JP3242776B2

JP3242776B2 - 乳化装置

Info

Publication number: JP3242776B2
Application number: JP33910993A
Authority: JP
Inventors: 忠夫中島; 正高清水; 義彦岩崎; 健二藤本
Original assignee: Miyazaki Prefecture; Kiyomoto Iron and Machinery Works Co Ltd
Current assignee: Miyazaki Prefecture; Kiyomoto Iron and Machinery Works Co Ltd
Priority date: 1992-12-01
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 2001-12-25
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH06315617A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乳化方法及びその乳化
装置に関し、特に、極めて安定で粒子径の均一な水中油
型、油中水型又は水中油中水型エマルションを製造でき
る乳化方法及びその乳化装置に関する。また、本発明
は、少量のエマルション製造用の乳化方法及び小型の乳
化装置に関し、特に１乃至１００ｍの少量のエマルシ
ョンを製造するに適した単分散乳化法及びその小型乳化
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】エマルションは、連続相及び分散相を一
緒に機械的に処理して、連続相中に分散相を分散させて
製造されている。このようにエマルションを工業的に生
産する手段としては、これまで、高速撹拌式乳化機、高
圧ホモゲナイザーあるいは超音波乳化機などの主に機械
物理的方法が用いられている。しかし、これらの製法で
は、分散相の破壊が必ずしも一様かつ再現よく行われな
いために、エマルションの粒子径を均一に制御すること
が難しく、安定で良質のエマルションを製造することは
容易でない。

【０００３】そこで、粒子径を均一に制御し、安定な良
質なエマルションを製造するために、孔径が微細で且つ
均一な多孔質ガラス膜を分散相の分散素子として用いる
新しい方法が提案されている（特開平２−９５４３３号
公報）。この方法の概略を図８に示す。この方法におい
て、水中油型（Ｏ／Ｗ）のエマルションを製造する場合
には、分散素子として、油相よりも水相に濡れ易い管状
の多孔質ガラス膜１が使用される。この管状の多孔質ガ
ラス膜１の周囲を分散相の油性の液体２で満たし、加圧
ポンプ３により分散相の油性の液体を多孔質ガラス管に
圧入し、循環ポンプ４により循環させた連続相の水性の
液体５中に分散相の油性の液体を乳化分散させることを
特徴にしている。したがって、この方法によると、分散
素子の素材の特性を反映して、粒子径にむらが無く、均
一で安定性の良好なエマルション（以下、単分散エマル
ションと言う。）を製造することができ、また該分散素
子の孔径の大きさを変えることにより、エマルションの
用途に見合ったエマルションの粒子設計も可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、乳化に必要な分散相の液体は、管状の分散素子の周
囲と高圧配管６及び分散相タンク７を満たすのに十分な
量であることを必要とし、さらに、連続相の液体は、管
状の分散素子の内側や循環用配管８及び連続相タンク９
を満たすのに十分な量であることを必要とする。このた
め、この方法でエマルションを量産するときは、分散素
子を増やすなり、分散相タンク７と連続相タンク９をそ
れぞれ適宜スケールアップすればよいが、少量のエマル
ションを製造するには限界があり、最低１００ｍｌが限
度である。また、膜モジュール１０が複雑な構造をして
いるため、分散素子の装脱着が煩雑であり、多種類のエ
マルションを数多く製造するにも不便がある。以上のよ
うに、この方法は、エマルションの連続的な量産はでき
ても、数ｍｌ乃至数十ｍｌの少量のエマルションを製造
することは困難であり、その解決が望まれている。

