶相形成容器の出口の温度は60℃であった。
上記ローター・ステータの通過をもって、水中油型エマルジョンの形成準備状態とし、その後、一定量の水とともに、連結したローター・ステータ型の乳化機にさらに投入することで、水中油型エマルジョンを作製した。
得られた水中油型エマルジョンのエマルジョン粒子の平均粒子径を計測したところ、0.30μmであった。
<Comparative example 1>
As the component (A), 50 parts by mass of an organopolysiloxane having a methyl group and a vinyl group and having a viscosity at 25 ° C. of 5,000 mPa · s, and as a component (C), 5 nonionic surfactants. As parts by mass and component (D), the ratio of the amount of the nonionic surfactant to the amount of oil was set to 0.1.
Further, 100 parts by mass of a water-in-oil preemulsion was prepared by using a platinum catalyst at 100 ppm with respect to the component (A) and purified water as the component (E) as the balance. The initial viscosity immediately after the preparation of this pre-emulsion was 6,000 mPa · s (25 ° C., 10s -1 ).
The preemulsion was cooled (or kept warm) at 20 ° C. and stored until the overall temperature was constant. On the other hand, at a shear rate of 2,000 s-1 , the liquid crystal phase forming container, which is a closed space, is allowed to flow into the rotor / stator, and the residence time is 0.06 seconds between the share gaps. I let it pass so that it would be. In a simulated device capable of producing the same conditions as the above manufacturing conditions, 0.03 seconds after the addition of the shear rate, gelation occurred and the fluidity was lost (viscosity measurement impossible). The degree of gelation was small. The temperature at the outlet of the liquid crystal phase forming container was 60 ° C.
The oil-in-water emulsion was prepared by passing through the rotor / stator, and then further charged into a connected rotor / stator type emulsifier together with a certain amount of water to prepare an oil-in-water emulsion.
The average particle size of the emulsion particles of the obtained oil-in-water emulsion was measured and found to be 0.30 μm.

<比較例2>
成分(A)として、メチル基とビニル基を有し、25℃での粘度が5,000mPa・sであるオルガノポリシロキサンを54質量部、、成分(C)として、ノニオン系界面活性剤を1質量部、成分(D)として、油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を0.1に設定した。
さらに、白金触媒を成分(A)に対して100ppm、成分(E)として精製水を残部として、100質量部の油中水型プレエマルジョンを作製した。このプレエマルジョンの作成直後の初期粘度は6,200mPa・s(25℃、10s−1)であった。
このプレエマルジョンを−10℃で冷却し、全体の温度が一定になるまで保管した。これに対して、2,000s−1のせん断速度にて、密閉空間であり、液晶相形成容器であるところのローター・ステータに流入させ、そのシェアギャップ間を、滞留時間が0.06秒となるように通過させた。以上の作製条件と同じ条件が出せる模擬装置にて、せん断速度付加後0.03秒後には、ゲル化し流動性を失った(粘度測定不能)。ゲル化の程度は中であった。また、液晶相形成容器の出口の温度は45℃であった。
上記ローター・ステータの通過をもって、水中油型エマルジョンの形成準備状態とし、その後、一定量の水とともに、連結したローター・ステータ型の乳化機にさらに投入することで、水中油型エマルジョンを作製した。
得られた水中油型エマルジョンのエマルジョン粒子の平均粒子径を計測したところ、0.28μmであった。
<Comparative example 2>
As component (A), 54 parts by mass of organopolysiloxane having a methyl group and a vinyl group and having a viscosity at 25 ° C. of 5,000 mPa · s, and as component (C), 1 nonionic surfactant. As parts by mass and component (D), the ratio of the amount of the nonionic surfactant to the amount of oil was set to 0.1.
Further, 100 parts by mass of a water-in-oil preemulsion was prepared by using a platinum catalyst at 100 ppm with respect to the component (A) and purified water as the component (E) as the balance. The initial viscosity of this pre-emulsion immediately after preparation was 6,200 mPa · s (25 ° C., 10s -1 ).
The preemulsion was cooled at −10 ° C. and stored until the overall temperature was constant. On the other hand, at a shear rate of 2,000 s-1 , the liquid crystal phase forming container, which is a closed space, is allowed to flow into the rotor / stator, and the residence time is 0.06 seconds between the share gaps. I let it pass so that it would be. In a simulated device capable of producing the same conditions as the above manufacturing conditions, 0.03 seconds after the addition of the shear rate, gelation occurred and the fluidity was lost (viscosity measurement impossible). The degree of gelation was medium. The temperature at the outlet of the liquid crystal phase forming container was 45 ° C.
The oil-in-water emulsion was prepared by passing through the rotor / stator, and then further charged into a connected rotor / stator type emulsifier together with a certain amount of water to prepare an oil-in-water emulsion.
The average particle size of the emulsion particles of the obtained oil-in-water emulsion was measured and found to be 0.28 μm.

