JPS5830327A - 乳化液の製造方法及びその装置 - Google Patents

乳化液の製造方法及びその装置

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JPS5830327A
JPS5830327A JP56129606A JP12960681A JPS5830327A JP S5830327 A JPS5830327 A JP S5830327A JP 56129606 A JP56129606 A JP 56129606A JP 12960681 A JP12960681 A JP 12960681A JP S5830327 A JPS5830327 A JP S5830327A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乳化槽内ケフィルム状液流となって流下する
連続相液に対し、回転霧化頭からｒ９Ｘ霧される分散相
液の粒子を混入することによって乳化液を連続的に製造
するようにした乳化液の製造方法及びその装置に関する
ものである。
従来、乳化液を製造するには連続相液と分散相液を攪拌
しながら乳化液を得る方法があった。しかし、このよう
な従来技術においては分散相液の粒径分布幅が大きく、
かつ粒径制御が困難であるという欠点があった。
一方、上記のような欠点を除去し、連続的に、かつ安定
した乳化液を製造するための方法とじて米国特許第４，
２３７．０２８号に示すものが知らノ９ている。即ち、
前記米国特許には平板状のブレード上に滴下した分散相
液を該ブレードに印加した高電圧によって静電的に霧化
し、一方キャリャに形成された溝に沿って上方から連続
相液全流下さぜ、この流下する連続相液に向けて静電霧
化した分散相粒子をブレードのエツジから噴〃すること
ＶＣよって乳化液全製造する方法が示さノ１．ている。
しかし、上記のような米国特許に示さハ、た方法では、
次のような幾多の欠点があった。即ち、第１に平板状の
ブレードを用いているために、該ブレードのエツジで良
好な分散相粒子ヶ得るためにはブレードの幅、角度等に
よって該ブレートゝ偕流下する分散相液に一定の制限が
あり、大量の分散相液を静電霧化させることができない
ばかりでなく、液種によっては全く静電霧化できない欠
点があった。第２に、ブレードを流下する分散相液に対
し、微粒化のだめの制御因子は該ブレードに印加する印
加電圧のみであり、分散相粒子の均一な微粒化が困難で
あるばかりでなく、分散相粒子の粒径制御ができないと
いう欠点があった。第３に、連続相液はキャリヤの＃Ｋ
ｆｅって流下するものであるため、この溝が障害となっ
て連続相液を均一な厚さのフィルム状に薄膜化すること
ができず、良質な乳化液を製造することができない欠点
があった。第４に、分散相液はブレードを流下するもの
であるため、粘度や周囲温度等に影響されやすく、粒径
制御ができないことと相まって粒径分布の幅が広く、高
品質な乳化液を製造することができない欠点があった。
本発明はこのような従来技術による欠点を改良し、回転
霧化頭を用いることによって高品質の乳化液を連続的に
製造しつるようにした乳化液の製造方法及び装置ｆを提
供するものである。
以下、本発明について第１図乃至第５図に示す実施例と
共に説明する。
第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示し、図中
、１は断面が円錐状または截頭円錐状に形成された金属
製の乳化槽で、該乳化槽１は接地さね、て全体がアース
電位に保たれている。前記孔（５） 化種１の内面は薄膜化面２となって、該＃膜化面２はな
めらかに鏡面仕上げされたテーパ面または曲面状に形成
され、そのテーパ角または曲面の円弧は連続相液、乳化
液の流下に適する形状に構成されている。そして、乳化
槽１の下部には開閉弁３が設けられ、該開閉弁３の流出
側には後述する方法によって得られた乳化液を捕集する
ための乳化液ｍ４が設けられている。図中、５は乳化槽
１を支持する架台である。
捷だ、６は乳化槽１の上部において該乳化槽１との間に
わずかな間隙をもって数句けられた連続相液供給管（以
下、供給管とｂう）で、該供給管６は円環状チューブと
して構成さノア、ている。そＬ７て、供給管６の内部に
は環状通路７が形成されると共に、環状通路７から乳化
槽１の薄膜化面２と対面する位置に向は多数の小孔８，
８．・・・が形成され、該各年孔８から連続相液全薄膜
