JP7295395B2 - Method for producing bubbles and method for producing substance - Google Patents
Method for producing bubbles and method for producing substance Download PDFInfo
- Publication number
- JP7295395B2 JP7295395B2 JP2019071403A JP2019071403A JP7295395B2 JP 7295395 B2 JP7295395 B2 JP 7295395B2 JP 2019071403 A JP2019071403 A JP 2019071403A JP 2019071403 A JP2019071403 A JP 2019071403A JP 7295395 B2 JP7295395 B2 JP 7295395B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid medium
- gas
- bubbles
- producing
- layer
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
本開示は、気泡の製造方法及び物質の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to methods of making bubbles and methods of making substances.
従来、物質同士を反応させることにより得られる物質の製造方法として種々の方法が提案されている。 BACKGROUND ART Conventionally, various methods have been proposed as methods for producing substances obtained by reacting substances with each other.
例えば、特許文献１には、モノマーを含有する第１液体試料が静電噴霧された正又は負に帯電した第１液滴と、ラジカル開始剤を含有する第２液体試料が静電噴霧された、前記第１液滴とは逆に帯電した第２液滴とを、媒体液体中で衝突させて重合反応させ、ポリマーを得るステップを少なくとも含む、液中エレクトロスプレー法によるポリマーの製造方法が記載されている。 For example, in US Pat. No. 5,200,000, a first positively or negatively charged droplet is electrostatically sprayed with a first liquid sample containing a monomer, and a second liquid sample containing a radical initiator is electrostatically sprayed. and a second droplet charged oppositely to the first droplet are collided with each other in a medium liquid to cause a polymerization reaction, thereby obtaining a polymer. It is
特許文献２には、所定の化合物を含有する第１液体試料を電場中に静電噴霧するための第１エレクトロスプレーノズル及び第１エレクトロスプレーノズルとの間に電場を形成するための対向電極（ＣＥ）を媒体液体中に設置し、該第１エレクトロスプレーノズルとＣＥとの間に電位差を与えて第１液体試料を媒体液体中で帯電した液滴状に断片化し、該第１エレクトロスプレーノズルから該ＣＥに向かって静電噴霧する液中エレクトロスプレー法も記載されている。また、特許文献３には、第一溶液を霧状にして噴霧するための第一噴射ノズルを備えたエレクトロスプレーを構成する第一噴霧手段と、第二溶液を霧状にして噴霧するための第二噴射ノズルとを備えたエレクトロスプレーを構成する第二噴霧手段と、前記第一噴霧手段及び第二噴霧手段に電位差を与えるための電圧印加手段とを備えるマイクロ反応場形成装置も記載されている。 In Patent Document 2, a first electrospray nozzle for electrostatically spraying a first liquid sample containing a predetermined compound into an electric field and a counter electrode for forming an electric field between the first electrospray nozzle ( CE) is placed in the medium liquid, a potential difference is applied between the first electrospray nozzle and CE to fragment the first liquid sample into charged droplets in the medium liquid, and the first electrospray nozzle A submerged electrospray method is also described in which a spray is electrostatically sprayed from toward the CE. Further, in Patent Document 3, a first spraying means constituting an electrospray equipped with a first injection nozzle for atomizing the first solution and atomizing the second solution, and a device for atomizing the second solution Also described is a micro reaction field forming device comprising a second spraying means constituting an electrospray having a second injection nozzle, and a voltage applying means for applying a potential difference to the first spraying means and the second spraying means. there is
特許文献４には、アクリル酸系単量体に対して、界面活性剤不存在下または０．００３重量％以下の界面活性剤の存在下で、単量体水溶液と不活性ガスとをマイクロバブル発生装置で混合し、不活性ガスの気泡を単量体水溶液に懸濁させて単量体を重合させる製造方法が記載されている。 Patent Document 4 describes microbubbles of an aqueous monomer solution and an inert gas in the absence of a surfactant or in the presence of a surfactant of 0.003% by weight or less with respect to an acrylic acid-based monomer. A manufacturing method is described in which the monomer is polymerized by mixing in a generator and suspending inert gas bubbles in an aqueous monomer solution.
本開示は、気泡を製造することができる新規な方法を提供することを目的とする。また、物質を製造することができる新規な方法を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a novel method by which bubbles can be produced. Another object is to provide a novel method by which the substance can be produced.
本開示は、気体を液体媒体（Ａ）中に静電噴霧することにより、上記液体媒体（Ａ）中に上記気体から構成される１μｍ以下の気泡を製造する静電噴霧工程、を含むことを特徴とする気泡の製造方法を提供する。 The present disclosure includes an electrostatic spraying step of producing bubbles of 1 μm or less composed of the gas in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A). Disclosed is a method for producing a bubble of character.
本開示はまた、気体を液体媒体（Ａ）中に静電噴霧することにより、上記液体媒体（Ａ）中に上記気体から構成される１μｍ以下の気泡を製造する静電噴霧工程、及び、上記液体媒体（Ａ）中に存在する化学物質と、上記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含むことを特徴とする物質の製造方法を提供する。 The present disclosure also provides an electrostatic spraying step of producing bubbles of 1 μm or less composed of the gas in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A), and Provided is a method for producing a substance, characterized by including a reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (A) with the gas forming the bubbles.
本開示は更に、気体を液体媒体（Ａ）中に静電噴霧することにより、上記液体媒体（Ａ）中に上記気体から構成される１μｍ以下の気泡を製造する静電噴霧工程、及び、
上記液体媒体（Ａ）に２層分離するように配置された液体媒体（Ｂ）中に存在する化学物質と、上記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含む
ことを特徴とする物質の製造方法を提供する。
The present disclosure further provides an electrostatic spraying step of producing bubbles of 1 μm or less composed of the gas in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A), and
and a reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (B) arranged so as to separate the liquid medium (A) into two layers with the gas forming the bubbles. A manufacturing method is provided.
本開示は更に、液体媒体（Ａ）中に、気体を静電噴霧するための第１ノズル及び上記気体と反応する化学物質を含む上記液体媒体（Ｂ）を静電噴霧するための第２ノズルを対向するように設置し、上記第１ノズルと上記第２ノズル間に電位差を設けることにより上記気体及び上記液体媒体（Ｂ）を静電噴霧して上記気体から構成される１μｍ以下の気泡と上記液体媒体（Ｂ）から構成させる液滴を製造する静電噴霧工程、及び、
上記液体媒体（Ｂ）中に存在する化学物質と、上記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含む
ことを特徴とする物質の製造方法を提供する。
The present disclosure further provides a first nozzle for electrostatically spraying a gas into a liquid medium (A) and a second nozzle for electrostatically spraying the liquid medium (B) containing a chemical substance that reacts with the gas. are placed facing each other, and a potential difference is provided between the first nozzle and the second nozzle to electrostatically spray the gas and the liquid medium (B) to form bubbles of 1 μm or less composed of the gas and An electrostatic spraying step for producing droplets composed of the liquid medium (B), and
A method for producing a substance is provided, comprising a reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (B) with a gas constituting the bubbles.
上記気体はオレフィンであり、上記化学物質はラジカル重合開始剤であり、上記反応工程は、オレフィンを重合してポリマーを製造する工程であることが好ましい。上記オレフィンは、エチレン、プロピレン、ブテン及びブタジエンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。 Preferably, the gas is olefin, the chemical substance is a radical polymerization initiator, and the reaction step is a step of polymerizing olefin to produce a polymer. The olefin preferably contains at least one selected from the group consisting of ethylene, propylene, butene and butadiene.
上記ラジカル重合開始剤は、水溶性ラジカル重合開始剤又は油溶性ラジカル開始剤であることが好ましい。 The radical polymerization initiator is preferably a water-soluble radical polymerization initiator or an oil-soluble radical initiator.
本開示の製造方法は、気泡を新規な方法で製造することができる。本開示の製造方法はまた、物質を新規な方法で製造することができる。 The production method of the present disclosure can produce air bubbles in a novel way. The manufacturing methods of the present disclosure can also produce materials in novel ways.
本開示の気泡及び物質の製造方法は、気体を液体媒体中に静電噴霧することによって１μｍ以下の気泡を形成できることを見いだし完成したものである。 The method of producing bubbles and substances of the present disclosure was completed based on the discovery that bubbles of 1 μm or less can be formed by electrostatically spraying a gas into a liquid medium.
以下、本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically described below.
本開示の気泡の製造方法は、気体を液体媒体（Ａ）中に静電噴霧（エレクトロスプレー）することにより、上記液体媒体（Ａ）中に上記気体から構成される１μｍ以下の気泡を製造する静電噴霧工程を含む。
液体媒体（Ａ）中に気体を静電噴霧すれば自ずと直径が１μｍ以下の気泡が製造される。気泡の大きさは、動的光散乱法やレーザー回折法により確認することもできる。
また、気泡径が１μｍ以下の所謂ウルトラファインバブルになると気泡の液体媒体中での浮上が抑制され、気泡が液体媒体中に留まる現象がみられることからおおよその気泡径を確認することができる。
In the method for producing bubbles of the present disclosure, bubbles of 1 μm or less composed of the gas are produced in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A). Includes electrostatic spraying process.
Electrostatic spraying of a gas into the liquid medium (A) naturally produces air bubbles with a diameter of 1 μm or less. The size of bubbles can also be confirmed by a dynamic light scattering method or a laser diffraction method.
In addition, when a so-called ultra-fine bubble with a bubble diameter of 1 μm or less is produced, the floating of the bubbles in the liquid medium is suppressed, and a phenomenon in which the bubbles remain in the liquid medium is observed, so the approximate bubble diameter can be confirmed.
上記静電噴霧は、電場が形成された液体媒体（Ａ）中に気体を噴霧することにより行うことができる。
上記電場の電界強度は特に限定されないが、より微小な気泡を製造する観点から、２．５×１０４Ｖ／ｍ以上が好ましい。より好ましくは５×１０４Ｖ／ｍ以上であり、更に好ましくは７．５×１０４Ｖ／ｍ以上であり、特に好ましくは１．０×１０５Ｖ／ｍ以上である。また、電界強度の上限は特に限定されないが、電界強度が高すぎると放電破壊が発生するおそれがあるため、３．０×１０６Ｖ／ｍ以下が好ましく、２．０×１０６Ｖ／ｍ以下がより好ましく、１．０×１０６Ｖ／ｍ以下が更に好ましい。
The electrostatic spraying can be performed by spraying gas into the liquid medium (A) in which an electric field is formed.