Figure 2021063171
Figure 2021063171

各実施例、比較例の結果から、下記のことが導き出される。
1.各実施例、比較例とも、プレエマルジョンにせん断かけて0.03秒後に粘度が計測不能まで上昇し、ゲル化し流動性を失い、かつ最終的にはゲル状ではなくなり、水中油型エマルジョンが生成したことから、液晶相形成容器内では液晶ラメラが生成したことが推認される。
2.実施例1〜3では、液晶相形成容器の温度が40℃未満となり、得られた水中油型エマルジョンの平均粒子径が、0.20〜0.22μmという好ましい径が得られた。一方、比較例1、2では、液晶相形成容器の温度が40℃を超え、得られた水中油型エマルジョンの平均粒子径が、0.28〜0.30μmという好ましくない径が得られた。各実施例では、液晶相の細分化に伴う吸熱反応が維持されていたことが示唆される。
3.実施例1(油分に対する界面活性剤の量比0.1)と実施例2(油分に対する界面活性剤の量比0.05)との比較において、プレエマルジョンの冷却温度が同じく−25℃だったが、液晶相形成容器の出口温度は、実施例1では25℃、実施例3では30℃であった。実施例1、2の方が、実施例3よりもせん断付加後0.03秒後のゲル化の程度が大きかったので、摩擦熱の発生が大きかったものと推定される。しかし、液晶相形成容器の出口温度が、実施例1、3とも40℃未満だったため、液晶の細分化による吸熱反応が維持されたために拡径化が起こらなかった。また、プレエマルジョンの冷却温度が同じたったために、平均粒子径が同じとなった。
4.同じプレエマルジョンの組成をもつ、実施例1(プレエマルジョンの冷却温度−25℃)と実施例3(プレエマルジョンの冷却温度−20℃)の比較では、平均粒子径は、実施例1では0.20μm、実施例3では0.22μmであった。実施例1、3とも液晶相形成容器の温度が同じく25℃だったことから、プレエマルジョンの冷却温度が低いほど、平均粒子径が小さくなることがわかった。
これは、液晶相形成容器における過度な加熱による水中油型エマルジョンの油分の粒子サイズの拡径化を抑制することを前提に、低温ほど液晶ラメラの凝集性が高まることから、ラメラ1層当たりの油の層の幅が小さくなり、これを基礎に形成される水中油型エマルジョンの油分の粒子サイズが小さくなる、換言すれば、プレエマルジョン冷却温度の設定により、液晶ラメラを介して、水中油型エマルジョンの油分の粒子サイズに対して影響を及ぼし得ることを推認させるものである。
5.比較例1は、プレエマルジョンの組成は実施例1と同じだが、プレエマルジョンの冷却(保温)温度を20℃としたために、液晶相形成容器の出口の温度が60℃となった。液晶相の細分化の吸熱反応が維持されずに温度上昇が起き、そのために、拡径化が起きたと考えられる。
6.比較例2は、油分に対する界面活性剤の量比が0.02であった。プレエマルジョンの冷却温度は−10℃だったが、液晶相形成容器の出口温度は45℃まで上昇し、そのために拡径化が起きたと考える。プレエマルジョンの冷却温度は、油分に対する界面活性剤の量比に応じて設定する必要性が示唆される。
The following can be derived from the results of each Example and Comparative Example.
1. 1. In both Examples and Comparative Examples, after 0.03 seconds of shearing the pre-emulsion, the viscosity increased to an unmeasurable level, gelled and lost fluidity, and finally became non-gelled, producing an oil-in-water emulsion. Therefore, it is inferred that liquid crystal lamella was formed in the liquid crystal phase forming container.
2. In Examples 1 to 3, the temperature of the liquid crystal phase forming container was less than 40 ° C., and the average particle size of the obtained oil-in-water emulsion was preferably 0.20 to 0.22 μm. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the temperature of the liquid crystal phase forming container exceeded 40 ° C., and the average particle size of the obtained oil-in-water emulsion was 0.28 to 0.30 μm, which was an unfavorable diameter. In each example, it is suggested that the endothermic reaction associated with the fragmentation of the liquid crystal phase was maintained.
3. 3. In the comparison between Example 1 (the amount ratio of the surfactant to the oil content 0.1) and Example 2 (the amount ratio of the surfactant to the oil content 0.05), the cooling temperature of the pre-emulsion was also -25 ° C. However, the outlet temperature of the liquid crystal phase forming container was 25 ° C. in Example 1 and 30 ° C. in Example 3. Since the degree of gelation in Examples 1 and 2 was greater than that in Example 3 0.03 seconds after shear addition, it is presumed that frictional heat was generated more. However, since the outlet temperature of the liquid crystal phase forming container was less than 40 ° C. in both Examples 1 and 3, the endothermic reaction due to the subdivision of the liquid crystal was maintained, so that the diameter did not increase. Moreover, since the cooling temperature of the pre-emulsion was the same, the average particle size was the same.
4. In a comparison between Example 1 (pre-emulsion cooling temperature -25 ° C) and Example 3 (pre-emulsion cooling temperature -20 ° C) having the same pre-emulsion composition, the average particle size was 0 in Example 1. It was 20 μm, and in Example 3, it was 0.22 μm. Since the temperature of the liquid crystal phase forming container was also 25 ° C. in both Examples 1 and 3, it was found that the lower the cooling temperature of the pre-emulsion, the smaller the average particle size.
This is because the cohesiveness of the liquid crystal lamella increases as the temperature decreases on the premise that the increase in the particle size of the oil content of the oil-in-water emulsion due to excessive heating in the liquid crystal phase forming container is suppressed. The width of the oil layer becomes smaller, and the particle size of the oil content of the oil-in-water emulsion formed on the basis of this becomes smaller. In other words, by setting the pre-emulsion cooling temperature, the oil-in-water emulsion is formed through the liquid crystal lamella. It is inferred that it may affect the particle size of the oil content of the emulsion.
5. In Comparative Example 1, the composition of the pre-emulsion was the same as that of Example 1, but the temperature at the outlet of the liquid crystal phase forming container was 60 ° C. because the cooling (heat retention) temperature of the pre-emulsion was 20 ° C. It is considered that the endothermic reaction of the subdivision of the liquid crystal phase was not maintained and the temperature rose, which caused the diameter to increase.
6. In Comparative Example 2, the ratio of the amount of the surfactant to the oil content was 0.02. The cooling temperature of the pre-emulsion was -10 ° C, but the outlet temperature of the liquid crystal phase forming container rose to 45 ° C, which is considered to have caused the diameter to increase. It is suggested that the cooling temperature of the pre-emulsion needs to be set according to the ratio of the amount of the surfactant to the oil content.