北面２に向は供給するように構成されて因る（第２図診
照）。
なお、第３図に示す如く、供給管６には前記多数の小孔
８に代えてスリット８′を形成し、該スリッ（６） ト８′から連続相液を薄膜化面２に向は吐出するように
してもよいものである。
９は連続相液供給用のノやイブで、該パイプ９の一端は
連続相液槽１０に挿入さ九、他端は供給管６の環状通路
７に開口している。前記パイプ９の途中にはｙＩｅンプ
１１が設けられ、該ポンプ１１は例えば歯車型ポンプ等
が使用され、該ポンプ１１の回転数を変更することによ
り、連続的に吐出骨町変型のポンプとしうる。
次に、１２は第４図に拡大して示す回転霧化頭で、該回
転霧化頭１２は例えばハブ部材１３と該ハブ部材１３に
固着された霧化頭本体１４がら大略構成され、ハブ部材
１３は回転軸１５に固着さノ１．ている。ここで、ハブ
部材１３には分散相液の供給管１６が突出し、該供給管
１６から供給された分散相液を流出せしめる流出口１３
Ａ、１３Ａ。
・・・が形成されている。脣た、霧化頭本体１４には前
記流出口１３Ａから流出した分散相液全均一な膜厚の液
流に拡散する拡散化面１４Ａ１該拡散化而１４Ａの先端
に形成されたエッジ１４Ｂ１拡散化面１４Ａの周壁先端
部分において、エツジ１４に向って刻設された多数の幅
の狭い凹溝１４Ｃから構成される。
脣だ、】７は回転軸１５を回転するだめの回転駆動源と
してのエアモータで、本実施例の場合該モータ１７はタ
ーＲ・エアモータまたけベーンモータが使用され、この
エアモータ１７はエア配管１８？介して圧気源１９から
供給されるエアによシ回転する。２０は排気用のエア配
管である。ここで、エアモータ１７Ｉ′Ｊ、圧気源１９
からの供給エアをレギーレータ（図示せず）によって制
御することにより回転数を可変としうる。なお、回転駆
動源としてはエアモータ１７に限ることなく、回転数−
足首たは可変の電動モータであってもよく、特に回転霧
化頭１２が大径のときには電動モータが好ましい。
２１はエアモータ１７と後述の昇降機構２２の開音絶縁
する絶縁部材で、該絶縁部月２１は例えばナイロン等の
絶縁材が使用され、Ａｉｌ記エアモータ１７は該絶縁部
材２１に固着されている。２２は回転霧化頭１２、エア
モータ１７、絶縁部材２１等からなる分散相噴霧装置を
支持すると共に該噴霧装置を昇降させるための昇降機構
を示し、該昇降機構２２としては例えばエアシリンダ、
油圧シリンダまたはラック−ビニオン機構が使用さ１１
、る。ここで、昇降機構２２がエアシリンダである場合
、シリンダ２２Ａと、該シリンダ２２Ａ内を摺動するピ
ストン（図示せず）に固着されたロッド２２Ｂとからな
ル、該ロッド２２Ｂは取付ブラケッ）２２Ｃｉ介して絶
縁部材２１に取付けらノしている。
一方、２３は分散相液供給用の・♀イブで、該パイプ２
３の一端は分散相液槽２４に挿入され、他端は絶縁部材
２１内を介して前述した分散相液供給管１６に接続され
ている。そして、前記パイプ２３の途中には吐出ｌ連続
可変型のポンプ２５が設けられ、該ポンプ２５は前述し
た連続相液用のポンプ１１と同様に例えば歯車ポンプが
使用される。
さらに、２６は高電圧発生装置を示し、該高定（９） 圧発生装置２６は整流回路と、電圧連続可変型トランス
とから構成され、１００Ｖ乃至２００ｖ商用電源全通常
Ｏ〜±１５０　ｋＶの範囲内で血流高電圧に昇圧するこ
とができる。そして、高電圧発生装置２６からの高電圧
は高電圧用ケーブル２７によシ絶縁部材２１を介して回
転霧化頭１２に印加される。
本発明は以上のように構成されるが、次に」１記構成か
らなる装置？用いた乳化液の製造方法について述べる。
まず、エアモータ１７にはエア配管１８を介して圧気源
１９からエアが供給され、Ｏ〜ｓ　ｏ、ｏ　ｏ　。
ｒｐｍの範囲内で回転し、回転籾化頭［２は回転軸１５
を介して回転せしめられている。甘た、前記回転霧化頭
１２には高電圧ケーブル２７を介して高電圧発生装置２
６から０〜±１５０　ｋＶの範囲の高電圧が印加され、
該回転霧化頭１２は図示の位置にある。
いま、ポンプ１１を所定の吐出紗で駆動すると、連続相
液槽１０内の連続相液は・やイブ９、ポンプ（１０） １１を介して供給管６の環状通路７に供給され、該供給
管６に形成された多数の小孔８またはスリット８′を介
して乳化槽１の薄膜化面２に向は供給される。前記薄膜
化面２はなめらかに鏡面仕上げされたチーツク面または
曲面状となっているから、該薄膜化面２ＶＣ沿って自重
によって流下している連続相液は均一な膜厚を有するフ