The electric field strength of the electric field is not particularly limited, but is preferably 2.5×10 4 V/m or more from the viewpoint of producing finer bubbles. It is more preferably 5×10 4 V/m or more, still more preferably 7.5×10 4 V/m or more, and particularly preferably 1.0×10 5 V/m or more. The upper limit of the electric field strength is not particularly limited, but if the electric field strength is too high, discharge breakdown may occur. The following is more preferable, and 1.0×10 6 V/m or less is even more preferable.
上記静電噴霧のより具体的な方法としては、液体媒体（Ａ）中に設置された第１エレクトロスプレーノズル（以下「第１ＥＳＮ」とも記載する）と、液体媒体（Ａ）中又は他の液体媒体（Ｂ）中に設置された電極又は第２エレクトロスプレーノズル（以下「第２ＥＳＮ」とも記載する）とに電位差を与えることで液体媒体（Ａ）に電場を形成し、第１ＥＳＮから気体を放出することによって行うことができる。 As a more specific method of electrostatic spraying, a first electrospray nozzle (hereinafter also referred to as “first ESN”) installed in the liquid medium (A), and a liquid medium (A) or other liquid An electric field is formed in the liquid medium (A) by applying a potential difference to the electrode or the second electrospray nozzle (hereinafter also referred to as "second ESN") installed in the medium (B), and the gas is released from the first ESN. It can be done by
上記電位差を与える方法は限定されず、例えば、１つの電源を第１ＥＳＮと、第２ＥＳＮ又は電極とに接続し、第１ＥＳＮと、第２ＥＳＮ又は電極とに電圧を印加してもよい。また、２つの電源を使用して第１ＥＳＮと、第２ＥＳＮ又は電極との電位を制御する方法を用いてもよい。
また、第１ＥＳＮと、第２ＥＳＮ又は電極との間に電位差が生じればよく、例えば、第１ＥＳＮを＋の電位、第２ＥＳＮ又は電極を－の電位としてもよいし、第１ＥＳＮを－の電位、第２ＥＳＮ又は電極を＋の電位としてもよい。
更に、第１ＥＳＮの電位が０、第２ＥＳＮ又は電極の電位が－であってもよいし、第１ＥＳＮの電位が０、第２ＥＳＮ又は電極の電位が＋であってもよいし、第１ＥＳＮの電位が－、第２ＥＳＮ又は電極の電位が０であってもよいし、第１ＥＳＮの電位が＋、第２ＥＳＮ又は電極の電位が０であってもよい。第１ＥＳＮ、第２ＥＳＮ又は電極の電位が０である場合、第１ＥＳＮ、第２ＥＳＮ又は電極をアースと接続してもよい。
The method of applying the potential difference is not limited. For example, one power supply may be connected to the first ESN and the second ESN or electrodes to apply a voltage to the first ESN and the second ESN or electrodes. A method of using two power supplies to control the potentials of the first ESN and the second ESN or electrodes may also be used.
In addition, it is sufficient that a potential difference occurs between the first ESN and the second ESN or the electrode. The second ESN or electrode may be at a positive potential.
Furthermore, the potential of the first ESN may be 0 and the potential of the second ESN or electrode may be -, the potential of the first ESN may be 0 and the potential of the second ESN or electrode may be +, or the potential of the first ESN may be may be - and the potential of the second ESN or electrode may be 0, or the potential of the first ESN may be + and the potential of the second ESN or electrode may be 0. When the potential of the first ESN, second ESN or electrode is zero, the first ESN, second ESN or electrode may be connected to ground.
上記第１ＥＳＮと、電極又は第２ＥＳＮとの間に与える電位差の下限は特に限定されず、例えば、０.１ｋＶ以上、好ましくは２．０ｋＶ以上の範囲内で適宜設定することが好ましい。上記電位差の上限は特に限定されず、例えば、２０．０ｋＶ以下、好ましくは１５．０ｋＶ以下の範囲内で適宜設定することが好ましい。 The lower limit of the potential difference applied between the first ESN and the electrode or the second ESN is not particularly limited, and is preferably set within a range of, for example, 0.1 kV or more, preferably 2.0 kV or more. The upper limit of the potential difference is not particularly limited, and is preferably set within a range of, for example, 20.0 kV or less, preferably 15.0 kV or less.
上記第１ＥＳＮと、電極又は第２ＥＳＮとは一対でもよいし、複数対でもよい。第１ＥＳＮと、電極又は第２ＥＳＮとの数は異なっていてもよい。 The first ESN and the electrode or the second ESN may be a pair, or may be a plurality of pairs. The number of first ESNs and electrodes or second ESNs may be different.
上記第１ＥＳＮ又は第２ＥＳＮとしては、電場を形成させるために、ステンレスチューブ、表面を金等の金属でメッキしたキャピラリーチューブ、炭素キャピラリーチューブ等が挙げられる。かかるキャピラリーチューブは、さらに、その先端が露出するような状態でステンレス等の金属チューブあるいは炭素チューブでその一部が覆われていてもよい。 Examples of the first ESN or second ESN include a stainless steel tube, a capillary tube whose surface is plated with a metal such as gold, a carbon capillary tube, and the like, in order to form an electric field. Such a capillary tube may be partially covered with a metal tube such as stainless steel or a carbon tube in such a manner that the tip thereof is exposed.
液体媒体中における気体の静電噴霧では、エレクトロスプレーノズル先端に円錐形の気体が形成され、その先端から帯電泡が噴霧される。エレクトロスプレーでは、最も強い電場がかかっているノズル先端部から気体が流出し、ノズル先端に集まっていた過剰電荷が気体に移動し、気体中の過剰電荷が増大すると電荷同士のクーロン反発により静電反発力が生じる。一方、液体媒体と気泡の界面には界面張力が働き、表面積を小さくしようとして内部に向かう力として働く。静電反発力が界面張力を超えると帯電した気泡が噴霧される。そのため、より微小な気泡を発生するためには、強電場を形成することが好ましい。
上記第１ＥＳＮ又は第２ＥＳＮのノズル内径は特に限定されないが、例えば、ノズル外径２６０μｍ、ノズル内径１３０μｍのステンレス製注射針を使用することが多い。さらに細い針で強い電場を形成すれば気泡は小さくなる。
Electrostatic spraying of gas in a liquid medium forms a cone of gas at the tip of an electrospray nozzle, from which charged bubbles are sprayed. In electrospray, the gas flows out from the tip of the nozzle where the strongest electric field is applied, and the excess charge collected at the tip of the nozzle moves to the gas. A repulsive force is generated. On the other hand, interfacial tension acts on the interface between the liquid medium and the bubbles, and acts as an inward force to reduce the surface area. Charged air bubbles are sprayed when the electrostatic repulsion exceeds the interfacial tension. Therefore, in order to generate finer bubbles, it is preferable to form a strong electric field.
Although the inner diameter of the nozzle of the first ESN or the second ESN is not particularly limited, for example, a stainless steel injection needle with a nozzle outer diameter of 260 μm and a nozzle inner diameter of 130 μm is often used. If a strong electric field is formed with a finer needle, the bubbles will become smaller.
上記電極の材質は液体媒体（Ａ）に電場を形成することができるものであれば限定されないが、電極が設置される液体により腐食しないものが好ましい。例えば、ステンレス、白金、金等の金属を用いることができる。 The material of the electrodes is not limited as long as it can form an electric field in the liquid medium (A), but it is preferable that the material is not corroded by the liquid in which the electrodes are placed. For example, metals such as stainless steel, platinum, and gold can be used.
上記液体媒体（Ａ）は、電場を形成することができ、また、上記気泡を形成できるものであれば特に限定されない。例えば、上記気体を溶解しない液体を適宜選択することが好ましい。電場を形成する観点からは、上記液体媒体（Ａ）は、比誘電率が１．０～３０の有機溶媒を使用することが好ましい。 The liquid medium (A) is not particularly limited as long as it can form an electric field and form the air bubbles. For example, it is preferable to appropriately select a liquid that does not dissolve the gas. From the viewpoint of forming an electric field, it is preferable to use an organic solvent having a dielectric constant of 1.0 to 30 as the liquid medium (A).
上記液体媒体（Ａ）としては、比誘電率が低い液体（以下「低誘電率液体」とも記載する。）が好ましい。低誘電率液体は、比誘電率が、好ましくは２５以下、より好ましくは２０以下、さらに好ましくは１５以下、さらにより好ましくは１０以下、特に好ましくは５以下である液体が挙げられる。 As the liquid medium (A), a liquid having a low dielectric constant (hereinafter also referred to as "low dielectric constant liquid") is preferable. Low dielectric constant liquids include liquids having a relative dielectric constant of preferably 25 or less, more preferably 20 or less, even more preferably 15 or less, still more preferably 10 or less, and particularly preferably 5 or less.
上記液体媒体（Ａ）は静電噴霧する温度で液体であれば限定されない。後述するように物質を製造する場合、気体と化学物質との反応の温度において液体である化合物が好ましい。
また、室温（２５℃）で液体である化合物を採用することができ、具体的には、ｎ－ヘキサン、ペンタン、デカン等のアルカン；シクロヘキサン等のシクロアルカン；ベンゼン、トルエン、キシレン等の環式の不飽和炭化水素；シクロペンチルメチルエーテル（比誘電率４.７６）、ジイソプロピルエーテル（比誘電率３.８１）、メチル－ｔ－ブチルエーテル（比誘電率２.６）等のエーテル；塩化ベンジル（比誘電率７.０）、クロロホルム（比誘電率６.１５）、１－クロロオクタン（比誘電率５.０５）、四塩化炭素（比誘電率２.２３８）、パーフルオロヘキサン等のハロゲン化炭化水素；エタノール（比誘電率２４.５５）、１－ブタノール（比誘電率１７.５１）、１－ペンタノール（比誘電率１３.９）、１－オクタノール（比誘電率１０.３）等のアルコール、炭酸ジメチル（比誘電率２．８）等のカーボネート等が挙げられる。ハロゲン化炭化水素に含まれるハロゲンとしては、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。これらの媒体は１種単独で又は２種類以上を混合して用いることができる。
The liquid medium (A) is not limited as long as it is liquid at the temperature for electrostatic spraying. Compounds that are liquid at the temperature of the reaction between the gas and the chemical are preferred when producing the substance as described below.