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態において、液晶相形成部14について、連続式タイプのものとして説明したが、それに限定されることなく、液晶相形成部14において、余分なせん断エネルギーの付与に伴う液晶相の温度上昇の可能性がある限り、バッチ式タイプ、たとえば、開放容器内に油中水型プレエマルジョンを溜めて、循環繰り返しでせん断エネルギーを付与するものでもよい。
たとえば、本実施形態において、ローターについて、ステータとの間に所定隙間を形成する筒状の構造として説明したが、それに限定されることなく、液晶相形成部14において、せん断エネルギーの付与が可能である限り、たとえば、外周面に所定角度間隔を隔てて複数のローター羽根を設ける、または、凹状の溝を切る、ものでもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art can make various modifications or changes within the scope of the present invention.
For example, in the present embodiment, the liquid crystal phase forming portion 14 has been described as a continuous type, but the liquid crystal phase forming portion 14 is not limited to the continuous type, and the temperature of the liquid crystal phase accompanying the application of excess shear energy in the liquid crystal phase forming portion 14 is not limited thereto. As long as there is a possibility of rising, a batch type, for example, a water-in-oil preemulsion may be stored in an open container and shear energy may be applied by repeating circulation.
For example, in the present embodiment, the rotor has been described as a tubular structure that forms a predetermined gap with the stator, but the rotor is not limited to this, and shear energy can be applied to the liquid crystal phase forming portion 14. As long as it is, for example, a plurality of rotor blades may be provided on the outer peripheral surface at predetermined angular intervals, or a concave groove may be cut.