ィルム状液流に薄膜化される。従って、乳化槽１の内周
面である薄膜化面２は連続相液の薄膜が連続して流下し
ていくことになる。
次に、ポンプ２５を所定の吐出量で駆動すると、分散相
液槽２４内の分散相液はパイプ２３、ポンプ２５を介し
て供給管１６から回転霧化頭１２のハブ部材１３に流出
する。このハブ部材１３に流出した分散相液は複数の流
出口１３Ａから霧化頭本体１４の拡散化面１４Ａに流出
する。回転霧化頭１２は高速回転しているからその遠心
力によって拡散化面１４Ａをエツジ１４Ｂに向けて流れ
る間に、分散相液は該拡散化面１４Ａの全周面にわたっ
て拡散し、その膜厚が均一化すると共にフィルム状に薄
膜化し、凹溝１４Ｃに至る。凹γｆ／、ｊ１４Ｃを例え
ば０．３５　ａｍの間隔で等間隔に刻設すると共に溝の
深さ０．２　ｔｗｎに形成するととンこよって、該凹溝
１４Ｃに至った分散相液は各凹溝１４　Ｃｆｌｉに分岐
流に分割され１、エツジ１４Ｂから延ひて液系状（カス
プ）化する。この液系は回転霧化頭重２と乳化槽１との
間に形成される静電界の作用で分散相粒子として静電霧
化さね、る。
さらに、前述の」：つに静電霧化された分散相粒子は回
転霧化頭１２と乳化槽１との間の電気力線に沿って飛行
し、前述の如く乳化槽１の層膜北面２でフィルム状液流
となって流下してｂる連続相液に混入し、完全に分散さ
れる。これによって乳化液全製造することができる。こ
の乳化液は、さらに流下して乳化槽１の底部ｖｃ３Ｊめ
られ、開閉弁３を介して乳化液槽４に捕集される。
然るに、連続相液に分散相粒子を混入させる際、該連続
相液は薄膜化面２の全面にわたってフィルム状液流とし
て流下していると共に、静電籾化された分散相粒子は回
転霧化頭１２のエツジ１４Ｃの全周から噴霧されるから
、乳化槽１内で極めて高品質の乳化液を製造することが
できる。
また、回転霧化頭１２の高さ位置が固定であっても、高
電圧発生装置２６による発生電圧値を変えることによシ
、接地された乳化槽１と回転霧化頭１２との間の電位傾
度全変えることができ、またエアモータ１７の回転数全
制御することができるから、分散相粒子の微粒化度の制
御を粘度、液種等に応じて適正に行なうことができる。
一方、回転霧化頭１２を昇降機構２２によって上下方向
に移動させることによシ、該回転霧化頭１２と薄膜化面
２との間の相対距離を変えるようにした場合には、回転
霧化頭１２と乳化槽１との電位傾度を強弱化できるから
、分散相粒子の微粒化度を制御することができる。
さらに、連続相液用のポンプ１１と、分散相液用のｙｊ
？ン７″２５との相対吐出量を変えることによって、乳
化液の混合比率を容易に変更することができる。
次に、第５図は本発明の第２の実施例を示し、（１３） 前述した第１の実施例と同一構成要素には同一符号を付
すものとするに、本実施例においては乳化槽を下部乳化
槽３１と上部乳化槽３２とから構成し、下部乳化槽３１
に対して上部乳化槽３２全回転可能に構成したことにあ
る。即ち、下部乳化槽３１の薄膜化面３３に近接して環
状の案内板３４が設けられ、これらの間には連続相液が
流出する間隙３５が形成さり、ている。゛また、上部乳
化槽３２は案内板３４に向けて曲折し、その薄膜化面３
６は供給管６の小孔８から流出した連続相液の受は面と
なカ、かつ該上部乳化槽３２の先端と案内板３４との間
には連続相液が流出する間隙３７が形成されている。さ
らに、上部乳化槽３２の外周には全周にわたってギヤ３
８が固着１−て設けられ、該ギヤ３８は回転軸３９に設
けられたビニオンギーヤ４０と噛合している。
本実施例はこのように構成されるが、回転駆動源（図示
せず）によシロ転軸３９全回転するとピニオンギヤ４０
を介してギヤ３８と一体の上部乳化槽３２が回転する。
従って、供給管６の小孔８（１４） から薄膜化面３６に流出した連続相液は上部乳化ｆｆＪ
３２の回転によってフィルム状液流となって間１吸３７
から案内板３＋に流出し、さらに案内板３否−から間隙
３５を介して下部乳化槽３１の薄膜化面３３に流下する
。
このように、本実施例では上部乳化槽３２を回転可能に
構成したから、前述した第１の実施例に比較して連続相
液のフィルム状薄膜の均一化をより促進することができ
る。
なお、本発明の実施例においては乳化槽１の形状全円錐
状または截頭円錐状として述べたが円筒形に近い円錐状
であってもよいものである。また、回転霧化頭１２ＩＣ
多数の凹溝１４Ｃを形成することによって高粘度な連続
相液の静電霧化に優れているが、この凹溝］、　４　Ｃ