Further, compounds that are liquid at room temperature (25° C.) can be employed, and specific examples include alkanes such as n-hexane, pentane, and decane; cycloalkanes such as cyclohexane; cyclic compounds such as benzene, toluene, and xylene; unsaturated hydrocarbons; ethers such as cyclopentyl methyl ether (relative dielectric constant 4.76), diisopropyl ether (relative dielectric constant 3.81), methyl-t-butyl ether (relative dielectric constant 2.6); benzyl chloride (relative dielectric constant 7.0), chloroform (relative dielectric constant 6.15), 1-chlorooctane (relative dielectric constant 5.05), carbon tetrachloride (relative dielectric constant 2.238), halogenated carbonization such as perfluorohexane Hydrogen; ethanol (relative dielectric constant 24.55), 1-butanol (relative dielectric constant 17.51), 1-pentanol (relative dielectric constant 13.9), 1-octanol (relative dielectric constant 10.3), etc. Alcohols, carbonates such as dimethyl carbonate (relative dielectric constant: 2.8), and the like are included. Halogens contained in halogenated hydrocarbons include chlorine, fluorine, bromine, and iodine. These media can be used singly or in combination of two or more.
上記液体媒体（Ａ）としては、カーボネート、アルカン及びアルキルエーテルからなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
上記アルカンとしては、炭素数５以上１８以下である直鎖状又は分岐鎖状の鎖状アルカン、及び、炭素数５以上１８以下である環式アルカンからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。より好ましくは、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、パラフィン、及び、流動パラフィンからなる群より選択される少なくとも１種である。
The liquid medium (A) is preferably at least one selected from the group consisting of carbonates, alkanes and alkyl ethers.
The alkane is at least one selected from the group consisting of linear or branched chain alkanes having 5 to 18 carbon atoms and cyclic alkanes having 5 to 18 carbon atoms. is preferred. More preferably, it is at least one selected from the group consisting of undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane, octadecane, paraffin, and liquid paraffin.
上記静電噴霧により得られる気泡を正又は負に帯電させることができる。気泡の帯電は第１ＥＳＮと、電極又は第２ＥＳＮとに印加される電圧に従い、正又は負のいずれにもなり得る。 Air bubbles obtained by the electrostatic spraying can be positively or negatively charged. The bubble charge can be either positive or negative depending on the voltage applied to the first ESN and the electrode or second ESN.
上記気体を静電噴霧する速度（噴霧速度）は、例えば、１～１００ｍＬ／分が好ましい。より好ましくは１０μＬ／分以上であり、更に好ましくは、１００μＬ／分以上である。また、より好ましくは、５０ｍＬ／分以下であり、更に好ましくは、１０ｍＬ／分以下である。 The speed at which the gas is electrostatically sprayed (spraying speed) is preferably, for example, 1 to 100 mL/min. It is more preferably 10 µL/min or more, and still more preferably 100 µL/min or more. Further, it is more preferably 50 mL/min or less, and still more preferably 10 mL/min or less.
本開示の気泡の製造方法では、後述する物質の製造方法で記載する種々の態様（例えば、第１～４態様）を適宜採用できる。
以下、本開示の物質の製造方法について詳細に説明する。
In the method for producing bubbles of the present disclosure, various aspects (eg, first to fourth aspects) described in the method for producing a substance described below can be appropriately employed.
Methods for producing the substances of the present disclosure are described in detail below.
本開示の物質の製造方法は、気体を液体媒体（Ａ）中に静電噴霧することにより、上記液体媒体（Ａ）中に上記気体から構成される１μｍ以下の気泡を製造する静電噴霧工程、及び、上記液体媒体（Ａ）中に存在する化学物質と、上記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含む（以下、本開示の第１態様ともいう）。
上記静電噴霧工程は、上述した気泡の製造方法と同様に適宜好適な態様を採用できる。
上記反応の温度は、反応する気体、化学物質、液体媒体（Ａ）等に依存し、限定されるものではないが、上記液体媒体（Ａ）の沸点以下であることが好ましい。
上記反応の時間は特に限定されない。静電噴霧が継続している場合には反応が進行し、静電噴霧の終了とともに、反応を終了させることができる。静電噴霧を行ないながら、生成した物質を分液により連続的に系外に取り出す方法を用いることにより、連続的に物質を製造することもできる。
また、上記反応は、通常、第１ＥＳＮが設置され、液体媒体（Ａ）を内包する反応容器中で行われる。上記反応容器は密閉できるものでも、密閉できないものでもよいが、密閉できる反応容器を用いることによって内部の圧力を調整することもできる。
The method for producing the substance of the present disclosure includes an electrostatic spraying step of producing bubbles of 1 μm or less composed of the gas in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A). and a reaction step of reacting the chemical substance present in the liquid medium (A) with the gas forming the bubbles (hereinafter also referred to as the first aspect of the present disclosure).
For the electrostatic spraying step, an appropriate and suitable aspect can be adopted in the same manner as the air bubble production method described above.
The temperature of the above reaction depends on the reacting gas, chemical substance, liquid medium (A), etc., and is not limited, but is preferably below the boiling point of the liquid medium (A).
The reaction time is not particularly limited. When the electrostatic spraying continues, the reaction proceeds, and the reaction can be terminated when the electrostatic spraying is finished. Substances can also be produced continuously by using a method in which the produced substance is continuously taken out of the system by liquid separation while electrostatic spraying is carried out.
Moreover, the above reaction is usually carried out in a reaction vessel in which the first ESN is installed and which contains the liquid medium (A). The reaction vessel may or may not be hermetically sealed, but the internal pressure can be adjusted by using a hermetically sealed reaction vessel.
上記反応工程は、上記液体媒体（Ａ）中に存在する化学物質と、上記気泡を構成する気体とを反応させる工程である。 The reaction step is a step of reacting the chemical substance present in the liquid medium (A) with the gas forming the bubbles.
本開示の第１態様では、液体媒体（Ａ）中に第１ＥＳＮと電極を設置し、第１ＥＳＮと電極とに電圧を印加することで液体媒体（Ａ）中に電場を発生させ、第１ＥＳＮから気体を噴霧することによって気泡を製造することが好ましい。 In the first aspect of the present disclosure, a first ESN and electrodes are placed in a liquid medium (A), and a voltage is applied to the first ESN and the electrodes to generate an electric field in the liquid medium (A), and from the first ESN It is preferred to produce the bubbles by atomizing the gas.
上記第１態様では、液体媒体（Ａ）中に化学物質が存在してもよい。化学物質が存在する場合、化学物質は液体媒体（Ａ）に溶解していてもよいし、分散していてもよい。 In the first aspect, a chemical substance may be present in the liquid medium (A). If chemicals are present, they may be dissolved or dispersed in the liquid medium (A).
上記第１態様において、第１ＥＳＮの噴霧口と電極との間の距離は、特に限定されず、例えば、１ｃｍ以上、好ましくは２ｃｍ以上の範囲内で適宜設定することができる。第１ＥＳＮの噴霧口と電極との間の距離の上限は電場強度と装置の寸法に合わせて適宜設定し得る。 In the above first aspect, the distance between the spray port of the first ESN and the electrode is not particularly limited, and can be appropriately set within a range of, for example, 1 cm or more, preferably 2 cm or more. The upper limit of the distance between the spray port of the first ESN and the electrode can be appropriately set according to the electric field strength and the dimensions of the device.
図１を用いて上記第１態様をより具体的に説明するが、該第１態様は図１の態様に限定されるものではない。
まず、反応容器１９中に、液体媒体１１を充填し、液体媒体１１中に第１ＥＳＮ１７ａと電極１８を設置する。次に、電源１３を用いて、液体媒体１１中に設置された第１ＥＳＮ１７ａと電極１８とに電圧を印加することによって液体媒体１１に電場を形成し、第１ＥＳＮ１７ａから気体が静電噴霧され、気泡Ａ１が形成される。さらに反応を伴う場合には発生した気泡Ａ１を構成する気体と液体媒体中の化学物質Ｂ１とが接触することによって反応が進行する。なお、図１中の化学物質Ｂ１は球状に図示されているが、形状は限定されず、液体媒体１１に溶解していてもよい。
The first aspect will be described more specifically with reference to FIG. 1, but the first aspect is not limited to the aspect of FIG.
First, the
上記気泡の製造方法において、上記気体は上記液体媒体等の沸点以下で気体状態であることが好ましく、例えば、オレフィン類、メタン、エタン、アンモニア、Ｈ２、ＳＯ2、ＮＯ2、ＣＯ、ＣＯ2、Ｃｌ２などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。 In the method for producing air bubbles, the gas is preferably in a gaseous state below the boiling point of the liquid medium. Examples include olefins, methane, ethane, ammonia, H2 , SO2 , NO2 , CO, and CO2 . , Cl 2 and the like, but are not limited to these.
本開示の物質の製造方法はまた、上記化学物質が、液体媒体（Ａ）とは異なる他の液体媒体（Ｂ）中に存在するものであってもよい。
上記化学物質が液体媒体（Ｂ）中に存在する態様としては、液体媒体（Ｂ）が、液体媒体（Ａ）と２層分離したものである態様（以下で示す本開示の第２態様及び第３態様）、第１ノズルと第２ノズル間に電位差を設けることにより上記気体及び上記液体媒体（Ｂ）を静電噴霧して上記気体から構成される１μｍ以下の気泡と上記液体媒体（Ｂ）から構成される液滴を製造する静電噴霧工程を含む態様（以下で示す本開示の第４態様）、が好ましく例示される。
The method for producing the substance of the present disclosure may also be such that the chemical substance is present in another liquid medium (B) different from the liquid medium (A).
As an aspect in which the chemical substance is present in the liquid medium (B), an aspect in which the liquid medium (B) is separated from the liquid medium (A) into two layers (the second aspect and the second aspect of the present disclosure described below) 3 mode), the gas and the liquid medium (B) are electrostatically sprayed by providing a potential difference between the first nozzle and the second nozzle, and bubbles of 1 μm or less composed of the gas and the liquid medium (B) are formed. An aspect (fourth aspect of the present disclosure shown below) including an electrostatic spraying step for producing droplets composed of is preferably exemplified.
本開示の物質の製造方法は、気体を液体媒体（Ａ）中に静電噴霧することにより、上記液体媒体（Ａ）中に上記気体から構成される１μｍ以下の気泡を製造する静電噴霧工程、及び、上記液体媒体（Ａ）に２層分離するように配置された液体媒体（Ｂ）中に存在する化学物質と、上記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含むものでもある。
上記製造方法では、上記液体媒体（Ａ）からなる第１層と、上記化学物質を含む他の液体媒体（Ｂ）からなる第２層とが２層分離して積層構造が形成されており、第１層に気体を静電噴霧することによって上記気泡を形成し、該気泡と化学物質を含む液体媒体（Ｂ）からなる第２層とが接触することで反応が進行する。
The method for producing the substance of the present disclosure includes an electrostatic spraying step of producing bubbles of 1 μm or less composed of the gas in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A). and a reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (B) arranged so as to separate two layers in the liquid medium (A) with the gas forming the bubbles.