本発明の実施形態に係る水中油型エマルジョンの製造システム10の全体概略図である。It is an overall schematic view of the oil-in-water emulsion production system 10 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水中油型エマルジョンの製造システム10の液晶相形成部14の液相乳化装置の主要部を示す概略図である。It is the schematic which shows the main part of the liquid phase emulsification apparatus of the liquid crystal phase forming part 14 of the oil-in-water emulsion production system 10 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水中油型エマルジョンの製造システム10の液晶相形成部14において、油中水型プレエマルジョンの低温化による液晶ラメラの形成および成長を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing the formation and growth of a liquid crystal lamella by lowering the temperature of a water-in-oil preemulsion in the liquid crystal phase forming portion 14 of the oil-in-water emulsion manufacturing system 10 according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る水中油型エマルジョンの製造システム10の液晶相形成部14において、プレエマルジョンの冷却温度とせん断開始後の温度上昇を示す関係図である。It is a relationship diagram which shows the cooling temperature of a pre-emulsion and the temperature rise after the start of shearing in the liquid crystal phase forming part 14 of the oil-in-water emulsion production system 10 which concerns on embodiment of this invention.

10 水中油型エマルジョン製造システム
12 油中水型プレエマルジョン生成部
14 液晶相形成部
16 水中油型エマルジョン生成部
18 配管
20 液送ポンプ
22 乳化分散部
24 冷却部
26 プレート式熱交換器
28 冷媒温度調整部
30 温度検出部
32 流入口
34 流出口
36 液晶相形成容器
37 中心軸
38 ローター
39 所定隙間
40 ステータ
42 スリット
43 モーター
44 液晶相形成容器出口温度計測器
10 Submersible oil type emulsion production system 12 Submersible oil type pre-emulsion generation unit 14 Liquid crystal phase forming unit 16 Submersible oil type emulsion generation unit 18 Piping 20 Liquid feed pump 22 Emulsification dispersion unit 24 Cooling unit 26 Plate type heat exchanger 28 Coolant temperature Adjusting unit 30 Temperature detection unit 32 Inflow port 34 Outlet 36 Liquid crystal phase forming container 37 Central axis 38 Rotor 39 Predetermined gap 40 Stator 42 Slit 43 Motor 44 Liquid crystal phase forming container outlet Temperature measuring instrument

Claims (6)