【０００５】殊に、近年、医療用新薬の開発や乳化系抗
癌剤の臨床投与において、また高価な乳化原料を使用す
る液晶材料の開発や希少な界面活性剤を用いる新規なエ
マルションの研究開発の現場において、少量でありなが
ら均一で安定性に優れたエマルションの製造が必要とさ
れており、そのような少量のエマルション製造のための
乳化方法及び乳化装置が切望されている。したがって、
本発明は、従来の乳化方法及び乳化装置により、均一で
安定性に優れた少量のエマルションを製造する場合のロ
スボリュウムに係る問題点を解決することを目的として
いる。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明は、少量であり
ながら、均一で且つ安定性に優れたエマルションを、容
易に製造することができる乳化方法及びその製造装置を
提供することを目的としている。即ち、本発明は、乳化
用容器の内部が、多孔質膜により仕切られており、一方
に分散相用の室が形成され、他方にエマルション形成用
の室が形成されている乳化装置において、０．１乃至１
０ミクロンの平均孔径の孔を均一に有し、多孔質板状膜
により仕切られている乳化容器の分散相用の室が円筒状
に形成されると共に、その円筒状の内壁面に液密に接触
する往復動子が往復動可能に設けられていることを特徴
とする乳化装置にあり、また、本発明は、乳化用容器の
内部が、多孔質膜により仕切られており、一方に分散相
用の室が形成され、他方にエマルション形成用の室が形
成されている乳化装置において、前記乳化用容器の内部
には、分散相タンクに連絡する円筒部材が設けられてお
り、該円筒部材は、上部外向きフランジ部及び下部外向
きフランジ部を有し、該上部及び下部フランジ部間に窓
が形成されており、前記円筒部材の外向きフランジ部の
外側に、０．１乃至１０ミクロンの平均孔径の孔を均一
に有する多孔質円筒状膜が配置されており、前記上部外
向きフランジ部のフランジ上には上部Ｏ−リングが配置
され、下部外向きフランジ部のフランジ下には下部Ｏ−
リングが配置されており、前記多孔質円筒状膜は、その
内側が、上部フランジ部に圧着されている上部Ｏ−リン
グ及び下部フランジ部に圧着されている下部Ｏ−リング
により液密に支持されていることを特徴とする乳化装置
にあり、さらに、本発明は、乳化用容器の内部が、多孔
質膜により仕切られており、一方に分散相用の室が形成
され、他方にエマルション形成用の室が形成されている
乳化装置において、前記乳化用容器の内部には、分散相
タンクに連絡する円筒部材が設けられており、該円筒部
材は、上部外向きフランジ部及び下部外向きフランジ部
を有し、該上部及び下部フランジ部間に窓が形成されて
おり、前記円筒部材の外向きフランジ部の外側に、０．
１乃至１０ミクロンの平均孔径の孔を均一に有する多孔
質円筒状膜が配置されており、前記上部外向きフランジ
部のフランジ上には上部Ｏ−リングが配置され、下部外
向きフランジ部のフランジ下には下部Ｏ−リングが配置
されており、前記円筒部材の上部外向きフランジ部上方
には、上部Ｏ−リングを圧着可能に押さえナットが螺合
されており、前記円筒部材の下部外向きフランジ部下方
には、下部Ｏ−リングを圧着可能で、且つ前記円筒部材
密封可能に押さえボルトが螺合されており、前記多孔質
円筒状膜は、その内側が、前記押さえナットにより上部
フランジ部に圧着されている上部Ｏ−リング及び押さえ
ボルトにより前記下部フランジ部に圧着されている下部
Ｏ−リングにより液密に支持されていることを特徴とす
る乳化装置にあり、さらにまた、本発明は、乳化用容器
の内部が、多孔質膜により仕切られており、一方に分散
相用の室が形成され、他方にエマルション形成用の室が
形成されている乳化装置において、前記乳化用容器の内
部には、円筒部材が設けられており、該円筒部材は、内
側に突き出る上部内向きフランジ部及び下部内向きフラ
ンジ部を有しており、前記円筒部材の上部及び下部の内
向きフランジ部の夫々の内側に、０．１乃至１０ミクロ
ンの平均孔径の孔を均一に有する多孔質円筒状膜が配置
されており、前記上部内向きフランジ部のフランジ上に
は上部Ｏ−リングが配置され、下部内向きフランジ部の
フランジ下には下部Ｏ−リングが配置されており、前記
多孔質円筒状膜は、その外側が、上部フランジ部に圧着
されている上部Ｏ−リング及び下部フランジ部に圧着さ
れている下部Ｏ−リングにより液密に支持されており、
前記円筒部材と前記多孔質円筒状膜の間に形成される空
間に分散相供給管が接続していることを特徴とする乳化
装置にあり、さらに加えて、本発明は、乳化用容器の内
部が、多孔質膜により仕切られており、一方に分散相用
の室が形成され、他方にエマルション形成用の室が形成
されている乳化装置において、乳化用容器内に、両端部
に内側にネジ溝を備える円筒部材が配置されており、該
円筒部材のネジ溝の夫々の内側には、内向きフランジが
設けられており、夫々の内向きフランジの外側には、夫
々Ｏ−リングが、フランジ面に接して配置されており、
夫々のＯ−リングの外側には、前記ネジ溝に夫々螺合し
て押さえボルトが設けられており、Ｏ−リングの内側リ
ング面により、０．１乃至１０ミクロンの平均孔径の孔
が均一に形成されている多孔質円筒状膜が保持されてお
り、多孔質円筒状膜と円筒部材の間に形成される空間
に、分散相供給管が接続していることを特徴とする乳化
装置にある。

【０００７】本発明において、ロスボリュウムを小さく
するために、分散相用の液体の加圧を気体、分散相用の
液体に容易に溶解しない液体、或いはピストン等の加圧
用部材により行う。加圧用の気体としては、分散相用の
液体に対して不活性であれば足り、空気、窒素、その他
不活性な気体を使用することができる。本発明におい
て、分散相用の液体は、加圧されて多孔板、即ち、多孔
質板状膜等の多孔部材、即ち、多孔質部材の微細な孔を
通り、撹拌されて流動状態にある連続相用の液体中に分
散させ、エマルションを形成させる。この場合、多孔質
部材の孔径は、平均孔径で０．１乃至１０μｍのものが
好ましい。

【０００８】本発明において、上記の多孔質部材は、多
孔質であるのが好ましい。特に、多孔質部材が、均一な
孔径を有するものであると、生成するエマルションの粒
径が均一に形成できるので、多孔質部材の孔径を均一な
孔径とするのがより好ましい。本発明において、多孔質
部材としては、板状多孔部材、即ち板状多孔質部材、円
筒状多孔部材、即ち円筒状多孔質部材、多孔質板状膜及
び多孔質円筒状膜を使用することができる。本発明にお
いては、このような多孔質部材として、ＣａＯ−Ｂ₂Ｏ₃
−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系の多孔質ガラス、ＣａＯ−Ｂ₂Ｏ
₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｎａ₂Ｏ系の多孔質ガラス及び
ＣａＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｎａ₂Ｏ−ＭｇＯ
系の多孔質ガラスなどを板状又は円筒状に形成した多孔
質材料、例えば板状又は円筒状の多孔質膜を使用するの
が好ましい。

【０００９】本発明において、多孔質部材の表面は、分
散相となる油性の液体及び／又は水性の液体に濡れ難い
性質に形成されるのが好ましい。特に、均一な粒径の分
散相の液滴を分散させるには、板状及び円筒状の多孔質
体並びに板状及び円筒状の多孔質膜の表面は、分散相と
なる液体により濡れ難くするのが好ましい。本発明にお
いては、分散相液体を連続相液体中に安定して分散させ
るために界面活性剤が使用される。界面活性剤の添加
は、連続相となる液体側及び／又は分散相となる液体側
であり、この界面活性剤の使用により、一旦生成した分
散相の液滴を、相互に接触して新しい液滴を形成するこ
とを防止することができる。