In the manufacturing method, the first layer made of the liquid medium (A) and the second layer made of the liquid medium (B) containing the chemical substance are separated into two layers to form a laminated structure, The bubbles are formed by electrostatically spraying the gas onto the first layer, and the reaction progresses when the bubbles and the second layer made of the liquid medium (B) containing the chemical substance come into contact with each other.
上記液体媒体（Ｂ）が液体媒体（Ａ）に２層分離するように配置された態様では、具体的には、上記液体媒体（Ａ）からなる第１層に第１ＥＳＮを設置し、上記化学物質を含む液体媒体（Ｂ）からなる第２層に電極を設置し、第１ＥＳＮと電極との間に電圧を印加し、上記液体媒体（Ａ）からなる第１層に第１ＥＳＮから気体を静電噴霧して正又は負に帯電した気泡を形成し、該気泡を第２層に接触させることで実施することができる（以下「本開示の第２態様」ともいう）。
この場合、第２層を構成する液体媒体（Ｂ）は非導電性液体であってもよいし、導電性液体であってもよいが、導電性液体であることが好ましい。電極を設置する第２層を構成する液体が導電性液体であることによって、上記液体媒体（Ａ）（第１層）に効率的に電場を形成することができ、静電噴霧により形成された上記気泡が化学物質を含む液体媒体（Ｂ）（第２層）と接触し、微小な物質を製造することができる。
上記導電性液体としては、例えば、導電率が１．０×１０５Ｓ／ｍ以上の液体を用いることができ、具体的には、イオンなどを含む水、メタノール等が挙げられる。
上記非導電性液体としては、例えば、導電率が１．０×１０４Ｓ／ｍ以下の液体を用いることができ、具体的には、トルエン、アセトン等の有機溶媒が挙げられる。
In the aspect in which the liquid medium (B) is arranged so as to separate into two layers in the liquid medium (A), specifically, the first ESN is placed in the first layer made of the liquid medium (A), and the chemical An electrode is placed on the second layer made of the liquid medium (B) containing the substance, a voltage is applied between the first ESN and the electrode, and the gas is statically applied from the first ESN to the first layer made of the liquid medium (A). It can be carried out by electrospraying to form positively or negatively charged bubbles and bringing the bubbles into contact with the second layer (hereinafter also referred to as "second aspect of the present disclosure").
In this case, the liquid medium (B) constituting the second layer may be a non-conductive liquid or a conductive liquid, but is preferably a conductive liquid. Since the liquid constituting the second layer on which the electrodes are installed is a conductive liquid, an electric field can be efficiently formed in the liquid medium (A) (first layer), and an electric field can be formed by electrostatic spraying. The air bubbles come into contact with the liquid medium (B) (second layer) containing the chemical substance, and minute substances can be produced.
As the conductive liquid, for example, a liquid having a conductivity of 1.0×10 5 S/m or more can be used, and specific examples include water containing ions, methanol, and the like.
As the non-conductive liquid, for example, a liquid having a conductivity of 1.0×10 4 S/m or less can be used, and specific examples include organic solvents such as toluene and acetone.
上記のように第２層に電極を設置する場合、第１層及び第２層の一方が上層であり、他方が下層であり、第１層及び第２層のどちらが上層でも下層でもよい。通常、気泡は液体中を上昇するため、上記液体媒体（Ａ）からなる第１層が下層であり、化学物質を含む液体媒体（Ｂ）からなる第２層が上層であることが好ましい。 When the electrodes are placed on the second layer as described above, one of the first layer and the second layer is the upper layer and the other is the lower layer, and either the first layer or the second layer may be the upper layer or the lower layer. Since bubbles generally rise in a liquid, it is preferable that the first layer composed of the liquid medium (A) is the lower layer and the second layer composed of the liquid medium (B) containing the chemical substance is the upper layer.
上記のように第２層に電極を設置する場合、第１層と第２層との体積比は特に限定されず、例えば、第１層のみにエレクトロスプレーノズルが浸されるものであれば、任意に設定できる。 When the electrodes are placed on the second layer as described above, the volume ratio between the first layer and the second layer is not particularly limited. Can be set arbitrarily.
上記のように第２層に電極を設置する場合、第１ＥＳＮの噴霧口と電極との間の距離は、特に限定されず、例えば、１ｃｍ以上、好ましくは２ｃｍ以上の範囲内で適宜設定することができる。第１ＥＳＮの噴霧口と電極との間の距離の上限は特に限定されず、装置の寸法に合わせて適宜設定し得る。 When the electrode is installed on the second layer as described above, the distance between the spray port of the first ESN and the electrode is not particularly limited, and can be set appropriately within a range of, for example, 1 cm or more, preferably 2 cm or more. can be done. The upper limit of the distance between the spray port of the first ESN and the electrode is not particularly limited, and can be appropriately set according to the dimensions of the device.
図２を用いて、上述した第２層に電極を設置する態様をより具体的に説明する。反応容器２９中に、液体媒体（Ａ）からなる第１層２１と、化学物質を含む液体からなる第２層２２とを充填し、第１層２１に第１ＥＳＮ２７を設置し、第２層２２に電極２８を設置する。第２層に導電性液体を使用する場合、電極２８の電位は０となるため、電極はアースと接続してもよい。
第１層に設置された第１ＥＳＮ２７に電圧を印加することによって、液体媒体（Ａ）からなる第１層に電場を形成し、第１ＥＳＮ２７から気体が静電噴霧され、発生した気泡と第２層とが接触することによって反応を進行させることができる。
With reference to FIG. 2, a more specific description will be given of the manner in which the electrodes are placed on the second layer described above. A
By applying a voltage to the
上記液体媒体（Ｂ）が液体媒体（Ａ）に２層分離するように配置された態様ではまた、上記液体媒体（Ａ）からなる第１層と、上記化学物質を含む液体媒体（Ｂ）からなる第２層と、第３層とがこの順に積層し、第１層に第１ＥＳＮを設置し、第３層に電極を設置して行うこともできる（以下「本開示の第３態様」ともいう）。
この場合、第２層を構成する液体媒体（Ｂ）は、導電性液体であってもよいし、非導電性液体であってもよい。また、第３層を構成する液体も導電性液体であってもよいし、非導電性液体であってもよい。好ましくは、液体媒体（Ｂ）は導電性液体であり、第３層では非導電性液体を採用することが好ましい。このような態様にすることによって、第１層及び第２層に電場が形成され、静電噴霧により形成された上記気泡と、化学物質を含む液体媒体（Ｂ）（第２層）とが接触し、微小な物質を形成することができる。
第３層に電極を設置する場合、第１層を構成する液体媒体（Ａ）には、上述したものと同じもの（低誘電率液体、含フッ素溶媒等）を用いることができる。
また、第２層を構成する化学物質を含む液体媒体（Ｂ）には、水、アルコールを用いることができる。
第３層にも上述した液体媒体（Ａ）で採用できるものとして例示したもの（低誘電率液体、含フッ素溶媒等）を用いることができる。但し、３層構造を形成するためには、比重が低い媒体を採用することが好ましい。
In the aspect in which the liquid medium (B) is arranged so as to be separated into two layers in the liquid medium (A), the first layer made of the liquid medium (A) and the liquid medium (B) containing the chemical substance The second layer and the third layer are laminated in this order, the first ESN is installed in the first layer, and the electrode is installed in the third layer (hereinafter also referred to as "third aspect of the present disclosure" say).
In this case, the liquid medium (B) forming the second layer may be a conductive liquid or a non-conductive liquid. Also, the liquid forming the third layer may be either a conductive liquid or a non-conductive liquid. Preferably, the liquid medium (B) is a conductive liquid and the third layer preferably employs a non-conductive liquid. By adopting such an aspect, an electric field is formed in the first layer and the second layer, and the bubbles formed by electrostatic spraying come into contact with the liquid medium (B) containing the chemical substance (second layer). and can form minute substances.
When the electrodes are placed on the third layer, the liquid medium (A) constituting the first layer can be the same as those described above (low dielectric constant liquid, fluorine-containing solvent, etc.).
Moreover, water and alcohol can be used for the liquid medium (B) containing the chemical substance constituting the second layer.
For the third layer, the liquid medium (A) exemplified above (low dielectric constant liquid, fluorine-containing solvent, etc.) can be used. However, in order to form a three-layer structure, it is preferable to employ a medium with a low specific gravity.
上記のように第３層に電極を設置する場合、第３層に設置する電極の材質は第１層及び第２層に電場を形成することができるものであれば特に限定されないが、第３層を構成する液体によって腐食しないものが好ましい。例えば、ステンレス、白金、金等の金属を用いることができる。 When the electrodes are placed on the third layer as described above, the material of the electrodes placed on the third layer is not particularly limited as long as it can form an electric field in the first and second layers. A material that is not corroded by the liquid forming the layer is preferred. For example, metals such as stainless steel, platinum, and gold can be used.
第３層を構成する非導電性液体としては、アルカン、流動パラフィン等が挙げられる。第３層に電極を設置する場合、第１層と第２層と第３層との体積比は特に限定されず、例えば、第１層のみにＥＳＮが浸されるものであれば、任意に設定できる。 Alkane, liquid paraffin, and the like are examples of the non-conductive liquid that constitutes the third layer. When the electrodes are placed on the third layer, the volume ratio of the first layer, the second layer and the third layer is not particularly limited. Can be set.
上記のように第３層に電極を設置する場合、第１ＥＳＮの噴霧口と電極との間の距離は、特に限定されず、例えば、１ｃｍ以上、好ましくは２ｃｍ以上の範囲内で適宜設定することができる。第１ＥＳＮの噴霧口と電極との間の距離の上限は、電場強度と装置の寸法に合わせて適宜設定し得る。 When the electrode is installed on the third layer as described above, the distance between the spray port of the first ESN and the electrode is not particularly limited, and can be set appropriately within a range of, for example, 1 cm or more, preferably 2 cm or more. can be done. The upper limit of the distance between the spray port of the first ESN and the electrode can be appropriately set according to the electric field strength and the dimensions of the device.