シリコーン組成物とノニオン界面活性剤の油中水型プレエマルジョンを利用して、液晶相を介して水中油型エマルジョンを連続的に製造する液晶乳化法であって、
油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を選択して、油中水型プレエマルジョンを製造する段階と、
所定流量の油中水型プレエマルジョンを密閉空間内に流入させ、密閉空間から流出させるまでの間、密閉空間内で油中水型プレエマルジョンにせん断エネルギーを付与することにより、水中油型エマルジョンの形成準備状態となるように、液晶相を形成する段階と、
密閉空間から流出した液晶相に対して、水を添加することにより、水中油型エマルジョンを形成する段階とを有し、
液晶相が密閉空間から流出する時点において、油中水型プレエマルジョンの液晶化による吸熱反応が終了しないように、前記油中水型プレエマルジョンの製造段階において、油分量に対する界面活性剤の量比に応じて、油中水型プレエマルジョンの温度を設定する段階を有する、ことを特徴とする、水中油型エマルジョンの連続的製造方法。
A liquid crystal emulsification method for continuously producing an oil-in-water emulsion via a liquid crystal phase using a water-in-oil preemulsion of a silicone composition and a nonionic surfactant.
At the stage of producing a water-in-oil preemulsion by selecting the ratio of the amount of nonionic surfactant to the amount of oil,
By applying shear energy to the water-in-oil pre-emulsion in the closed space until the water-in-oil pre-emulsion at a predetermined flow rate flows into the closed space and flows out of the closed space, the oil-in-water emulsion can be produced. The stage of forming the liquid crystal phase so that it is ready for formation,
It has a stage of forming an oil-in-water emulsion by adding water to the liquid crystal phase flowing out of the closed space.
The ratio of the amount of surfactant to the amount of oil in the production stage of the water-in-oil preemulsion so that the heat absorption reaction due to the liquefaction of the water-in-oil preemulsion does not end when the liquid crystal phase flows out of the closed space. A method for continuously producing an oil-in-water emulsion, which comprises setting the temperature of the water-in-oil preemulsion according to the above.
シリコーン組成物とノニオン界面活性剤の油中水型プレエマルジョンを利用して、液晶相を介して水中油型エマルジョンを連続的に製造する液晶乳化法であって、
油分量に対するノニオン界面活性剤の量比を選択して、油中水型プレエマルジョンを製造する段階と、
所定流量の油中水型プレエマルジョンを密閉空間内に流入させ、密閉空間から流出させるまでの間、密閉空間内で油中水型プレエマルジョンにせん断エネルギーを付与することにより、液晶ラメラからなる液晶相を形成するとともに、
液晶ラメラの凝集性を調整する段階と、
形成された液晶相を細分化する段階と、
密閉空間から流出した細分化液晶相に対して、水を添加することにより、水中油型エマルジョンを形成する段階とを有し、
液晶相が密閉空間から流出する時点において、形成された液晶相が前記細分化段階におさまるように、かつ、液晶ラメラの凝集性を決定する冷却温度となるように、前記油中水型プレエマルジョンの製造段階において、油分量に対する界面活性剤の量比に応じて、油中水型プレエマルジョンを所定温度まで冷却する段階を有する、ことを特徴とする、水中油型エマルジョンの連続的製造方法。
A liquid crystal emulsification method for continuously producing an oil-in-water emulsion via a liquid crystal phase using a water-in-oil preemulsion of a silicone composition and a nonionic surfactant.
At the stage of producing a water-in-oil preemulsion by selecting the ratio of the amount of nonionic surfactant to the amount of oil,
A liquid crystal composed of a liquid crystal lamella by applying shear energy to the water-in-oil preemulsion in the closed space until a predetermined flow rate of the water-in-oil preemulsion flows into the closed space and flows out from the closed space. As well as forming a phase
The stage of adjusting the cohesiveness of the liquid crystal lamella,
The stage of subdividing the formed liquid crystal phase and
It has a stage of forming an oil-in-water emulsion by adding water to the subdivided liquid crystal phase flowing out of the closed space.
The water-in-oil preemulsion so that when the liquid crystal phase flows out of the closed space, the formed liquid crystal phase is settled in the subdivision stage and has a cooling temperature that determines the cohesiveness of the liquid crystal lamella. A method for continuously producing an oil-in-water emulsion, which comprises a step of cooling the water-in-oil preemulsion to a predetermined temperature according to the ratio of the amount of the surfactant to the amount of oil.
前記せん断エネルギーの付与段階は、中心軸を中心に回転可能なローターと、ローターと所定隙間を隔てて外筒として同心状に配置されたステータとを有し、ステータには、周方向に所定角度間隔を隔てて複数のスリットが設けられ、油中水型プレエマルジョンを所定隙間に流入させ、スリットを介して流出するまでに、せん断エネルギーを付与する段階を有する、請求項1または請求項2に記載の水中油型エマルジョンの連続的製造方法。 The stage of applying shear energy includes a rotor that can rotate about a central axis and a stator that is concentrically arranged as an outer cylinder with a predetermined gap between the rotor and the rotor, and the stator has a predetermined angle in the circumferential direction. The first or second aspect, wherein a plurality of slits are provided at intervals, and a step of applying shear energy before the water-in-oil preemulsion flows into a predetermined gap and flows out through the slits. The method for continuously producing an oil-in-water emulsion according to the above method. 油中水型プレエマルジョンが密閉空間に流入し流出するまでの間、前記ローターの回転数を一定に維持する段階を有する、請求項3に記載の水中油型エマルジョンの連続的製造方法。 The method for continuously producing an oil-in-water emulsion according to claim 3, further comprising a step of maintaining a constant rotation speed of the rotor until the water-in-oil preemulsion flows into the closed space and flows out. 前記ローターの回転数は、設定した油中水型プレエマルジョンの温度に応じて、設定する、請求項4に記載の水中油型エマルジョンの連続的製造方法。 The method for continuously producing an oil-in-water emulsion according to claim 4, wherein the rotation speed of the rotor is set according to the set temperature of the water-in-oil preemulsion. 水含有量が5質量%以下での液晶相の温度を、水中油型エマルジョンの油滴の所望径に応じて、−40℃ないし−5℃の温度範囲に設定することを特徴とする、請求項1ないし請求項5いずれか1項に記載の水中油型エマルジョンの連続的製造方法。 Claimed, wherein the temperature of the liquid crystal phase at a water content of 5% by mass or less is set in a temperature range of −40 ° C. to −5 ° C. depending on a desired diameter of oil droplets of an oil-in-water emulsion. The method for continuously producing an oil-in-water emulsion according to any one of Items 1 to 5.
JP2019188206A 2019-10-11 2019-10-11 Liquid crystal emulsification method of oil-in-water type emulsion Pending JP2021063171A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019188206A JP2021063171A (en) 2019-10-11 2019-10-11 Liquid crystal emulsification method of oil-in-water type emulsion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019188206A JP2021063171A (en) 2019-10-11 2019-10-11 Liquid crystal emulsification method of oil-in-water type emulsion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021063171A true JP2021063171A (en) 2021-04-22

Family

ID=75487558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019188206A Pending JP2021063171A (en) 2019-10-11 2019-10-11 Liquid crystal emulsification method of oil-in-water type emulsion

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021063171A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021109123A (en) * 2020-01-08 2021-08-02 旭化成ワッカーシリコーン株式会社 Liquid crystal emulsification method and liquid crystal emulsion
CN115193288A (en) * 2022-07-15 2022-10-18 上海弗鲁克科技发展有限公司 Continuous high-shear mixer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021109123A (en) * 2020-01-08 2021-08-02 旭化成ワッカーシリコーン株式会社 Liquid crystal emulsification method and liquid crystal emulsion
JP7242578B2 (en) 2020-01-08 2023-03-20 旭化成ワッカーシリコーン株式会社 Liquid crystal emulsification method and liquid crystal emulsion
CN115193288A (en) * 2022-07-15 2022-10-18 上海弗鲁克科技发展有限公司 Continuous high-shear mixer
CN115193288B (en) * 2022-07-15 2023-05-16 上海弗鲁克科技发展有限公司 Continuous high shear mixer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2021063171A (en) Liquid crystal emulsification method of oil-in-water type emulsion
JP5794207B2 (en) Addition-curable silicone emulsion composition and release film
EP4087906B1 (en) Liquid crystal emulsification method and liquid crystal emulsion
JP5025024B2 (en) Release silicone emulsion composition and releasable substrate using the same
WO2014157428A1 (en) Silicone resin foam and sealing material
JP5626238B2 (en) Addition-curable silicone emulsion release composition and release film
JP5434789B2 (en) Addition-curing silicone emulsion composition
CN110785452B (en) Process for preparing organopolysiloxane gels
WO2013097167A1 (en) Silicone surfactant, and preparation method and use thereof
CN102257042B (en) Emulsions of high viscosity silicone polyethers
JP5296412B2 (en) Release silicone emulsion composition and releasable substrate using the same
CN106633103B (en) A kind of preparation method of the polysiloxane emulsion of high internal phase viscosities
WO2004074378A1 (en) Method for producing silicone rubber, aqueous emulsion for silicone rubber and method for producing same
EP1390425B8 (en) Method for preparation of aqeous emulsion from curable silicone composition and suspension of cured silicone particles, and apparatus therefor
JP6877819B2 (en) Oil-in-water silicone emulsion composition for release coating and release film using this
US6031026A (en) Process for the continuous production of RTV silicone rubber compositions
ES2690721T3 (en) Procedure for manufacturing fine particle suspensions by melt emulsification
JP2010001470A (en) Aqueous emulsion containing copolymer and method for producing the same
JP6377913B2 (en) Microcapsule manufacturing method and microcapsule
JP2640974B2 (en) Spherical silicone rubber foamed fine particles and method for producing the same
JP7287580B1 (en) Thermally conductive composition
JP2006219620A (en) Method for producing organopolysiloxane emulsion and combined high-pressure emulsifier
WO2024090322A1 (en) Silicone rubber particles and aqueous dispersion of silicone rubber particles

Legal Events

Date Code Title Description
RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20210127