ｉ刻設しない形式の回転霧化頭としてもよく、一方、回
転霧化頭にはベル型回転属化頭として図示したが、皿状
を呈したディスク型回転霧化頭としてもよいことは勿論
である。さらに昇降機＄２２は単なる回転霧化頭１２用
の支持部材であってもよいものである。
本発明に係る乳化液の製造方法及びその装置は以上詳細
に述べた如く、連続相液？フィルム状液流として流下せ
しめる乳化槽と、分散相液を静電霧化することによって
得られた分散相粒子を噴霧する回転霧化頭とを有し、フ
ィルム状に薄膜化した連続相液に分散相粒子全混入させ
ることによって乳化液を製造するように構成したから、
均質性の優れた乳化液を連続的かつ大量に製造すること
ができ、しかも回転霧化頭と薄膜化面との間の相対糸離
、回転霧化頭に印加する電圧またけその回転数を変える
ことによシ、分散相液の微粒化度の制御が極めて容易で
ある等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第４図は本発明に係る乳化液の製造装置の第
１の実施例全示し、第１図はその系統図、第２図は連続
相液供給管會示す第１図の部分拡大図、第３図は連続相
液供給管の他の実施例ケ示す第２図と同様の部分拡大図
、第４図は回転霧化頭を示す第１図の部分拡大図、第５
図は本発明の第２の実施例を示す乳化槽の部分拡大図で
ある。 １・・・乳化槽、２・・・薄膜化面、４・・・乳化液槽
、６・・・連続相液供給管、７・・・環状通路、８・・
・小孔、８′・・・スリット、１０・・・連続相液槽、
１１．２５・・・ポンプ、１２・・・回転霧化頭、１７
・・・エアモータ（回転源）、２２・・・昇降機構、２
４・・・分散相液槽、２６・・・高電圧発生装置、３１
・・・下部乳化槽、３２・・・上部乳化槽。 （１７） 第２図 第３図 第４図 ７

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）連続相液を乳化槽内面に供給し、この連続相液を
    前記乳化槽内面に沿って流下させることによりフィルム
    状液流として薄膜化させ、寸た分散相液全所定の電圧が
    印加された状態で回転している回転霧化頭に供給し、前
    記分散相液を回転霧化頭により静電霧化させることによ
    って分散相粒子を形成し、該分散相粒子を前記乳化槽内
    でフィルム状液流となった連続相液に向は噴霧し、該連
    続相液に分散相粒子を分散させることによって乳化液を
    製造するように構成したことを特徴とする乳化液の製造
    方法。
  2. （２）内面が薄膜化面となっている乳化槽と、該乳化槽
    の上部位置に設けられ該乳化槽の薄膜化面に向けて連続
    相液を供給する連続相液供給管と、前記乳化槽内に挿入
    され、分散相液が供給されることによって該乳化槽の薄
    膜化面に向は分散相液全静電霧化する回転霧化頭と、該
    回転霧化頭に高電圧全印加する高電圧発生装置と、前記
    回転霧化頭を回転せしめる回転駆動源と、かつ前記乳化
    槽の薄膜化面全フィルム状液流となって流下する連続相
    液に回転霧化頭で静電霧化された分散相粒子を分散せし
    めることＫよって得ら力、た乳化液奮抽集するための乳
    化液槽とから構成してなる乳化液の製造装置。
  3. （３）　　前記乳化槽は円錐状または截頭円φＩＬ状に
    形成され、かつ前記回転霧化頭が該乳化（ｖｌに対して
    昇降可能なように、該（ロ）転霧化頭を前記回転駆動源
    と共に昇降機構ＶＣ取付けてなる特許請求の範囲（２）
    項記載の乳化液の製造装置。
  4. （４）前記連続檜供給管は円環状チー−ブとして構成さ
    れ、該円環状チーーブには前記乳化槽の薄膜化面に向は
    スリッドまたは多数の小孔が形成されてなる特許請求の
    範囲（２）項記載の乳化液の製造装置。
  5. （５）　　前記高電圧発生装置の発生電圧（ｆ　Ｏｆ変
    ならしめてなる特許請求の範囲（２）項記載の乳化液の
    製造装置Ｍ。
  6. （６）前記回転駆動源の回転数を可変ならしめてなる特
    許請求の範囲（２）項記載の乳化液の製造装置。
  7. （７）前記乳化槽は上下部分に２分割し、上部乳化槽が
    下部乳化ｍＫ対して回転しつるように構成してなる特許
    請求の範囲（２）項記載の乳化液の製造装置。
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