図３を用いて、第３層に電極を設置する場合をより具体的に説明する。反応容器３９中に、媒体液体（Ａ）からなる第１層３１と、化学物質を含む液体媒体（Ｂ）からなる第２層３２ａと、非導電性液体からなる第３層３２ｂとを充填し、第１層３１にＥＳＮ３７を設置し、第３層３２ｂに電極３８を設置する。
第１層に設置されたＥＳＮ３７に電圧を印加することによって、第１層３１及び第２層３２ａに電場を形成し、ＥＳＮ３７により気体が静電噴霧され、発生した正又は負に帯電した気泡と第２層とが接触することによって重合反応を行うことができる。
Using FIG. 3, the case of installing the electrodes on the third layer will be described more specifically. A
By applying a voltage to the
本開示の製造方法はまた、液体媒体（Ａ）中に、気体を静電噴霧するための第１ノズル及び上記気体と反応する化学物質を含む上記液体媒体（Ｂ）を静電噴霧するための第２ノズルを対向するように設置し、上記第１ノズルと上記第２ノズル間に電位差を設けることにより上記気体及び上記液体媒体（Ｂ）を静電噴霧して上記気体から構成される１μｍ以下の気泡と上記液体媒体（Ｂ）から構成させる液滴を製造する静電噴霧工程、及び、上記液体媒体（Ｂ）中に存在する化学物質と、上記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含むものである（以下、本開示の第４態様ともいう）。 The production method of the present disclosure also includes a first nozzle for electrostatically spraying a gas into a liquid medium (A) and a nozzle for electrostatically spraying the liquid medium (B) containing a chemical substance that reacts with the gas. The gas and the liquid medium (B) are electrostatically sprayed by installing the second nozzles so as to face each other, and by providing a potential difference between the first nozzle and the second nozzle, so that the gas is 1 μm or less composed of the gas. and a reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (B) with the gas constituting the bubbles. (hereinafter also referred to as the fourth aspect of the present disclosure).
上記第４態様における静電噴霧工程は、例えば、エレクトロスプレー法により実施できる。例えば、２台のエレクトロスプレーノズルを液体媒体（Ａ）中で対向させ、両者に電位差を設けることによって、液体媒体（Ａ）中で一方のエレクトロスプレーノズル（以下「第１エレクトロスプレーノズル（第１ＥＳＮ）」ともいう）から気体を静電噴霧し、他方のエレクトロスプレーノズル（以下「第２エレクトロスプレーノズル（第２ＥＳＮ）」ともいう）から化学物質を含む液体媒体（Ｂ）を静電噴霧することによって、正又は負に帯電した気泡と、上記気泡とは逆に帯電した液滴とが形成される。上記気泡と液滴とは静電引力によって接触して重合が行われる。このような方法により、特別な撹拌を行うことなく効率よく微小な物質を形成することができる。 The electrostatic spraying step in the fourth aspect can be carried out, for example, by an electrospray method. For example, two electrospray nozzles are opposed to each other in the liquid medium (A), and a potential difference is provided between the two, so that one of the electrospray nozzles (hereinafter referred to as "first electrospray nozzle (first ESN)" in the liquid medium (A) )”), and electrostatically spraying the liquid medium (B) containing the chemical substance from the other electrospray nozzle (hereinafter also referred to as “second electrospray nozzle (second ESN)”). , positively or negatively charged bubbles and droplets charged opposite to the bubbles are formed. The bubbles and droplets are brought into contact with each other due to electrostatic attraction, and polymerization takes place. By such a method, minute substances can be efficiently formed without special stirring.
第１ＥＳＮの噴霧口と第２ＥＳＮの噴霧口との間の距離は特に限定されず、例えば、１ｃｍ以上、好ましくは２ｃｍ以上の範囲内で適宜設定することができる。第１ＥＳＮの噴霧口と第２ＥＳＮの噴霧口との間の距離の上限は、電場強度と装置の寸法に合わせて適宜設定し得る。 The distance between the spray port of the first ESN and the spray port of the second ESN is not particularly limited, and can be appropriately set within a range of, for example, 1 cm or more, preferably 2 cm or more. The upper limit of the distance between the first ESN spray port and the second ESN spray port can be appropriately set according to the electric field strength and the dimensions of the device.
液体媒体（Ａ）中に間隔を開けて設ける第１ＥＳＮと第２ＥＳＮとは一対や複数対のように対となっていることが好ましいが、第１ＥＳＮと第２ＥＳＮとの数が異なっていてもよい。第１ＥＳＮと第２ＥＳＮは、それぞれが噴霧する気泡と液滴が多くの交点を形成できるように配置することが好ましく、より好ましくは対向する位置に配置する。 It is preferable that the first ESN and the second ESN provided in the liquid medium (A) with a space therebetween form a pair such as a pair or a plurality of pairs, but the number of the first ESN and the second ESN may be different. . The first ESN and the second ESN are preferably arranged so that the bubbles and droplets sprayed by them can form many intersections, and more preferably they are arranged at opposing positions.
２台のエレクトロスプレーノズルを用いる装置の具体例を図４に示す。気体を静電噴霧するための第１エレクトロスプレーノズル（第１ＥＳＮ）４７ａと、化学物質を含む液体媒体（Ｂ）を静電噴霧するための第２エレクトロスプレーノズル（第２ＥＳＮ）４７ｂを対向させて液体媒体（Ａ）４１中に設置し、第１ＥＳＮ４７ａと第２ＥＳＮ４７ｂとの間に電位差を与える電源４３を設置する。これにより、第１ＥＳＮ４７ａから正又は負に帯電した気泡Ａ４が静電噴霧され、第２ＥＳＮ４７ｂから気泡Ａ４とは逆に帯電した液滴Ｂ４が静電噴霧され、静電引力によって衝突・融合し、反応を行うことができる。
図４に示すように第１ＥＳＮ４７ａは、気体が充填されたボンベ４６に接続され、バルブ４４等により気体の供給量を調整することができる。また、第２ＥＳＮ４７ｂは、化学物質を含む液体媒体（Ｂ）が充填されたポンプ４２に接続され、化学物質を含む液体媒体（Ｂ）の供給量を調整することができる。
A specific example of an apparatus using two electrospray nozzles is shown in FIG. A first electrospray nozzle (first ESN) 47a for electrostatically spraying a gas and a second electrospray nozzle (second ESN) 47b for electrostatically spraying a liquid medium (B) containing a chemical substance are opposed to each other. A
As shown in FIG. 4, the
本開示の物質の製造方法では、上記第１ＥＳＮと電極又は第２ＥＳＮとの間の電位差、上記化学物質の濃度、静電噴霧される気体と液体媒体（Ａ）との間の化学的相互作用などを調整して、得られる物質の形状を、繊維状、球状、中空（ボーラス）状などとするように制御し、得られる物質を複合化するように制御し、又は得られる物質の大きさを制御することが可能である。
そのため、気体、化学物質、液体媒体（Ａ）及び液体媒体（Ｂ）の種類、気体の噴霧量及び噴霧速度、第１ＥＳＮの噴霧口と電極又は第２ＥＳＮの噴霧口との距離、第１ＥＳＮの噴霧口と液体媒体（Ａ）／液体媒体（Ｂ）界面の距離、並びに、第１ＥＳＮと電極又は第２ＥＳＮとの間の電位差などを調整し、気泡の大きさを制御して、得られる物質、特に、ポリマーや金属ナノ粒子の大きさを制御することができる。
なお、第１ＥＳＮと電極又は第２ＥＳＮとの間の電位差を増加させることによって、気泡の大きさを小さくすることができる。
In the method of manufacturing the substance of the present disclosure, the potential difference between the first ESN and the electrode or the second ESN, the concentration of the chemical substance, the chemical interaction between the electrostatically sprayed gas and the liquid medium (A), etc. is adjusted to control the shape of the obtained substance to be fibrous, spherical, hollow (bolus), etc., to control the obtained substance to be composite, or to control the size of the obtained substance It is possible to control
Therefore, gas, chemical substance, type of liquid medium (A) and liquid medium (B), spray amount and spray speed of gas, distance between spray port of first ESN and electrode or spray port of second ESN, spray of first ESN By adjusting the distance between the mouth and the liquid medium (A)/liquid medium (B) interface, the potential difference between the first ESN and the electrode or the second ESN, etc., and controlling the size of the bubbles, the resulting substance, especially , the size of polymer and metal nanoparticles can be controlled.
The size of the bubble can be reduced by increasing the potential difference between the first ESN and the electrode or the second ESN.
また、気泡、液体媒体（Ａ）、液体媒体（Ｂ）等の界面の張力や溶媒粘度を低減するために、液体媒体（Ａ）及び液体媒体（Ｂ）のいずれか又は両方に、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどの炭素数１～３の低級アルコール類、そのグリコールエーテル系の溶媒、又はこれらのうち２種類以上の混合物のいずれかを混合させてもよい。 In addition, in order to reduce interfacial tension and solvent viscosity of air bubbles, liquid medium (A), liquid medium (B), etc., either or both of liquid medium (A) and liquid medium (B) may be added with methanol or ethanol. , lower alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as isopropyl alcohol, their glycol ether solvents, or mixtures of two or more of these.
本開示の製造方法により得られる物質としては、単体金属、合金等の金属であってもよいし、無機化合物、有機化合物等の化合物であってもよい。有機化合物としては、オリゴマーでも、ポリマーでもよいし、非重合物であってもよい。 The substance obtained by the production method of the present disclosure may be a metal such as a single metal or an alloy, or a compound such as an inorganic compound or an organic compound. The organic compound may be an oligomer, polymer, or nonpolymer.
本開示の製造方法により得られる物質は、粒子であることが好ましく、例えば、金属粒子、繊維粒子、樹脂粒子、有機結晶粒子、半導体粒子、オリゴマー粒子、ポリマー粒子などが挙げられ、特に、金属ナノ粒子、繊維ナノ粒子、樹脂ナノ粒子、有機ナノ結晶粒子、半導体ナノ粒子、オリゴマーナノ粒子、ポリマーナノ粒子などが好適なものとして例示される。 The substance obtained by the production method of the present disclosure is preferably particles, and examples thereof include metal particles, fiber particles, resin particles, organic crystal particles, semiconductor particles, oligomer particles, polymer particles, and the like. Suitable examples include particles, fiber nanoparticles, resin nanoparticles, organic nanocrystalline particles, semiconductor nanoparticles, oligomer nanoparticles, polymer nanoparticles, and the like.
本開示の物質の製造方法において、上記気体はオレフィンであり、上記化学物質は重合開始剤であり、上記反応工程は、オレフィンを重合してポリマーを製造する工程であることが好ましい。 In the method for producing a substance of the present disclosure, it is preferable that the gas is olefin, the chemical substance is a polymerization initiator, and the reaction step is a step of polymerizing olefin to produce a polymer.