【００１０】本発明においては、分散相となる液体と連
続相となる液体を、ロスボリュウムを小さくして、多孔
質部材、例えば、多孔質膜に接触させるために、乳化用
容器内は、多孔質膜を介して、分散相となる液体の室及
び連続相となる液体の室に仕切られて形成される。分散
相となる液体の室、即ち分散相用液体の室は、一つの側
で多孔質部材に面し、分散相となる液体、即ち分散相用
の液体を収容し、該分散相用の液体を加圧する加圧手段
が設けられている。連続相となる液体の室、即ち連続相
液体の室は、一つの側で多孔質部材に面して、連続相と
なる液体、即ち連続相用の液体を収容し、多孔質板状膜
を介して連続相の液体中に圧入された分散相の液滴を均
一に分散させるために回転子又は撹拌装置が設けられて
いる。一つの室壁が多孔質板状膜に形成され、底部及び
周囲側壁が密閉された状態に形成される。

【００１１】本発明においては、分散相用液体の室を多
孔質板状膜の一方の側に設け、連続相用液体の室を多孔
質板状膜の他方の側に設けると共に、多孔板の面積を小
さくすることによって乳化装置を容易に小型化すること
ができ、少量のエマルションの形成が容易である。ま
た、本発明においては、ロスボリュウムの形成を避ける
ために、即ち、エマルションの形成に供しない液体量を
避けるために、多孔質板状膜を介して形成される分散相
液体の室及び連続相液体の室は、エマルションの形成に
使用される液体量に近づけることができる。したがっ
て、本発明においては、分散相用の液体量及び連続相用
の液体量は、製造されるエマルションの必要量とするこ
とができ、目的とするエマルションの量に応じて使用さ
れる。

【００１２】本発明においては、乳化の際に、ロスボリ
ュウムを小さくするために、分散相用液体の室は、一つ
の室壁が多孔質板状膜に形成され、底部及び周囲側壁が
密閉された状態に形成される。本発明において、多孔質
板状膜の孔を通って、連続相用液体の室、即ちエマルシ
ョン形成用の液体の室内に、圧力によって侵入する分散
相用の液体を、連続相用の液体内に、強制的に均一に分
散させるために、エマルション形成用の液体室には撹拌
用の回転子又は撹拌装置が設けられる。回転子は、磁性
により回転させる形式のものとすることができ、また回
転軸に回転翼を取り付け、この回転軸を外部からエマル
ション形成用の液体室内に液密に且つ回転可能に挿通し
て、外部の動力により回転翼を回転させることができ
る。

【００１３】本発明において、多孔質板状膜を通して、
分散相用液体を連続相用液体中に効率よく圧入するため
に、分散相用液体の加圧下に、多孔質板状膜の表面に付
着する気泡を取り除けるように、多孔質板状膜の周縁部
に隣接する連続相用液体の室の壁に、気泡抜き用の流路
を開口させるのが好ましい。本発明において、エマルシ
ョン形成用の液体室に連続相用液体の導入口及びエマル
ション取出し口を設けて、少量宛連続的に製造すること
ができる。この場合、分散相用の液体室には、分散相用
の液体導入口を設けるのが好ましい。本発明において、
分散相用の液体の室は、分散相用液体の加圧用として、
気体供給源、又は分散相用の液体に容易に溶解しない液
体供給源に、圧力調整可能に接続して設けられる。加圧
体として、ピストン等を使用する場合は、分散相用の液
体室をピストンシリンダに形成し、該液体室内に加圧体
としてのピストンロッド又はプランジャを設けることが
できる。

【００１４】

【作用】本発明は、分散相用の液体を気体の加圧下に、
多孔質板状膜の微細な孔を通して、流動する連続相の液
体中に圧入して、分散相の液体を連続相内に分散させる
ので、乳化量が１乃至１００ｍｌの少量であっても、分
散相の液体を加圧でき、均一でむらの無い単分散エマル
ションを容易に製造することができる。したがって、本
発明によると、水中油型（Ｏ／Ｗ）エマルションや油中
水型（Ｗ／Ｏ）エマルションのシングルエマルションば
かりでなく、Ｗ／Ｏ／Ｗエマルション等のダブルエマル
ションについても、同様に少量ながら均一なエマルショ
ンとすることができる。また、本発明によると、多孔質
板状膜を通って形成される液滴の大きさは、形成過程で
膨らむために、多孔質板状膜の通過する孔の径よりも、
遥かに、例えば数倍大きくなるが、目的の粒子径に応じ
て選択することにより、エマルションの粒子設計をおこ
なうことができる。

【００１５】本発明によると、多種少量で且つ均質で安
定性に優れた高性能のエマルションが簡単に製造できる
ので、このようなエマルションが要求される分野、或い
は乳化物の原料となる分散相用の液体、連続相用の液体
又はこれらに添加される界面活性剤若しくは安定剤が非
常に高価な場合或いは、極めて希少である場合に有効で
ある。例えば、副作用の大幅低減により、注目されてい
る乳化系の抗癌剤では、安定性のため、また薬効の効果
的な発現のため、厳密な粒子設計が求められるが、実際
の臨床投与で必要とされるのは、高々５乃至１０ｍｌに
過ぎないが、このような少量のエマルションを簡単且つ
容易に製造することができ、必要量を無駄無く調製する
ことを可能にするものである。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施の態様について、例を挙
げて説明するが、本発明は、以下の例示及び説明の内容
により何ら限定されるものではない。図１は、本発明の
別の一実施例を示す概略の側断面図であり、図２は、図
１の実施例を組み込んで構成された乳化装置を説明する
概略の構成図である。図３は、本発明の、別の一実施例
であり、分散相の液体室が下方に位置する事例を示す側
断面図であり、図４は、本発明の横型の一実施例を示す
側断面図である。図５は、図１乃至図４に示す本発明の
実施例とは異なる別の本発明の実施例を示す図であり、
多孔質円筒の内側から外側へ分散相の液体を乳化する事
例を示す側断面図である。図６は、図５とは逆の関係に
構成された本発明の別の一実施例を示す図であり、多孔
質円筒の外側から内側へ分散相の液体を乳化する事例を
示す側断面図である。図７は、本発明の一実施例におけ
る気体による液体加圧装置を説明する概略の流路図であ
る。これら実施例を示す図において、対応する箇所に
は、同一の符号が付されている。

【００１７】図１及び図２に示される実施例において、
乳化装置１１は、円板状の多孔質ガラス膜１２が使用さ
れている。本例においては、多孔質ガラス膜１２は、分
散相タンク１３及び連続相タンク１４の間に、その周縁
部が、上下二つのＯリング１５及び１６により、上下か
ら液密に挟着保持される。本例において、連続相タンク
１４には段部１７が形成されており、これに分散相タン
ク１３を入れ子に入れ、多孔質ガラス膜１２の周辺が上
下二つのＯリング１５，１６により押さえられるよう
に、袋ナット１８で締めて、分散相タンク１３を連続相
タンク１４に圧着する。

【００１８】本例において、連続相タンク１４には、連
続相用の液体供給管路に接続する小さい通液口１９が設
けられており、また、連続相タンク１４の段部１７に、
多孔板に付着する気泡を外部に取り除くための流路５５
の開口５１が形成されている。本例においては、この気
泡抜きの流路５５を溢流路として兼用できるように設け
られている。もとより、溢流路と気泡抜きの流路を別々
に設けることもできる。本例において、分散相タンク１
３には分散相の液体の導入用の管路３２が形成されてい
る。管路３２には開閉弁５４が設けられており、エマル
ションの形成時に気泡の除去後、閉鎖されて、加圧を行
う密閉容器を構成する。本例においては、多孔質ガラス
膜１２の周囲に気泡が付着するのを極力避けることがで
きるので、エマルションの形成効率が高くなる。連続相
タンク１４には、連続相液体中に分散相液体が、均一に
分散するように、底部２２に、マグネチックスターラの
回転子２３が設けられている。この回転子２３は、マグ
ネチックスターラー３１を駆動して、回転させて連続相
の液体の撹拌を行う。本例においては、分散相タンク１
３には、分散相用の液体を加圧するために、ピストン５
２が取り付けられており、ピストン５２を下方に移動さ
せることにより、分散相の液体３０の加圧を行うことが
できる。

【００１９】本例は以上のように構成されているので、
単分散状の水中油型エマルション、即ち、０／Ｗエマル
ションを製造する場合には、まず連続相タンク１４に回
転子２３を入れる。この時、連続相タンク１４側壁下部
に設けたエマルション採取用溢流口５１の流路５５をエ
マルション取り出し管に接続しておく。多孔質ガラス膜
１２を連続相タンク１４の段部１７に装着されているＯ
−リング１６上に置き、その上に、もう１つのＯ−リン
グ１５を装着し、分散相タンク１３を載せ、袋ナット１
８を締め込んで円板状多孔質ガラス膜１２を分散相タン
ク１３と連続相タンク１４の間に固定する。

【００２０】そこで分散相タンク１３の下方の連続相タ
ンク１４内に、連続相の水又は界面活性剤又は分散助剤
を溶解した水溶液２８を、液面が円板状多孔質ガラス膜
１２の膜面に接するまで注ぐ。

【００２１】乳化を開始する場合は、まずマグネチック
スターラーによって連続相タンク１４内の連続水相２８
を撹拌する。そしてピストン５２を下方に移動させるこ
とにより分散相タンク１３内の分散相の液体３０の加圧
を行う。ここで臨界圧力以上まで圧力を上げれば、分散
油相３０は円板状多孔質ガラス膜１２を透過し、連続水
相２８中に均一な大きさの油滴が形成される。乳化操作
中、圧入される油の量だけ、生成した単分散エマルショ
ンは採取口２０からオーバーフローし採取管から回収さ
れる。

【００２２】本例においては、連続相タンク１４に設け
られる通液口１９は一個宛設けられているが、通液口を
増やして設けることができる。この場合は、異なる操作
を行うことも可能である。例えば通液口１９を、エマル
ションの採取口２０とポンプを介して接続するならば、
希薄なエマルションを通液口１９を介して、連続相タン
ク１４内に導入でき、所定濃度のエマルションとするこ
とができ、また連続的にエマルションを調製することも
できる。また、精密押圧力調節器を設けることにより、
押圧力のコントロールを正確に行うことができる。

【００２３】図２は自動乳化装置の一例を示す配置図で
ある。図２において、乳化装置１１は、連続相タンク１
４内に入れられているマグネチックスターラー３１の回
転子２３を回転させるために、マグネチックスターラー
の３１上に設けられている。乳化装置１１の分散相タン
ク１３には、分散相用の液体供給管３２が接続されてお
り、この分散相用の液体供給管３２は、三方電磁弁３３
の一路３４に接続している。三方電磁弁３３は、分岐流
路の一路３５は、分散相用の液体の液体容器３６に一端
が浸漬されており、残る一路３７は、分散相用のシリン
ダポンプ３８に接続している。

【００２４】乳化装置１１の連続相タンク１４に接続す
る連続相用の液体の液体供給管３９は、三方電磁弁４０
の一路４１に接続している。三方電磁弁４０は、分岐流
路の一路４２は、分散相用の液体の液体容器４３に一端
が浸漬されており、残る一路４４は、連続相用のシリン
ダポンプ４５に接続している。また、連続相タンク１４
には、多孔板１２近くに溢流管４６が設けられている。

【００２５】本例は以上のように構成されているので、
三方電磁弁３３の分岐流路３７を３５に連通させ、分散
相用のシリンダポンプ３８を吸引側に作動させて、分散
相用の液体を液体容器３６から、分散相用の液体を分散
相用のシリンダポンプ３８内に吸引採取する。そこで、
三方電磁弁３３を切り換えて、三方電磁弁３３の分岐流
路３７を分岐流路３４に連通させ、分散相用のシリンダ
ポンプ３８を吐出側に作動させて、分散相用のシリンダ
ポンプ３８内に吸引された分散相用の液体を、分散相用
の液体供給管３２から分散相タンク１３内に供給する。

【００２６】三方電磁弁４０の分岐流路４４を４２に連
通させ、連続相用のシリンダポンプ４５を吸引側に作動
させて、連続相用の液体を液体容器４３から、連続相用
の液体を連続相用のシリンダポンプ４５内に吸引採取す
る。そこで、三方電磁弁４０を切り換えて、三方電磁弁
４０の分岐流路４４を分岐流路４１に連通させ、連続相
用のシリンダポンプ４５を吐出側に作動させて、連続相
用のシリンダポンプ４０内に吸引された連続相用の液体
を、連続相用の液体供給管３９から連続相タンク１４内
に供給する。そこで、連続相の液体中に分散相の液体
が、均一に分散するように、連続相の液体を撹拌させる
ために、マグネチックスターラー３１の作動及び回転子
２３の回転動作を開始させる。

【００２７】分散相用の液体３０は多孔質ガラス膜１２
を通して連続相タンク１４内に圧入される。乳化の開始
と共に、分散相用の液体が圧入された分溢流管４６から
エマルションが溢流して連続相用の液体容器４３内に流
出する。連続相用の液体容器４３の下方には、重量計
（図示されていない）が設けられており、分散相用の液
体の全量が連続相タンク１４内に圧入されたことを検出
することができる。

【００２８】図３に示す実施例は、分散相タンク１３が
連続相タンク１４の下方に形成されている例であり、連
続相の液体の撹拌を行うために、撹拌用回転軸に撹拌翼
５３を備える撹拌装置５６が、上方の連続相タンク１４
内に設けられている。分散相タンク１３と連続相タンク
１４の間に、多孔質ガラス膜１２が、Ｏ−リング１５及
び１６により液密に挟着保持されている。本例において
は、分散相タンク１３には、分散相用液体供給管３２が
接続し、連続相タンク１４には、連続相の液体供給管１
９が設けられている。気泡抜きの流路兼溢流路５０は、
分散相タンク１３の段部１７に形成され、気泡抜きの流
路兼溢流路５５は、連続相タンク１４の段部１７に形成
されている。

【００２９】図４に示す実施例は、横型に形成されたも
のであり、分散相タンク１３と連続相タンク１４の間
に、多孔質ガラス膜１２が、Ｏ−リング１５及び１６に
より、垂直方向に張られて、液密に挟着保持されてい
る。分散相タンク１３内に、ピストン５２が加圧手段と
して設けられ、連続相タンク１４には、上部壁５７に、
図４の実施例と同様の撹拌翼５３を備える撹拌装置５６
が設けられている。本例において、分散相タンク１３の
上部壁５８には、分散用相液体の供給管３２及び気泡抜
きの流路５０が形成され、また連続相タンク１４の上部
壁５７には、連続相液体供給管１９及び気泡抜きの流路
５５が形成されている。

【００３０】図５に示す実施例は、分散相タンク１３の
底部に連絡した中空パイプ５９の端部に窓６０が形成さ
れており、該窓６０の上側及び下側に外向きのフランジ
部６１及び６２が形成されており、外向きフランジ部６
１及び６２の外側には、円筒状多孔質ガラス膜１２’
が、押さえナット６３及び押さえボルト６４により圧着
されるＯ−リング１６により、液密に固定されている事
例である。本例においては、円筒状の多孔質ガラス膜１
２’の円筒内側には、分散相タンク１３から分散相用の
液体３０を充填でき、また分散相用の液体３０を加圧す
ることができるように形成されている。本例において
は、円筒状多孔質ガラス膜１２’を連続相タンク１４の
液体２８に浸漬し、連続相の液体２８をマグネチックス
ターラー３１により回転子２３で回転、撹拌しながら分
散相タンク１３を所定の圧力で加圧することにより、分
散相の液体３０を円筒状多孔質ガラス膜１２’を介して
連続相の液体２８中に分散乳化することができるように
形成されている。

【００３１】分散相タンク１３の上部には、加圧窒素ガ
スボンベに精密圧力調節器を介して接続する管路２６が
接続する。本例において、分散相タンク１３の通気口２
７は、加圧用気体の導入用であると共に、分散相の液体
導入口であり、エマルションの形成前に、通気口２７か
ら、所定量の油若しくは界面活性剤を溶解した油３０を
注入される。分散相の液体が分散相タンク１３内に導入
された後に、管路２６を精密圧力調節器に接続し、分散
相タンク１３内を精密圧力調節器を介して加圧用窒素ガ
スボンベに接続し、加圧の準備が完了する。そこで分散
相タンク１３の下方の連続相タンク１４内に、連続相の
水又は界面活性剤又は分散助剤を溶解した水溶液２８
を、液体２８に、円板状多孔質ガラス膜１２’の膜面が
完全に浸漬するまで注ぐ。本例において、分散相タンク
１３の通気口２７から延びる管路２６は、圧力計４７、
圧力調整弁４８及び電磁弁４９を経て窒素ガス源（図示
されていない）に接続している（図７参照）。

【００３２】図６に示す実施例においては、円筒状多孔
質ガラス膜１２’は、その円筒外面６５が、円筒構造体
６６の上側フランジ部６７と上側押さえボルト６８で押
さえられている上側Ｏ−リング１６、及び円筒構造体６
６の下側フランジ部６９と押さえボルト７０で圧着され
ている下側Ｏ−リング１６により、円筒構造体６６に液
密に固定されており、該円筒構造体６６と円筒状多孔質
ガラス膜１２’との間の空間７１が分散相タンク１３と
連結している例である。本例においては、円筒状多孔質
ガラス膜１２’の円筒外側を分散相の液体３０で充填す
る際、膜面に気泡が残留するのを防ぐための気泡抜きの
流路５０が形成されている。本例において、円筒状多孔
質ガラス膜１２’を固定した円筒構造体６６は連続相の
液体２８で完全に液面下に没するように配置し、さらに
回転子２３により円筒構造体６８に固定された多孔質ガ
ラス膜の内側を連続相の液体２８が循環流動できるよう
に形成されている。本例においても、図５に示す実施例
と同様に分散相タンク１３の上部には、加圧窒素ガスボ
ンベに精密圧力調節器を介して接続する管路２６が接続
する。本例において、分散相タンク１３の通気口２７
は、加圧用気体の導入用であると共に、分散相の液体導
入口であり、エマルションの形成前に、通気口２７か
ら、所定量の油若しくは界面活性剤を溶解した油３０を
注入される。分散相の液体が分散相タンク１３内に導入
された後に、管路２６を精密圧力調節器に接続し、分散
相タンク１３内を精密圧力調節器を介して加圧用窒素ガ
スボンベに接続し、加圧の準備が完了する。そこで分散
相タンク１３の下方の連続相タンク１４内に、連続相の
水又は界面活性剤又は分散助剤を溶解した水溶液２８
を、円板状多孔質ガラス膜１２’を固定した円筒構造体
６６が液面２８下に完全に没するまで注ぐ。本例におい
て、分散相タンク１３の通気口２７から延びる管路２６
は、圧力計４７、圧力調整弁４８及び電磁弁４９を経て
窒素ガス源（図示されていない）に接続している（図７
参照）。

【００３３】以上の例に示された装置により、単分散状
の油中水型エマルション（以下、Ｗ／Ｏエマルションと
言う。）を製造する場合には、あらかじめ、円板状又は
円筒状の多孔質ガラス膜を表面化学修飾により、疎水化
した後、連続油相で十分濡らして、小型乳化器に装着す
る。分散相と連続相の配置はＯ／Ｗエマルションを製造
する場合に比べて、液体の種類が全く逆になるけれど
も、基本的には同じ考え方で乳化を実施すれば良い。

【００３４】また、単分散状の水中油中水型エマルショ
ン（以下、Ｗ／Ｏ／Ｗエマルションと言う。）を製造す
る場合には、まず、Ｗ／Ｏエマルションを上記の方法も
しくは従来のホモゲナイザーや超音波乳化機を使って調
製しておき、これを分散相タンク１３に装填する。連続
相側に水あるいは界面活性剤か分散助剤を溶解した水溶
液を入れ、分散素子には親水性の多孔質ガラス膜を用い
て乳化させる。

【００３５】以下に図５及び図６に示される装置を使用
してエマルションを製造した例を示す。図１乃至図４に
示される装置によっても同様にエマルションを製造する
ことができる。

【００３６】例１小型乳化器による単分散Ｏ／Ｗエマルションの製造上記図２に示した小型乳化器を使い、単分散Ｏ／Ｗエマ
ルションを調製した。分解油相は、臨床用油性造影剤の
ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル（ラボラトワール
・ゲルベ社製ＬｉｐｉｏｄｏｌＵｌｔｒａ−Ｆｌｕ
ｉｄｅ）であり、これに油溶性界面活性剤のテトラグリ
セリン縮合リシノレイン酸エステル（阪本薬品工業
（株）製ＣＲ−３１０）が５重量％の濃度になるよう
に添加したものを５ｍｌ使用した。連続水相は、ミドリ
十字製薬（株）製のプルローニックＦ６８が１重量％、
グルコースが５重量％の濃度になるように調整した水溶
液５ｍｌである。これらを先に記した手順に従って、小
型乳化器にセットした。用いた円板状多孔質ガラス膜
（伊勢化学工業（株）製外径３５ｍｍ、厚さ１ｍｍ）
の細孔径は、１．４μｍであった。約５０ｋＰａの圧力
を加え、約３０分後に、平均粒子径が９．０μｍの単分
散Ｏ／Ｗエマルション１０ｍｌが得られた。

【００３７】例２小型乳化器による単分散Ｗ／Ｏエマルションの製造発明者らが合成した円板状多孔質ガラス膜（外径３５ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍ、熱処理条件は７７５℃ ４時間）をシ
リコーンレジン（信越化学工業（株）製ＫＰ−１８
Ｃ）を用いて表面コーティングし、疎水化した。この疎
水化膜および実施例１と同じ小型乳化器を使用して、平
均粒子径７．１μｍの単分散Ｗ／Ｏエマルション１０ｍ
ｌを製造した。分散水相は、抗悪性腫瘍薬剤のカルボプ
ラチン（ＪｏｈｎｓｏｎＭａｔｔｈｅｙ社製Ｐａ
ｒａｐｌａｔｉｎ）１．４重量％および食塩２．７重量
％濃度の水溶液であり、連続油相はヨード化ケシ油脂肪
酸エチルエステルにテトラグリセリン縮合リシノレイン
酸エステルを２重量％の濃度になるように添加したもの
を使用した。圧力は約８０ｋＰａ、乳化時間は約１時間
であった。

【００３８】例３小型乳化器による単分散Ｗ／Ｏ／Ｗエマルションの製造分散水相（内水相）に５重量％のカルボプラチンおよび
０．７５重量％の食塩を含有する水溶液、連続油相にテ
トラグリセリン縮合リシノレイン酸エステルを５重量％
含有するヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステルを用い、
超音波乳化機（（株）日本精機製作所製ＵＳ−１５
０）を使って、粒子が全て１μｍ以下の大きさのＷ／Ｏ
エマルションをあらかじめ調製した。超音波は２０ｋＨ
ｚで１０分間照射した。次に、小型乳化器を用いて、該
Ｗ／Ｏエマルションを分散相タンクに、外水相を連続相
タンクに入れ、膜乳化により単分散Ｗ／Ｏ／Ｗエマルシ
ョンを得た。外水相は、プルローニックＦ６８が２重量
％、グルコースが５．８重量％濃度の水溶液であり、細
孔径が１．４μｍと４．２μｍの２種類の円板状多孔質
ガラス膜（伊勢化学工業（株）製外径３５ｍｍ、厚さ
１ｍｍ）を使用した。

【００３９】その結果、細孔径１．４μｍでは、約５０
ｋＰａの圧力で、平均粒子径９．０μｍの単分散Ｗ／Ｏ
／Ｗエマルションが得られ、４．２μｍでは、約２０ｋ
Ｐａで平均粒子径２５．３μｍの単分散Ｗ／Ｏ／Ｗエマ
ルションを１０ccを製造することができた。この時、内
水相、油相および外水相の容積比は１：２：７であっ
た。

【００４０】これと同様の条件で、ただし抗悪性腫瘍薬
剤の塩酸エピルビシン（ファルミタリアカルロエルバ
社製Ｆａｒｍｏｒｕｂｉｃｉｎ）０．２重量％とグル
コース５．８重量％濃度の水溶液を内水相にして、単分
散Ｗ／Ｏ／Ｗエマルションを製造した。上の例と同じ
く、細孔径１．４μｍでは平均粒子径９．０μｍ、４．
２μｍでは２３．９μｍの単分散Ｗ／Ｏ／Ｗエマルショ
ンが得られ、内水相をほぼ１００％封入することに成功
した。またこれらのエマルションは、１週間以上経過し
てもほとんど形態が変化しないほど安定であった。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、静止状態にある分散相用の液
体を、気体等の加圧体の加圧下に、多孔質板状膜の微細
な孔を通して、流動する連続相の液体中に圧入して、分
散相用の液体を連続相の液体中に分散させるので、乳化
量が１ｍｌ乃至１００ｍｌと、従来の方法に比べて極め
て少量でありながら、均一でむらの無い単分散エマルシ
ョンが製造できる。また、従来法と同様、Ｏ／Ｗエマル
ションやＷ／Ｏエマルションのシングルエマルションば
かりでなく、Ｗ／Ｏ／Ｗエマルション等のダブルエマル
ションの粒子設計が行える。

【００４２】このことは多種少量で且つ均質で安定性に
優れた高性能のエマルションが要求される分野、あるい
は乳化物の原料となる分散相用の液体や連続相用の液体
およびこれらに添加される界面活性剤や安定剤が非常に
高価であるか、極めて希少である場合に優れた効能を現
す。

【００４３】本発明は、分散相の液体を静止状態とし、
この分散相用の液体を、気体、ピストン等の加圧体によ
り加圧して、分散相用の液体を多孔質板状膜を通して連
続相の液体中に分散させるので、分散相用の液体の量が
少なくでき、それに対応して連続相の液体の量も少なく
なる。したがって、分散相用液体の室及び連続相用液体
の室の容積を小さくすることができ、乳化装置の小型化
が容易となる。

【００４４】例えば、副作用の大幅低減により、注目さ
れている乳化系の抗癌剤では、安定性のため、また薬効
の効果的な発現のため、厳密な粒子設計が求められる
が、実際の臨床投与で必要とされるのは、高々５乃至１
０ｍに過ぎない。これを従来型の乳化装置で製造する
と、最低でも１００ｍは製造しなければならず、余剰
の９０ｍ以上は廃棄せざるを得ない。乳化物の原料と
なる抗癌剤が一般には高価であることを考慮すると、こ
の方法は経済的に容認できるものではない。本発明によ
れば、必要量を無駄無く調製することができるから、医
療現場において、低コストの効果的な癌治療を提供する
ことができる。

【００４５】本発明において、乳化装置は、構造が簡単
であるので、従来の乳化装置に比して、部品の金型加工
による量産が可能となり、乳化装置のコストダウンが実
現できる。また、本発明においては、装置の組み立て分
解が容易に行えるとともに、部品の洗浄や滅菌が簡単で
あるので、多種類のエマルションを能率的に調製するこ
とができる。さらに、本発明における乳化装置は、従来
の乳化装置に比して、その取り扱いが簡単で、高度な知
識と熟練を要しないで済み、また、連続相側の容器に透
明プラスチックを使用することにより、乳化状態がリア
ルタイムで監視できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の別の一実施例を示す概略の側断面図で
ある。

【図２】図１の実施例を組み込んで構成された本発明の
乳化装置一実施例を説明する概略の構成図である。

【図３】本発明の、別の一実施例であり、分散相の液体
室が下方に位置する事例を示す側断面図である。

【図４】本発明の横型の一実施例を示す側断面図であ
る。

【図５】図１乃至図４に示す本発明の実施例とは異なる
別の本発明の実施例を示す図であり、多孔質円筒の内側
から外側へ分散相の液体を乳化する事例を示す側断面図
である。

【図６】図５とは逆の関係に構成された本発明の別の一
実施例を示す図であり、多孔質円筒の外側から内側へ分
散相の液体を乳化する事例を示す側断面図である。

【図７】本発明の一実施例における気体による液体加圧
装置を説明する概略の流路図である。

【図８】従来の方法の概略の説明図である。

【符号の説明】

１多孔質ガラス膜２分散相の油性の液体３加圧ポンプ４循環ポンプ５連続相の水性の液体６高圧配管７分散相タンク８循環用配管９連続相タンク１０膜モジュール１１乳化装置１２多孔質ガラス膜１２’円筒状多孔質ガラス膜１３分散相タンク１４連続相タンク１５、１６Ｏリング１７段部１８袋ナット１９通液口２０開口２２底部２３回転子２６管路２７通気口２８連続相の水或いは界面活性剤又は分散液３０分散油相３１マグネチックスターラー３２分散相用の液体供給管３３、４０三方電磁弁３４、３５、３７、４１、４２、４４分岐流路３６分散相用の液体容器３８、４５シリンダポンプ３９連続相用の液体供給管４３連続相の液体容器４６溢流管４７圧力計４８圧力調整弁４９電磁弁５０、５５気泡抜きの流路兼溢流路５１開口５２ピストン５３撹拌翼５４開閉弁５６撹拌装置５７連続相タンクの上部壁５８分散相タンクの上部壁５９中空パイプ６０窓６１、６２フランジ部６３押さえナット６４、６８、７０押さえボルト６５円筒状多孔質ガラス膜の円筒外面６６円筒構造体６７上側フランジ部６９下側フランジ部７１円筒構造体と円筒状多孔質ガラス膜の間の空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤本健二宮崎県延岡市土々呂町６丁目1633番地清本鐵工株式会社内 (56)参考文献特開平４−229852（ＪＰ，Ａ) 特開平４−193336（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01F 3/08 B01J 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】乳化用容器の内部が、多孔質部材により
仕切られており、一方に分散相用の室が形成され、他方
にエマルション形成用の室が形成されている乳化装置に
おいて、０．１乃至１０ミクロンの平均孔径の孔を均一
に有し、多孔質板状膜により仕切られている乳化容器の
分散相用の室が円筒状に形成されると共に、その円筒状
の内壁面に液密に接触する往復動子が往復動可能に設け
られていることを特徴とする乳化装置。
【請求項２】乳化用容器の内部が、多孔質部材により
仕切られており、一方に分散相用の室が形成され、他方
にエマルション形成用の室が形成されている乳化装置に
おいて、前記乳化用容器の内部には、分散相タンクに連
絡する円筒部材が設けられており、該円筒部材は、上部
外向きフランジ部及び下部外向きフランジ部を有し、該
上部及び下部フランジ部間に窓が形成されており、前記
円筒部材の外向きフランジ部の外側に、０．１乃至１０
ミクロンの平均孔径の孔を均一に有する多孔質円筒状膜
が配置されており、前記上部外向きフランジ部のフラン
ジ上には上部Ｏ−リングが配置され、下部外向きフラン
ジ部のフランジ下には下部Ｏ−リングが配置されてお
り、前記多孔質円筒状膜は、その内側が、上部フランジ
部に圧着されている上部Ｏ−リング及び下部フランジ部
に圧着されている下部Ｏ−リングにより液密に支持され
ていることを特徴とする乳化装置。
【請求項３】乳化用容器の内部が、多孔質部材により
仕切られており、一方に分散相用の室が形成され、他方
にエマルション形成用の室が形成されている乳化装置に
おいて、前記乳化用容器の内部には、分散相タンクに連
絡する円筒部材が設けられており、該円筒部材は、上部
外向きフランジ部及び下部外向きフランジ部を有し、該
上部及び下部フランジ部間に窓が形成されており、前記
円筒部材の外向きフランジ部の外側に、０．１乃至１０
ミクロンの平均孔径の孔を均一に有する多孔質円筒状膜
が配置されており、前記上部外向きフランジ部のフラン
ジ上には上部Ｏ−リングが配置され、下部外向きフラン
ジ部のフランジ下には下部Ｏ−リングが配置されてお
り、前記円筒部材の上部外向きフランジ部上方には、上
部Ｏ−リングを圧着可能に押さえナットが螺合されてお
り、前記円筒部材の下部外向きフランジ部下方には、下
部Ｏ−リングを圧着可能で、且つ前記円筒部材密封可能
に押さえボルトが螺合されており、前記多孔質円筒状膜
は、その内側が、前記押さえナットにより上部フランジ
部に圧着されている上部Ｏ−リング及び押さえボルトに
より前記下部フランジ部に圧着されている下部Ｏ−リン
グにより液密に支持されていることを特徴とする乳化装
置。
【請求項４】乳化用容器の内部が、多孔質部材により
仕切られており、一方に分散相用の室が形成され、他方
にエマルション形成用の室が形成されている乳化装置に
おいて、前記乳化用容器の内部には、円筒部材が設けら
れており、該円筒部材は、内側に突き出る上部内向きフ
ランジ部及び下部内向きフランジ部を有しており、前記
円筒部材の上部及び下部の内向きフランジ部の夫々の内
側に、０．１乃至１０ミクロンの平均孔径の孔を均一に
有する多孔質円筒状膜が配置されており、前記上部内向
きフランジ部のフランジ上には上部Ｏ−リングが配置さ
れ、下部内向きフランジ部のフランジ下には下部Ｏ−リ
ングが配置されており、前記多孔質円筒状膜は、その外
側が、上部フランジ部に圧着されている上部Ｏ−リング
及び下部フランジ部に圧着されている下部Ｏ−リングに
より液密に支持されており、前記円筒部材と前記多孔質
円筒状膜の間に形成される空間に分散相供給管が接続し
ていることを特徴とする乳化装置。
【請求項５】乳化用容器の内部が、多孔質部材により
仕切られており、一方に分散相用の室が形成され、他方
にエマルション形成用の室が形成されている乳化装置に
おいて、乳化用容器内に、両端部に内側にネジ溝を備え
る円筒部材が配置されており、該円筒部材のネジ溝の夫
々の内側には、内向きフランジが設けられており、夫々
の内向きフランジの外側には、夫々Ｏ−リングが、フラ
ンジ面に接して配置されており、夫々のＯ−リングの外
側には、前記ネジ溝に夫々螺合して押さえボルトが設け
られており、Ｏ−リングの内側リング面により、０．１
乃至１０ミクロンの平均孔径の孔が均一に形成されてい
る多孔質円筒状膜が保持されており、多孔質円筒状膜と
円筒部材の間に形成される空間に、分散相供給管が接続
していることを特徴とする乳化装置。