ポリマーを製造する場合、上記気泡は、体積平均気泡径が０．１～２００ｎｍであることが好ましい。静電噴霧により上記体積平均気泡径を有する気泡を形成することができる。体積平均気泡径は、１５０ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下が更に好ましく、２０ｎｍ以下が特に好ましい。体積平均気泡径は小さい方がよいが、例えば、０．５ｎｍ以上であってよく、１ｎｍ以上であってもよい。
上記体積平均気泡径は、定量レーザー回折・散乱法、動的光散乱法やレーザー回折法により測定される。
When producing a polymer, the air bubbles preferably have a volume average air bubble diameter of 0.1 to 200 nm. Air bubbles having the above volume average bubble diameter can be formed by electrostatic spraying. The volume average bubble diameter is preferably 150 nm or less, more preferably 100 nm or less, still more preferably 50 nm or less, and particularly preferably 20 nm or less. The volume average bubble diameter is preferably as small as possible, but may be, for example, 0.5 nm or more, or 1 nm or more.
The volume average bubble diameter is measured by a quantitative laser diffraction/scattering method, a dynamic light scattering method, or a laser diffraction method.
上記オレフィンは、炭素原子間に二重結合を有し、反応温度（例えば、室温）で気体である化合物であればよい。
オレフィンとしては、例えば、下記一般式（ａ）：
Ｒ１Ｒ２Ｃ＝ＣＲ３Ｒ４ （ａ）
（上式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、同じでも異なってもよく、独立して、好ましくは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールオキシ基、アルコキシ基、アセトキシ基、ホルミル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、ニトリル基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン基、ボロン基、ホスフィン基、スルホ基及びシリル基からなる群から選ばれ、それらはさらに置換基としてアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールオキシ基、アルコキシ基、アセトキシ基、ホルミル基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、ニトリル基、アミノ基、ニトロ基、ヨウ素基、ブロモ基、ボロン基、ホスフィン基、スルホ基及びシリル基からなる群から選ばれる１つ以上を有していてもよい。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４のうちの２以上が環を形成していてもよい。 ）で表されるものを用いることができる。
The olefin may be any compound that has a double bond between carbon atoms and is gaseous at the reaction temperature (for example, room temperature).
As the olefin, for example, the following general formula (a):
R1R2C = CR3R4 ( a)
(In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different, and are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an aryloxy group , an alkoxy group, an acetoxy group, a formyl group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, a nitrile group, an amino group, a nitro group, a halogen group, a boron group, a phosphine group, a sulfo group and a silyl group; is further substituted with an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aryloxy group, alkoxy group, acetoxy group, formyl group, carboxyl group, ester group, amide group, nitrile group, amino group, nitro group, iodine group , a bromo group, a boron group, a phosphine group, a sulfo group and a silyl group, and two or more of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may form a ring.) can be used.
上記オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン等の炭素数２～４の炭化水素；塩化ビニル；ブタジエン等のジエン；等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。上記オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、及び、ブタジエンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。 Examples of the olefin include hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene, propylene and butene; vinyl chloride; dienes such as butadiene; These may be used alone or in combination of two or more. The olefin preferably contains at least one selected from the group consisting of ethylene, propylene, butene, and butadiene.
得られるポリマーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、及び、ポリブタジエンからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、ポリエチレン、及び、ポリブタジエンからなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。 The resulting polymer is, for example, preferably at least one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polybutene, and polybutadiene, and more preferably at least one selected from the group consisting of polyethylene and polybutadiene. preferable.
上記重合開始剤としては、上記反応が進行し、ポリマーを製造することができるものであれば限定されない。例えば、ラジカル重合開始剤であってもよいし、イオン重合開始剤であってもよいが、好ましくはラジカル重合開始剤である。
ラジカル重合開始剤としては、上記重合温度でラジカルを発生しうるものであれば特に限定されず、公知の油溶性及び／又は水溶性のラジカル重合開始剤を使用することができる。更に、還元剤等と組み合わせてレドックスとして重合を開始することもできる。上記ラジカル重合開始剤の濃度は、モノマーの種類、目的とする非フッ素ポリマーの分子量、反応速度によって適宜決定される。
The polymerization initiator is not particularly limited as long as the above reaction proceeds to produce a polymer. For example, it may be a radical polymerization initiator or an ionic polymerization initiator, preferably a radical polymerization initiator.
The radical polymerization initiator is not particularly limited as long as it can generate radicals at the above polymerization temperature, and known oil-soluble and/or water-soluble radical polymerization initiators can be used. Furthermore, it can be combined with a reducing agent or the like to initiate polymerization as a redox. The concentration of the radical polymerization initiator is appropriately determined according to the type of monomer, the molecular weight of the target non-fluoropolymer, and the reaction rate.
上記ラジカル重合開始剤としては、例えば、油溶性ラジカル重合開始剤または水溶性ラジカル重合開始剤を使用できる。静電噴霧を効率的に行う観点から、上記ラジカル重合開始剤は水溶性ラジカル重合開始剤が好ましい。 As the radical polymerization initiator, for example, an oil-soluble radical polymerization initiator or a water-soluble radical polymerization initiator can be used. From the viewpoint of efficient electrostatic spraying, the radical polymerization initiator is preferably a water-soluble radical polymerization initiator.
油溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の油溶性の過酸化物であってよく、たとえばジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジｓｅｃ－ブチルパーオキシジカーボネートなどのジアルキルパーオキシカーボネート類、ｔ－ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ－ブチルパーオキシピバレートなどのパーオキシエステル類、ジｔ－ブチルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類などが、また、ジ（ω－ハイドロ－ドデカフルオロヘプタノイル）パーオキサイド、ジ（ω－ハイドロ－テトラデカフルオロヘプタノイル）パーオキサイド、ジ（ω－ハイドロ－ヘキサデカフルオロノナノイル）パーオキサイド、ジ（パーフルオロブチリル）パーオキサイド、ジ（パーフルオロバレリル）パーオキサイド、ジ（パーフルオロヘキサノイル）パーオキサイド、ジ（パーフルオロヘプタノイル）パーオキサイド、ジ（パーフルオロオクタノイル）パーオキサイド、ジ（パーフルオロノナノイル）パーオキサイド、ジ（ω－クロロ－ヘキサフルオロブチリル）パーオキサイド、ジ（ω－クロロ－デカフルオロヘキサノイル）パーオキサイド、ジ（ω－クロロ－テトラデカフルオロオクタノイル）パーオキサイド、ω－ハイドロ－ドデカフルオロヘプタノイル－ω－ハイドロヘキサデカフルオロノナノイル－パーオキサイド、ω－クロロ－ヘキサフルオロブチリル－ω－クロ－デカフルオロヘキサノイル－パーオキサイド、ω－ハイドロドデカフルオロヘプタノイル－パーフルオロブチリル－パーオキサイド、ジ（ジクロロペンタフルオロブタノイル）パーオキサイド、ジ（トリクロロオクタフルオロヘキサノイル）パーオキサイド、ジ（テトラクロロウンデカフルオロオクタノイル）パーオキサイド、ジ（ペンタクロロテトラデカフルオロデカノイル）パーオキサイド、ジ（ウンデカクロロドトリアコンタフルオロドコサノイル）パーオキサイドのジ［パーフロロ（またはフルオロクロロ）アシル］パーオキサイド類などが代表的なものとしてあげられる。
油溶性ラジカル重合開始剤としてはまた、アゾ系開始剤を用いることができる。アゾ系開始剤としては、アゾニトリル、アゾカルボン酸、アゾアミド、アゾアミジン、アゾイミダゾリン等を挙げることができ、これらの１種類または２種類以上を使用することができる。
Oil-soluble radical polymerization initiators may be known oil-soluble peroxides such as dialkylperoxycarbonates such as diisopropylperoxydicarbonate and disec-butylperoxydicarbonate; peroxy esters such as isobutyrate and t-butyl peroxypivalate; dialkyl peroxides such as di-t-butyl peroxide; (ω-hydro-tetradecafluoroheptanoyl) peroxide, di(ω-hydro-hexadecafluorononanoyl) peroxide, di(perfluorobutyryl) peroxide, di(perfluorovaleryl) peroxide, di (perfluorohexanoyl) peroxide, di (perfluoroheptanoyl) peroxide, di (perfluorooctanoyl) peroxide, di (perfluorononanoyl) peroxide, di (ω-chloro-hexafluorobutyryl) Peroxide, di(ω-chloro-decafluorohexanoyl) peroxide, di(ω-chloro-tetradecafluorooctanoyl) peroxide, ω-hydro-dodecafluoroheptanoyl-ω-hydrohexadecafluorononanoyl- Peroxide, ω-chloro-hexafluorobutyryl-ω-chloro-decafluorohexanoyl-peroxide, ω-hydrododecafluoroheptanoyl-perfluorobutyryl-peroxide, di(dichloropentafluorobutanoyl) peroxide , di(trichlorooctafluorohexanoyl) peroxide, di(tetrachloroundecafluorooctanoyl) peroxide, di(pentachlorotetradecafluorodecanoyl) peroxide, di(undecachlorodotriacontafluorodocosanoyl) Di[perfluoro(or fluorochloro)acyl] peroxides of peroxides are typical examples.
An azo initiator can also be used as the oil-soluble radical polymerization initiator. Azo initiators include azonitrile, azocarboxylic acid, azoamide, azoamidine, azoimidazoline, and the like, and one or more of these can be used.
水溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の水溶性過酸化物であってよく、たとえば、過硫酸、過ホウ酸、過塩素酸、過リン酸、過炭酸などのアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、ｔ－ブチルパーマレエート、ｔ－ブチルハイドロパーオキサイドなどがあげられる。サルファイト類、亜硫酸塩類のような還元剤も併せて含んでもよく、その使用量は過酸化物に対して０．１～２０倍であってよい。 The water-soluble radical polymerization initiator may be a known water-soluble peroxide, for example, persulfuric acid, perboric acid, perchloric acid, perphosphoric acid, ammonium salts such as percarbonic acid, potassium salts, sodium salts , t-butyl permaleate, t-butyl hydroperoxide and the like. A reducing agent such as sulfites and sulfites may also be included, and the amount thereof used may be 0.1 to 20 times that of the peroxide.
例えば、３０℃以下の低温で重合を実施する場合等では、水溶性ラジカル重合開始剤として、酸化剤と還元剤を組み合わせるレドックス開始剤を用いることも好ましい。酸化剤としては、過硫酸塩、有機過酸化物、過マンガン酸カリウム、三酢酸マンガン、セリウム硝酸アンモニウム、臭素酸塩等が挙げられる。還元剤としては、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、臭素酸塩、ジイミン、シュウ酸等が挙げられる。過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムが挙げられる。亜硫酸塩としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸アンモニウムが挙げられる。開始剤の分解速度を上げるため、レドックス開始剤の組み合わせには、銅塩、鉄塩を加えることも好ましい。銅塩としては、硫酸銅（ＩＩ）、鉄塩としては硫酸鉄（ＩＩ）が挙げられる。 For example, when the polymerization is carried out at a low temperature of 30° C. or less, it is also preferable to use a redox initiator in which an oxidizing agent and a reducing agent are combined as the water-soluble radical polymerization initiator. Examples of the oxidizing agent include persulfates, organic peroxides, potassium permanganate, manganese triacetate, cerium ammonium nitrate, bromates, and the like. Examples of reducing agents include sulfites, bisulfites, bromates, diimine, oxalic acid, and the like. Persulfates include ammonium persulfate and potassium persulfate. Sulfites include sodium sulfite and ammonium sulfite. It is also preferred to add a copper salt, an iron salt to the redox initiator combination in order to increase the decomposition rate of the initiator. Copper salts include copper (II) sulfate, and iron salts include iron (II) sulfate.
上記レドックス開始剤としては、例えば、過マンガン酸カリウム／シュウ酸、過硫酸アンモニウム／重亜硫酸塩／硫酸鉄（ＩＩ）、過硫酸アンモニウム／亜硫酸塩／硫酸鉄（ＩＩ）、過硫酸アンモニウム／亜硫酸塩、過硫酸アンモニウム／硫酸鉄（ＩＩ）、三酢酸マンガン／シュウ酸、セリウム硝酸アンモニウム／シュウ酸、臭素酸塩／亜硫酸塩、臭素酸塩／重亜硫酸塩等が挙げられ、過マンガン酸カリウム／シュウ酸、過硫酸アンモニウム／亜硫酸塩／硫酸鉄（ＩＩ）が好ましい。 Examples of the redox initiator include potassium permanganate/oxalic acid, ammonium persulfate/bisulfite/iron(II) sulfate, ammonium persulfate/sulfite/iron(II) sulfate, ammonium persulfate/sulfite, and ammonium persulfate. / iron (II) sulfate, manganese triacetate / oxalic acid, cerium ammonium nitrate / oxalic acid, bromate / sulfite, bromate / bisulfite, etc., potassium permanganate / oxalic acid, ammonium persulfate / Sulphite/iron(II) sulphate is preferred.
上記ラジカル重合開始剤の量は、オレフィンの合計量に対して、５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは２質量％以下である。また、０．００１質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましい。 The amount of the radical polymerization initiator is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, relative to the total amount of olefins. Moreover, 0.001 mass % or more is preferable, and 0.01 mass % or more is more preferable.
上記ラジカル重合開始剤は、水やその他の溶媒に溶解して用いてもよい。ラジカル重合開始剤の溶解に使用する溶媒としては、ラジカル重合開始剤を溶解できるものであれば特に限定されず、例えば、水、アルコール（エタノール等）等が挙げられる。これらの溶媒は１種単独で又は２種類以上を混合して用いることができる。かかる溶媒としては、媒体液体に対し相溶性の高いものであっても相溶性の低いものであってもよい。
ラジカル重合開始剤溶液の濃度は、特に限定されないが、例えば、０．０１～９０質量％、好ましくは０．１～５０質量％、より好ましくは０．１～１０質量％、さらに好ましくは０．１～１質量％の範囲内で適宜設定することができる。
The above radical polymerization initiator may be used by dissolving in water or another solvent. The solvent used for dissolving the radical polymerization initiator is not particularly limited as long as it can dissolve the radical polymerization initiator, and examples thereof include water, alcohol (ethanol and the like), and the like. These solvents can be used singly or in combination of two or more. Such a solvent may be either highly compatible or less compatible with the medium liquid.
The concentration of the radical polymerization initiator solution is not particularly limited. It can be appropriately set within the range of 1 to 1% by mass.
ポリマーを製造する場合、上記反応温度は、０℃以上が好ましく、１０℃以上がより好ましく、また、１５０℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましい。
重合圧力は、０（大気圧）～１０ＭＰａが好ましく、より好ましくは、０．０５～５．０ＭＰａである。
When producing a polymer, the reaction temperature is preferably 0° C. or higher, more preferably 10° C. or higher, and preferably 150° C. or lower, more preferably 100° C. or lower.
The polymerization pressure is preferably 0 (atmospheric pressure) to 10 MPa, more preferably 0.05 to 5.0 MPa.
上記重合工程では、ポリマーを含む分散液が得られる。通常、得られたポリマーは、上記液体媒体（Ａ）又は液体媒体（Ｂ）中に存在することとなり、該製造されたポリマーを含む液体媒体を抽出することでポリマーを含む分散液が得られる。
本開示の製造方法は、得られた分散液から、フィルターろ過、遠心分離又はデカンテーション等の通常の方法によりポリマーを分離する工程を含んでもよい。また、必要に応じて、得られたポリマーを洗浄してもよい。
In the polymerization step, a dispersion liquid containing a polymer is obtained. Usually, the obtained polymer is present in the liquid medium (A) or the liquid medium (B), and a dispersion liquid containing the polymer is obtained by extracting the liquid medium containing the produced polymer.
The production method of the present disclosure may include a step of separating the polymer from the resulting dispersion by conventional methods such as filter filtration, centrifugation or decantation. Moreover, the obtained polymer may be washed as necessary.
本開示の製造方法で得られるポリマーの分子量分布は、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎで表される。Ｍｗ／Ｍｎは、好ましくは１．０以上２．０以下であり、より好ましくは１．０以上１．８以下である。重量平均分子量Ｍｗ及び数平均分子量Ｍｎは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いてポリエチレングリコール換算で求めることができる。 The molecular weight distribution of the polymer obtained by the production method of the present disclosure is represented by the ratio Mw/Mn between the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn. Mw/Mn is preferably 1.0 or more and 2.0 or less, more preferably 1.0 or more and 1.8 or less. The weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn can be determined in terms of polyethylene glycol using gel permeation chromatography (GPC).
以下、本開示の物質の製造方法について実施例を用いて詳述するが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されない。 Hereinafter, the method for producing the substance of the present disclosure will be described in detail using examples, but the present disclosure is not limited to such specific embodiments.
分子量及び分子量分布は、ゲルパーミッションクロマトグラフィー（カラム：東ソー製ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ－２０００）を用い、ＴＨＦを移動相として測定した。 The molecular weight and molecular weight distribution were measured using gel permeation chromatography (column: TSKgel SuperH-2000 manufactured by Tosoh) using THF as a mobile phase.
［実施例１］
内容積１００ｍＬのメスシリンダー（内径３０ｍｍ×高さ２４０ｍｍ）を加工した反応容器を用いた。反応容器には、底面から上方６ｍｍの位置に穴が開いており、そこに対電極が取り付けられている。反応容器には反応溶媒としてトルエン５０ｍＬを充填した。トルエンには、ラジカル重合開始剤としてＶ－７０（油溶性アゾ重合開始剤、富士フィルム和光純薬株式会社製）を９０ｍｇ溶解させた。反応ガスとして５０ｍＬのブタジエンをシリンジ（内容積１００ｍＬ）に充填し、テフロン（登録商標）製チューブを経て、先端に金属製のシリンジ針を取り付けた。反応容器全体をリボンヒーターで５０℃に加温し、シリンジ針側に－１０ｋＶ、対電極には＋１０ｋＶを与え、シリンジより１ｍＬ／ｍｉｎの流速でブタジエンガスを反応溶媒中に導入した。導入したガスは、与えた電圧により反応溶媒中でスプレーとなって拡散した。ブタジエンガスを４０ｍＬ導入した後、反応溶媒を回収し、エバポレーターでトルエンを留去した後、残渣中の高分子成分をゲルパーミッションクロマトグラフィーを用いてその分子量を測定した。生成した高分子成分の分子量はＭｗ＝１０４７、分子量分布はＭｗ／Ｍｎ=１．２１だった。生成した高分子はポリブタジエンであった。
[Example 1]
A reaction vessel prepared from a graduated cylinder with an internal volume of 100 mL (inner diameter 30 mm×height 240 mm) was used. The reaction container has a hole at a position 6 mm above the bottom, and a counter electrode is attached there. The reaction vessel was filled with 50 mL of toluene as a reaction solvent. 90 mg of V-70 (an oil-soluble azo polymerization initiator, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in toluene as a radical polymerization initiator. A syringe (inner volume: 100 mL) was filled with 50 mL of butadiene as a reaction gas, passed through a Teflon (registered trademark) tube, and a metal syringe needle was attached to the tip. The entire reaction vessel was heated to 50° C. with a ribbon heater, −10 kV was applied to the syringe needle side, +10 kV was applied to the counter electrode, and butadiene gas was introduced into the reaction solvent from the syringe at a flow rate of 1 mL/min. The introduced gas diffused as a spray in the reaction solvent due to the applied voltage. After introducing 40 mL of butadiene gas, the reaction solvent was recovered, toluene was distilled off with an evaporator, and the molecular weight of the polymer component in the residue was measured using gel permeation chromatography. The resulting polymer component had a molecular weight of Mw=1047 and a molecular weight distribution of Mw/Mn=1.21. The polymer produced was polybutadiene.
［実施例２］
反応溶媒として炭酸ジメチルを用いた他は実施例１と同様に反応を行なった。生成した高分子成分の分子量はＭｗ＝９７２、分子量分布はＭｗ／Ｍｎ=１．２６だった。
[Example 2]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that dimethyl carbonate was used as the reaction solvent. The resulting polymer component had a molecular weight of Mw=972 and a molecular weight distribution of Mw/Mn=1.26.
［実施例３］
反応ガスとして１－ブテンを用いた他は実施例１と同様に反応を行なった。生成した高分子成分の分子量はＭｗ＝７９９、分子量分布はＭｗ／Ｍｎ=１．９２だった。生成した高分子はポリブテンであった。
[Example 3]
A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 1-butene was used as the reaction gas. The resulting polymer component had a molecular weight of Mw=799 and a molecular weight distribution of Mw/Mn=1.92. The polymer produced was polybutene.
［比較例１］
シリンジ側および対電極の両方とも電圧を与えない他は実施例１と同様に反応を行なったところ、重合体の生成は認められなかった。
［比較例２］
シリンジ側および対電極の両方とも電圧を与えない他は実施例３と同様に反応を行なったところ、重合体の生成は認められなかった。
[Comparative Example 1]
When the reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that no voltage was applied to both the syringe side and the counter electrode, no polymer formation was observed.
[Comparative Example 2]
When the reaction was carried out in the same manner as in Example 3, except that no voltage was applied to both the syringe side and the counter electrode, no polymer formation was observed.
１１、２１、３１、４１：液体媒体（Ａ）
２２、３２ａ、４２：化学物質を含む液体媒体（Ｂ）
３２ｂ：導電性液体
１３、２３、３３、４３：電源
１４、２４、３４、４４：バルブ
１５、２５、３５、４５：圧力計
１６、２６、３６、４６：ボンベ
１７ａ、２７、３７、４７ａ、４７ｂ：エレクトスプレーノズル
１８、２８、３８：電極
１９、２９、３９、４９：反応容器
４２：ポンプ
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４：気泡
Ｂ４：化学物質を含む液体媒体から形成された液滴
11, 21, 31, 41: liquid medium (A)
22, 32a, 42: liquid medium containing chemicals (B)
32b:
Claims (8)
前記静電噴霧は、液体媒体（Ａ）中に設置された第１エレクトロスプレーノズルと、液体媒体（Ａ）中又は他の液体媒体（Ｂ）中に設置された電極又は第２エレクトロスプレーノズルとに電位差を与えることで液体媒体（Ａ）に電場を形成し、第１エレクトロスプレーノズルから気体を放出することによって行われることを特徴とする気泡の製造方法。 an electrostatic spraying step of producing bubbles of 1 μm or less composed of the gas in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A) ;
Said electrostatic atomization is performed by a first electrospray nozzle placed in a liquid medium (A) and an electrode or a second electrospray nozzle placed in the liquid medium (A) or another liquid medium (B) to form an electric field in the liquid medium (A) by applying a potential difference to the liquid medium (A), and the gas is emitted from the first electrospray nozzle.
前記液体媒体（Ａ）中に存在する化学物質と、前記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含み、
前記静電噴霧は、液体媒体（Ａ）中に設置された第１エレクトロスプレーノズルと、液体媒体（Ａ）中に設置された電極とに電位差を与えることで液体媒体（Ａ）に電場を形成し、第１エレクトロスプレーノズルから気体を放出することによって行われる
ことを特徴とする物質の製造方法。 an electrostatic spraying step of producing bubbles of 1 μm or less composed of the gas in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A);
including a reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (A) with a gas that constitutes the bubbles;
The electrostatic spraying forms an electric field in the liquid medium (A) by applying a potential difference between the first electrospray nozzle installed in the liquid medium (A) and the electrode installed in the liquid medium (A). and expelling the gas from the first electrospray nozzle
A method for producing a substance characterized by:
前記液体媒体（Ａ）に２層分離するように配置された液体媒体（Ｂ）中に存在する化学物質と、前記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含み、
前記静電噴霧は、液体媒体（Ａ）中に設置された第１エレクトロスプレーノズルと、液体媒体（Ｂ）中に設置された電極とに電位差を与えることで液体媒体（Ａ）に電場を形成し、第１エレクトロスプレーノズルから気体を放出することによって行われる
ことを特徴とする物質の製造方法。 an electrostatic spraying step of producing bubbles of 1 μm or less composed of the gas in the liquid medium (A) by electrostatically spraying the gas into the liquid medium (A);
A reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (B) arranged so as to separate two layers in the liquid medium (A) with the gas constituting the bubbles ,
The electrostatic spraying forms an electric field in the liquid medium (A) by applying a potential difference between the first electrospray nozzle installed in the liquid medium (A) and the electrode installed in the liquid medium (B). and expelling the gas from the first electrospray nozzle
A method for producing a substance characterized by:
前記液体媒体（Ａ）に２層分離するように配置された液体媒体（Ｂ）中に存在する化学物質と、前記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含み、A reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (B) arranged so as to separate two layers in the liquid medium (A) with the gas constituting the bubbles,
前記液体媒体（Ａ）からなる第１層と、前記液体媒体（Ｂ）からなる第２層と、第３層とをこの順に積層し、Laminating a first layer made of the liquid medium (A), a second layer made of the liquid medium (B), and a third layer in this order,
前記静電噴霧は、前記第１層に設置された第１エレクトロスプレーノズルと、第３層に設置された電極とに電位差を与えることで第１層及び第２層に電場を形成し、第１エレクトロスプレーノズルから気体を放出することによって行われるIn the electrostatic spraying, an electric field is formed in the first layer and the second layer by applying a potential difference between the first electrospray nozzle installed in the first layer and the electrode installed in the third layer, 1 by expelling gas from an electrospray nozzle
ことを特徴とする物質の製造方法。A method for producing a substance characterized by:
前記液体媒体（Ｂ）中に存在する化学物質と、前記気泡を構成する気体とを反応させる反応工程を含む
ことを特徴とする物質の製造方法。 A first nozzle for electrostatically spraying a gas into the liquid medium (A) and a second nozzle for electrostatically spraying the liquid medium (B) containing a chemical substance that reacts with the gas so as to face each other By providing a potential difference between the first nozzle and the second nozzle, the gas and the liquid medium (B) are electrostatically sprayed to spray bubbles of 1 μm or less composed of the gas and the liquid medium (B ), and
A method for producing a substance, comprising a reaction step of reacting a chemical substance present in the liquid medium (B) with a gas forming the bubbles.
前記化学物質はラジカル重合開始剤であり、
前記反応工程は、オレフィンを重合してポリマーを製造する工程である請求項２～５のいずれかに記載の物質の製造方法。 the gas is an olefin,
the chemical substance is a radical polymerization initiator,
The method for producing a substance according to any one of claims 2 to 5 , wherein the reaction step is a step of polymerizing olefin to produce a polymer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019071403A JP7295395B2 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Method for producing bubbles and method for producing substance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019071403A JP7295395B2 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Method for producing bubbles and method for producing substance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020168607A JP2020168607A (en) | 2020-10-15 |
| JP7295395B2 true JP7295395B2 (en) | 2023-06-21 |
Family
ID=72746943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019071403A Active JP7295395B2 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Method for producing bubbles and method for producing substance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7295395B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005246294A (en) | 2004-03-05 | 2005-09-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Oxygen-nanobubble water and production method therefor |
| US20060054489A1 (en) | 2002-09-10 | 2006-03-16 | Denes Ferencz S | Plasma treatment within dielectric fluids |
| JP2007118006A (en) | 2006-11-24 | 2007-05-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method and device for utilizing nanobubble |
| JP2010221219A (en) | 2010-06-28 | 2010-10-07 | Asahi Glass Co Ltd | Gas-liquid mixing apparatus and gas-liquid mixing method, method for manufacturing polymer |
| JP2018506597A (en) | 2014-12-03 | 2018-03-08 | ドレクセル ユニバーシティ | Direct incorporation of natural gas into hydrocarbon liquid fuels |
-
2019
- 2019-04-03 JP JP2019071403A patent/JP7295395B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060054489A1 (en) | 2002-09-10 | 2006-03-16 | Denes Ferencz S | Plasma treatment within dielectric fluids |
| JP2005246294A (en) | 2004-03-05 | 2005-09-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Oxygen-nanobubble water and production method therefor |
| JP2007118006A (en) | 2006-11-24 | 2007-05-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method and device for utilizing nanobubble |
| JP2010221219A (en) | 2010-06-28 | 2010-10-07 | Asahi Glass Co Ltd | Gas-liquid mixing apparatus and gas-liquid mixing method, method for manufacturing polymer |
| JP2018506597A (en) | 2014-12-03 | 2018-03-08 | ドレクセル ユニバーシティ | Direct incorporation of natural gas into hydrocarbon liquid fuels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020168607A (en) | 2020-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mazutis et al. | Selective droplet coalescence using microfluidic systems | |
| WO2012173262A1 (en) | Micro reaction field formation device using electrospray and chemical reaction control method | |
| JP7088202B2 (en) | Method for producing modified polytetrafluoroethylene, method for producing modified polytetrafluoroethylene powder, method for producing stretched porous body | |
| CN101193923A (en) | Aqueous emulsion polymerization of fluorinated monomers in the presence of a partially fluorinated oligomer as an emulsifier | |
| JP2012508810A (en) | Fluorosulfonate | |
| JPWO2016031695A1 (en) | Dispersion manufacturing method and manufacturing apparatus | |
| KR20150143734A (en) | System and method for unipolar separation of emulsions and other mixtures | |
| JP7295395B2 (en) | Method for producing bubbles and method for producing substance | |
| JP2010098973A (en) | Cell-culturing and supporting body and cell-culturing method | |
| Nakabayashi et al. | Tandem acoustic emulsion, an effective tool for the electrosynthesis of highly transparent and conductive polymer films | |
| KR100947028B1 (en) | Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof | |
| Zhao et al. | Liquid metal droplet dynamics | |
| JP7297235B2 (en) | Method for producing fluoropolymer | |
| JP4397642B2 (en) | Electrostatic suction type fluid discharge method and apparatus | |
| CN109826724A (en) | The gel propellant atomization method of plasma enhancing | |
| JP2016198756A (en) | Electric discharge nozzle used for electrospray ionization method | |
| JP2001214366A (en) | Nonwoven fabric and method for producing the same, separator using the nonwoven fabric and used for secondary battery and method for producing the same | |
| TW200528282A (en) | Liquid emission device | |
| Pongrác et al. | Effects of corona space charge polarity and liquid phase ion mobility on the shape and velocities of water jets in the spindle jet and precession modes of water electro-spray | |
| Polavarapu et al. | Perfluoroalkylated poly (oxyethylene) thiols: Synthesis, adsorption dynamics and surface activity at the air/water interface, and bubble stabilization behaviour | |
| WO2019225675A1 (en) | Reaction product manufacturing device and reaction product manufacturing method | |
| Fujinaga et al. | Consideration of tube radial distribution phenomenon under laminar flow conditions based on the weber number | |
| KR101169945B1 (en) | Apparatus for electrospray using multiple coaxial nozzle | |
| KR101870352B1 (en) | Apparatus for synthesizing polymer using plasma torch with double nozzles | |
| CN106853381B (en) | Particle separation device, system and particle separation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220325 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20220425 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220425 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230104 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230213 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230509 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230522 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7295395 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |