JPH03168217A - ポリマー微粒子の製造方法 - Google Patents
ポリマー微粒子の製造方法Info
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- JPH03168217A JPH03168217A JP30744289A JP30744289A JPH03168217A JP H03168217 A JPH03168217 A JP H03168217A JP 30744289 A JP30744289 A JP 30744289A JP 30744289 A JP30744289 A JP 30744289A JP H03168217 A JPH03168217 A JP H03168217A
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Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はポリマー微粒子の製造方法、特に写真感光材料
用添加剤等として好適な、0,5〜20μの粒径を有す
る均一な球状ポリマー微粒子を製造するための方法に関
する。
用添加剤等として好適な、0,5〜20μの粒径を有す
る均一な球状ポリマー微粒子を製造するための方法に関
する。
より詳しくは、特公昭Etl−28688号に開示され
た方法の改良に関する 〔従来の技術〕 0.5〜20μの粒径を有する均一な球状ポリマー微粒
子は、特に、写真感光材料用添加剤(最上層又はバック
層に接着防止の目的で添加するもの)として極めて有用
である。また、これ以外にも例えばイオン交換樹脂、粉
体塗装用粉末、着色剤(顔料によって容易に着色できる
)、潤滑材バインダー、化粧品パウダー、演体クロマト
用のカラム充填材、粒度分布測定器の較正用標準粒子等
、その用とは極めて広い。
た方法の改良に関する 〔従来の技術〕 0.5〜20μの粒径を有する均一な球状ポリマー微粒
子は、特に、写真感光材料用添加剤(最上層又はバック
層に接着防止の目的で添加するもの)として極めて有用
である。また、これ以外にも例えばイオン交換樹脂、粉
体塗装用粉末、着色剤(顔料によって容易に着色できる
)、潤滑材バインダー、化粧品パウダー、演体クロマト
用のカラム充填材、粒度分布測定器の較正用標準粒子等
、その用とは極めて広い。
しかし、上記のような特性を有するポリマー微粒子は、
従来の一般的な方法では製造が困難である。即ち、ポリ
マー微粒子を製造する方法として一般的には懸濁重合お
よび乳化重合が旧くから広く行なわれているが、何れの
方法にも次のような問題がある。
従来の一般的な方法では製造が困難である。即ち、ポリ
マー微粒子を製造する方法として一般的には懸濁重合お
よび乳化重合が旧くから広く行なわれているが、何れの
方法にも次のような問題がある。
懸濁重合は、モノマーを油滴として水相中に分散させ、
七ノマーに可溶の重合開始剤を用いることにより、重合
熱を水に吸収させなから油滴の中で塊状重合を行なわせ
る方法である。この方法では、モノマー滴がポリマーに
戊長ずる重合過程において、七ノマー滴の粘度が不可避
的に著しく増大する。その結果、分散および合一がスム
ーズに行われなくなり、塊状または不均一な粒子が形成
され易い問題がある。
七ノマーに可溶の重合開始剤を用いることにより、重合
熱を水に吸収させなから油滴の中で塊状重合を行なわせ
る方法である。この方法では、モノマー滴がポリマーに
戊長ずる重合過程において、七ノマー滴の粘度が不可避
的に著しく増大する。その結果、分散および合一がスム
ーズに行われなくなり、塊状または不均一な粒子が形成
され易い問題がある。
乳化重合は、乳化剤(界面活性剤)を用いてミセル内で
重合を行なわせ、且つ水溶性の重合開始剤を用いる点で
懸濁重合と異なる。この方法では、乳化剤の量、重合開
始剤の量、重合温度、攪拌速度等を適当に調節すること
によって、2〜0.01μ程度の粒径の均一なポリマー
微粒子を得ることが可能である。しかし、2μ以上のポ
リマー粒子を得ることは殆ど不可能に近い。
重合を行なわせ、且つ水溶性の重合開始剤を用いる点で
懸濁重合と異なる。この方法では、乳化剤の量、重合開
始剤の量、重合温度、攪拌速度等を適当に調節すること
によって、2〜0.01μ程度の粒径の均一なポリマー
微粒子を得ることが可能である。しかし、2μ以上のポ
リマー粒子を得ることは殆ど不可能に近い。
そこで、出願人は上記のような特性を有するポリマー微
粒子を製造するために、次のような方法を発明した(特
公昭61−28888号)。
粒子を製造するために、次のような方法を発明した(特
公昭61−28888号)。
この方法では、まず一種または二種以上のポリマーを所
定の溶媒に溶解し、ポリマー溶液を調製する。溶媒とし
ては、水に不溶または殆ど溶解せず、且つ水よりも沸点
が低いか或いは水と共沸した際の沸点が水よりも低い有
機溶剤を用いる。次いで、このポリマー溶液を油滴とし
て水性媒体中に分散し、乳化する。水性媒体中には分散
安定剤および分散安定補助剤を含有させ、油滴および水
性媒体の粘度および界面張力を調整する。その後、油滴
中の溶剤を除去することにより、均質で形状および粒径
の均一な球形のポリマー微粒子が得られる。
定の溶媒に溶解し、ポリマー溶液を調製する。溶媒とし
ては、水に不溶または殆ど溶解せず、且つ水よりも沸点
が低いか或いは水と共沸した際の沸点が水よりも低い有
機溶剤を用いる。次いで、このポリマー溶液を油滴とし
て水性媒体中に分散し、乳化する。水性媒体中には分散
安定剤および分散安定補助剤を含有させ、油滴および水
性媒体の粘度および界面張力を調整する。その後、油滴
中の溶剤を除去することにより、均質で形状および粒径
の均一な球形のポリマー微粒子が得られる。
ところで、上記特公昭81−281388号に開示され
た方法では、ポリマー溶液を水性媒体中に乳化する手段
として、第4図に示したような攪拌槽を用いた攪拌式乳
化方法が採用されている。同図において、1は攪拌槽、
2はエッジタービン式攪拌翼、3は温水ジャケット、D
Iは攪拌翼の径、DOは攪拌槽の内径である。このよう
な攪拌式の乳化は、少量生産では簡便な優れた方法であ
るが、大量生産に適用した場合には次のような問題があ
ることが明らかになった。
た方法では、ポリマー溶液を水性媒体中に乳化する手段
として、第4図に示したような攪拌槽を用いた攪拌式乳
化方法が採用されている。同図において、1は攪拌槽、
2はエッジタービン式攪拌翼、3は温水ジャケット、D
Iは攪拌翼の径、DOは攪拌槽の内径である。このよう
な攪拌式の乳化は、少量生産では簡便な優れた方法であ
るが、大量生産に適用した場合には次のような問題があ
ることが明らかになった。
即ち、同一の乳化時間で平均粒径が同一の乳化物が生成
されるように、DI /Do−一定、且つ攪拌翼の回転
数一略一定の条件で攪拌槽をスケールアップすると、乳
化物粒子の粒径分布が広くなってしまう。このため、製
造工程での濾過性が悪化する。また、得られたポリマー
微粒子を写真感光材料用添加剤に使用したときに、塗布
後の大粒子の脱落や、微小粒子によるヘイズアツブ等、
重大な問題が発生する。
されるように、DI /Do−一定、且つ攪拌翼の回転
数一略一定の条件で攪拌槽をスケールアップすると、乳
化物粒子の粒径分布が広くなってしまう。このため、製
造工程での濾過性が悪化する。また、得られたポリマー
微粒子を写真感光材料用添加剤に使用したときに、塗布
後の大粒子の脱落や、微小粒子によるヘイズアツブ等、
重大な問題が発生する。
一方、同一の粒径分布を有する乳化物が生成されるよう
に、DI/Do−一定、且つ単位体積当りの所用動力一
略一定の条件で攪拌槽をスケールアッ,プすると、膨大
な乳化時間を必要とする問題がある。
に、DI/Do−一定、且つ単位体積当りの所用動力一
略一定の条件で攪拌槽をスケールアッ,プすると、膨大
な乳化時間を必要とする問題がある。
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、その課題は
、特公昭81−28888号に開示された方法を改良す
ることにより、短時間の乳化で粒径分布の狭いポリマー
微粒子を大量生産することが可能な方法を提供すること
である。
、特公昭81−28888号に開示された方法を改良す
ることにより、短時間の乳化で粒径分布の狭いポリマー
微粒子を大量生産することが可能な方法を提供すること
である。
上記の課題を達戊するために、本発明では乳化工程を2
段階で行うこととした。
段階で行うこととした。
即ち、本発明は、
a)水に不溶または水に難溶で且つ沸点または水との共
沸点が水の沸点よりも低い有機溶剤中に、一種以上の疎
水性ポリマーを溶解した溶液を調製する工程と、 b)分散安定剤および分散安定補助剤の存在下で、前記
溶液を水性媒体中に分散した乳剤を調製する工程と、 C)前記乳剤における油滴中の前記有機溶剤を除去する
工程とを具備した、0.5〜20μの球状のポリマー微
粒子を製造する方法において、前記乳剤を調製する工程
b)では、前記溶液を前記水性媒体中に一旦粗乳化した
後、更に微乳化することを特徴とするものである。
沸点が水の沸点よりも低い有機溶剤中に、一種以上の疎
水性ポリマーを溶解した溶液を調製する工程と、 b)分散安定剤および分散安定補助剤の存在下で、前記
溶液を水性媒体中に分散した乳剤を調製する工程と、 C)前記乳剤における油滴中の前記有機溶剤を除去する
工程とを具備した、0.5〜20μの球状のポリマー微
粒子を製造する方法において、前記乳剤を調製する工程
b)では、前記溶液を前記水性媒体中に一旦粗乳化した
後、更に微乳化することを特徴とするものである。
本発明における粗乳化は攪拌槽を用いて行い、微乳化は
スタチックミキサーで行うのが望ましい。
スタチックミキサーで行うのが望ましい。
また、このスタチックミキサーとしては、エレメント数
が200〜400で、且つ1エレメントの長さ/内径の
比が1.0〜2.0のものが好ましい。
が200〜400で、且つ1エレメントの長さ/内径の
比が1.0〜2.0のものが好ましい。
なお、上記a)〜C)の工程で得られるのは、ポリマー
微粒子の分散液である。しかし、必要に応じて更に遠心
分離および乾燥を行うことにより、粉末状のポリマー微
粒子を得ることも可能である。
微粒子の分散液である。しかし、必要に応じて更に遠心
分離および乾燥を行うことにより、粉末状のポリマー微
粒子を得ることも可能である。
本発明における乳化工程b)では、従来と同様の粗乳化
を行った後、更に微乳化を行っているため、大規模製造
を行った場合にも粒径分布の狭いポリマー微粒子を製造
することができる。また、最初から微乳化を行うのでは
なく、粗乳化の後に微乳化を行う二段階乳化の方法を用
いているため、比較的短時間で所望のポリマー微粒子を
大規模に製造することができる。
を行った後、更に微乳化を行っているため、大規模製造
を行った場合にも粒径分布の狭いポリマー微粒子を製造
することができる。また、最初から微乳化を行うのでは
なく、粗乳化の後に微乳化を行う二段階乳化の方法を用
いているため、比較的短時間で所望のポリマー微粒子を
大規模に製造することができる。
即ち、本発明では粗乳化および微乳化を組み合わせるこ
とにより、両者の長所が相互に補い合って所期の目的が
達成される。
とにより、両者の長所が相互に補い合って所期の目的が
達成される。
攪拌槽とスタチックミキサーとを組み合わせた好ましい
態様に基づいてより詳細に説明すると、a)〜C)の工
程により粒径分布の狭いポリマー粒子を製造するには、
乳化工程b)において次の条件が必要とされる。
態様に基づいてより詳細に説明すると、a)〜C)の工
程により粒径分布の狭いポリマー粒子を製造するには、
乳化工程b)において次の条件が必要とされる。
■乳化の際の剪断力分布が小いこと。
■デッドスペースをなくすこと。
ところが攪拌槽による乳化は、規模が大きくなるにつれ
て剪断力分布が広くなる傾向があり、またデッドスペー
スが生じやすい。一方、スタチックミキサーによる乳化
は剪断力分布が均一で、且つデッドスペースもない。従
って、スタチックミキサーによる乳化を組み合わせるこ
とによって、攪拌槽による乳化の欠点が補われ、粒径分
布の狭い均一なポリマー粒子を大量に製造することがで
きる。
て剪断力分布が広くなる傾向があり、またデッドスペー
スが生じやすい。一方、スタチックミキサーによる乳化
は剪断力分布が均一で、且つデッドスペースもない。従
って、スタチックミキサーによる乳化を組み合わせるこ
とによって、攪拌槽による乳化の欠点が補われ、粒径分
布の狭い均一なポリマー粒子を大量に製造することがで
きる。
上記以外の作用効果は、特公昭61−28688号に開
示した発明と同じである。これについては後述の実施例
の項で説明する。
示した発明と同じである。これについては後述の実施例
の項で説明する。
なお、本発明は大量生産に適用した時に最も効果的であ
るが、少量生産にも同様に適用することができる。
るが、少量生産にも同様に適用することができる。
以下、好ましい実施例を含めて本発明を詳細に説明する
。
。
本発明において、工程b)で調製された乳剤中に含まれ
る油滴の径はポリマー溶液の濃度、ポリマー溶液/水性
媒体の比、分散安定剤および分散安定補助剤の種類およ
び量、温度、攪拌速度、水性媒体のpH等に依存し、ポ
リマー油滴の分散および合一の過程における動的平衡状
態が達或された後に定まる。通常、この動的平衡状態は
10〜20分後に成立する。また、分散過程における液
滴の粘性は常に一定であり、懸濁重合の場合のような塊
状粒子の発生や不均一粒子の生或はまったく見られない
。従って、その液滴径の分布も極めて均一であるのが大
きな特徴である。加えて、通常の懸濁重合では4〜15
時間の重合時間を要するのに対し、本発明では分散およ
び加熱に要する時間を合計しても2〜3時間で十分であ
る。
る油滴の径はポリマー溶液の濃度、ポリマー溶液/水性
媒体の比、分散安定剤および分散安定補助剤の種類およ
び量、温度、攪拌速度、水性媒体のpH等に依存し、ポ
リマー油滴の分散および合一の過程における動的平衡状
態が達或された後に定まる。通常、この動的平衡状態は
10〜20分後に成立する。また、分散過程における液
滴の粘性は常に一定であり、懸濁重合の場合のような塊
状粒子の発生や不均一粒子の生或はまったく見られない
。従って、その液滴径の分布も極めて均一であるのが大
きな特徴である。加えて、通常の懸濁重合では4〜15
時間の重合時間を要するのに対し、本発明では分散およ
び加熱に要する時間を合計しても2〜3時間で十分であ
る。
本発明において、乳化工程b)で形成されるポリマー油
滴の径と上記各種要因との関係は、例えば次に例示する
通りである。ポリマー溶液の濃度が大となれば油滴径は
大となる。ポリマー溶液/水性媒体の比が大となれば油
滴径は大となる。分散安定剤および分散安定補助剤の量
が大となれば油滴径は小となる。ポリマー溶液の温度が
大となれば油滴径は大となる。攪拌速度を大とすれば油
滴径は小となる。水性媒体のpHによる影響は使用する
分散安定剤の種類によって異なるため、一義的には決め
られない。しかし、石灰処理ゼラチンのような両性電解
質ポリマーを用いた場合には、pHー4.9前後の等電
点付近で油滴径は最も大となり、このpH値から酸性側
またはアルカリ性側に遠ざかるにつれて油滴径は小とな
る。但し、これらの関係は夫々の要因を単独で変化させ
、他の条件が一定である場合にのみ妥当する。実際には
これら複数の要因が絡みあうため、その油滴径に及ぼす
影響はより複雑になる。
滴の径と上記各種要因との関係は、例えば次に例示する
通りである。ポリマー溶液の濃度が大となれば油滴径は
大となる。ポリマー溶液/水性媒体の比が大となれば油
滴径は大となる。分散安定剤および分散安定補助剤の量
が大となれば油滴径は小となる。ポリマー溶液の温度が
大となれば油滴径は大となる。攪拌速度を大とすれば油
滴径は小となる。水性媒体のpHによる影響は使用する
分散安定剤の種類によって異なるため、一義的には決め
られない。しかし、石灰処理ゼラチンのような両性電解
質ポリマーを用いた場合には、pHー4.9前後の等電
点付近で油滴径は最も大となり、このpH値から酸性側
またはアルカリ性側に遠ざかるにつれて油滴径は小とな
る。但し、これらの関係は夫々の要因を単独で変化させ
、他の条件が一定である場合にのみ妥当する。実際には
これら複数の要因が絡みあうため、その油滴径に及ぼす
影響はより複雑になる。
本発明では、上記の個々の要因を適宜調節することによ
り、油相/水相の間の界面張力、油相および水相の粘度
等を好適な値に設定できる。これにより、形状および粒
径が均一で、且つ0,5μ〜20μ、好ましくは1μ〜
10μの任意の粒径を有するポリマー微粒子を製造する
ことができる。
り、油相/水相の間の界面張力、油相および水相の粘度
等を好適な値に設定できる。これにより、形状および粒
径が均一で、且つ0,5μ〜20μ、好ましくは1μ〜
10μの任意の粒径を有するポリマー微粒子を製造する
ことができる。
本発明の工程a)で用いられる疎水性ポリマーは、本発
明により製造しようとするポリマー微粒子の出発原料で
ある。このポリマーとしては、工程a〉で用いられる有
機溶剤に溶解可能であればどのようなものを用いてもよ
い。例えば、スチレン、〇一クロロスチレン、p−クロ
ロスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ア
クリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリロニ
トリル、ブタジエン、イソプレン等のモノマーからなる
ポリマ、或いは上記モノマーと他の七ノマーとのコポリ
マー等が挙げられる。特に好ましいポリマーとしては、
メチルメタクリレート重合体またはその共重合体、エチ
ルアクリレート重合体またはその共重合体、スチレン重
合体またはその共重合体、アクリロニトリル/酢酸ビニ
ル共重合体等が挙げられる。使用目的に応じた任意の硬
度、比重、屈折率等を有するポリマー粒子を製造するた
めに、上記のポリマーを適当にブレンドして用いてもよ
い。必要に応じ、上記ポリマー溶液中に染料、顔料、可
塑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を加えるこ
とも可能である。
明により製造しようとするポリマー微粒子の出発原料で
ある。このポリマーとしては、工程a〉で用いられる有
機溶剤に溶解可能であればどのようなものを用いてもよ
い。例えば、スチレン、〇一クロロスチレン、p−クロ
ロスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ア
クリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリロニ
トリル、ブタジエン、イソプレン等のモノマーからなる
ポリマ、或いは上記モノマーと他の七ノマーとのコポリ
マー等が挙げられる。特に好ましいポリマーとしては、
メチルメタクリレート重合体またはその共重合体、エチ
ルアクリレート重合体またはその共重合体、スチレン重
合体またはその共重合体、アクリロニトリル/酢酸ビニ
ル共重合体等が挙げられる。使用目的に応じた任意の硬
度、比重、屈折率等を有するポリマー粒子を製造するた
めに、上記のポリマーを適当にブレンドして用いてもよ
い。必要に応じ、上記ポリマー溶液中に染料、顔料、可
塑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を加えるこ
とも可能である。
本発明の工程a〉で用いられる溶剤は、水に不溶または
水に難溶であって、沸点または水との共沸点が水の沸点
よりも低く、且つ上記ポリマーを溶解し得るものであれ
ばどのようなものでもよい。
水に難溶であって、沸点または水との共沸点が水の沸点
よりも低く、且つ上記ポリマーを溶解し得るものであれ
ばどのようなものでもよい。
そのような溶剤の例として、ジクロルメタン、クロロホ
ルム、四塩化炭素、1..1−ジクロルエタン、1.2
−ジクロルエタン、1.1.1−トリクロルエタン、酢
酸エチル、ベンゼン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、ブチルアルコール等が挙げられる。特に
、ジクロルメタン、四塩化炭素、1,2−ジクロルエタ
ン、t.i.t−トリクロルエタン等の脂肪族ハロゲン
化炭化水素が好ましい。
ルム、四塩化炭素、1..1−ジクロルエタン、1.2
−ジクロルエタン、1.1.1−トリクロルエタン、酢
酸エチル、ベンゼン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、ブチルアルコール等が挙げられる。特に
、ジクロルメタン、四塩化炭素、1,2−ジクロルエタ
ン、t.i.t−トリクロルエタン等の脂肪族ハロゲン
化炭化水素が好ましい。
本発明の工程b)で用いる分散安定剤は、水性媒体中で
親水性コロイドとして存在するものがよい。
親水性コロイドとして存在するものがよい。
このような分散安定剤としては、ゼラチン、ゼラチン誘
導体(例えばアセチル化ゼラチン、フタル化ゼラチン、
コハク化ゼラチン等)、アルブミン、カゼイン等の蛋白
質類、コロジオン、アラビアゴム、寒天、アルギン酸、
セルロース誘導体(例えばカルボキシメチルセルロース
のアルキルエステル、ヒドロキシエチルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース等)、合成高分子(ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルア
ミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ポリマ
レイン酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩等、又はこれら
のモノマーを少なくとも一つ有する共重合体等)が挙げ
られる。就中、ゼラチン、ゼラチン誘導体、カゼイン、
蛋白質誘導体のような両性電解質ポリマーの効果は顕著
である。これら分散安定剤は単独で用いてもよく、また
2種以上を混合して使用してもよい。
導体(例えばアセチル化ゼラチン、フタル化ゼラチン、
コハク化ゼラチン等)、アルブミン、カゼイン等の蛋白
質類、コロジオン、アラビアゴム、寒天、アルギン酸、
セルロース誘導体(例えばカルボキシメチルセルロース
のアルキルエステル、ヒドロキシエチルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース等)、合成高分子(ポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルア
ミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ポリマ
レイン酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩等、又はこれら
のモノマーを少なくとも一つ有する共重合体等)が挙げ
られる。就中、ゼラチン、ゼラチン誘導体、カゼイン、
蛋白質誘導体のような両性電解質ポリマーの効果は顕著
である。これら分散安定剤は単独で用いてもよく、また
2種以上を混合して使用してもよい。
工程b)で用いる分散安定補助剤としては、通常は次の
ような界面活性剤が用いられる。即ち、サボニン等の天
然界面活性剤;アルキレンオキサイド系、グリセリン系
、グリシドール系等のノニオン界面活性剤;カルボン酸
基、スルホン酸基、燐酸基、硫酸エステル基、燐酸エス
テル基等の酸性基を含むアニオン界面活性剤;等である
。特に好ましい界面活性剤は、次式(a) (b)で示
されるアルカノールの硫酸工゛ステル、及び次式(e)
(d)で示されるアルキルベンゼンスルホン酸系界面
活性剤である。
ような界面活性剤が用いられる。即ち、サボニン等の天
然界面活性剤;アルキレンオキサイド系、グリセリン系
、グリシドール系等のノニオン界面活性剤;カルボン酸
基、スルホン酸基、燐酸基、硫酸エステル基、燐酸エス
テル基等の酸性基を含むアニオン界面活性剤;等である
。特に好ましい界面活性剤は、次式(a) (b)で示
されるアルカノールの硫酸工゛ステル、及び次式(e)
(d)で示されるアルキルベンゼンスルホン酸系界面
活性剤である。
R− 0− 3 03 M −(a)
R − O C H 2 C H 2 O S 0
3 M ・・・(b)(但し、Rは炭素数8〜30の
アルキル基、Mはアルカリ金属またはアンモニウム基、
g は20までの正の整数を示す。
R − O C H 2 C H 2 O S 0
3 M ・・・(b)(但し、Rは炭素数8〜30の
アルキル基、Mはアルカリ金属またはアンモニウム基、
g は20までの正の整数を示す。
)
(但し、R′は水素原子または炭素数1〜l8のアルキ
ル基、R゛は炭素数1〜18のアルキル基、Mはアルカ
リ金属またはアンモニウム基、mはθ〜20までの正の
整数、nは3または4を示す。) 本発明の工程b〉において、粗乳化および微乳化を行な
うための手段は特に限定されない。しかし、好ましくは
第1図に示した装置を用いて行なう。
ル基、R゛は炭素数1〜18のアルキル基、Mはアルカ
リ金属またはアンモニウム基、mはθ〜20までの正の
整数、nは3または4を示す。) 本発明の工程b〉において、粗乳化および微乳化を行な
うための手段は特に限定されない。しかし、好ましくは
第1図に示した装置を用いて行なう。
第1図の装置は、第4図に示したと同じ構成のジャケッ
ト付き攪拌装置10と、スタチックミキサー20とを直
列に接続したものである。
ト付き攪拌装置10と、スタチックミキサー20とを直
列に接続したものである。
攪拌装置10には、分散安定剤および分散安定補助剤を
溶解した水が収容され、ジャケット3内に温水を循環さ
せることにより所定の温度に加熱される。この時の加熱
温度は、工程a)で用いた溶媒の沸点よりも低く設定す
る。所定の温度になったllji点で、工程a)で調製
したポリマー溶液を添加し、エッジタービン式攪拌翼3
を回転させて激しく攪拌することにより、粗乳化を行な
う。粗乳化された乳剤は、プランジャポンブ11の駆動
によって、アキュームレーター12を通してスタチツク
ミキサー20に送液される。スタチツクミキサー20は
管路攪拌機の一種である。粗乳化された乳剤は、スタチ
ックミキサー20の内部を通過することにより、管路内
に設けられたエレメントによって分割、置換、重ね合わ
せを受けて混合され、微乳化される。また、スタチック
ミキサー20には、温水を循環させて加熱するためのジ
ャケット21が設けられている。
溶解した水が収容され、ジャケット3内に温水を循環さ
せることにより所定の温度に加熱される。この時の加熱
温度は、工程a)で用いた溶媒の沸点よりも低く設定す
る。所定の温度になったllji点で、工程a)で調製
したポリマー溶液を添加し、エッジタービン式攪拌翼3
を回転させて激しく攪拌することにより、粗乳化を行な
う。粗乳化された乳剤は、プランジャポンブ11の駆動
によって、アキュームレーター12を通してスタチツク
ミキサー20に送液される。スタチツクミキサー20は
管路攪拌機の一種である。粗乳化された乳剤は、スタチ
ックミキサー20の内部を通過することにより、管路内
に設けられたエレメントによって分割、置換、重ね合わ
せを受けて混合され、微乳化される。また、スタチック
ミキサー20には、温水を循環させて加熱するためのジ
ャケット21が設けられている。
第1図の装置を用いた粗乳化および微乳化の操作条件は
、既述した事項を含むその他の種々の条件に応じて異な
る。しかし、好ましい操作条件の一例を示せば次の通り
である。
、既述した事項を含むその他の種々の条件に応じて異な
る。しかし、好ましい操作条件の一例を示せば次の通り
である。
本発明における工程C)は、一般に、工程b〉で微乳化
された乳液をゆっくり攪拌しながら徐々に加熱すること
により行なう。即ち、使用した有機溶剤の沸点以上にま
で乳液の温度を上昇させ、ポリマー油滴中の溶媒を除去
する。ポリマー液滴中の溶剤がほぼ除去された時点でポ
リマー油滴は固体となり、その後は形状および大きさの
変化は生じない。
された乳液をゆっくり攪拌しながら徐々に加熱すること
により行なう。即ち、使用した有機溶剤の沸点以上にま
で乳液の温度を上昇させ、ポリマー油滴中の溶媒を除去
する。ポリマー液滴中の溶剤がほぼ除去された時点でポ
リマー油滴は固体となり、その後は形状および大きさの
変化は生じない。
上記のようにしてポリマー油滴を固化させるに際し、使
用する装置は特に限定されない。しかし、好ましくは第
2図に示した装置を用いて行なう。
用する装置は特に限定されない。しかし、好ましくは第
2図に示した装置を用いて行なう。
同図において、31はジャケット付きの減圧濃縮釜であ
る。威圧濃縮釜31に付設されたジャケットは上下に二
分割されており、その下部空間32には図示のように加
熱媒体として温水が供給される。一方、ジャケットの上
部空間33には、冷却媒体として冷風が供給される。こ
の冷風は、熱交換器38を用いて空気を井戸水で冷却し
て生成される。減圧濃縮釜31の内部には、モータで回
転駆動される攪拌羽根34が設けられている。また、減
圧濃縮釜31の内部には消泡器35(例えば、島崎制作
所製のものを用いることができる)か設けられている。
る。威圧濃縮釜31に付設されたジャケットは上下に二
分割されており、その下部空間32には図示のように加
熱媒体として温水が供給される。一方、ジャケットの上
部空間33には、冷却媒体として冷風が供給される。こ
の冷風は、熱交換器38を用いて空気を井戸水で冷却し
て生成される。減圧濃縮釜31の内部には、モータで回
転駆動される攪拌羽根34が設けられている。また、減
圧濃縮釜31の内部には消泡器35(例えば、島崎制作
所製のものを用いることができる)か設けられている。
更に、減圧濃縮釜31の外には消泡釜36が設けられ、
該消泡釜は消泡器35に連結されている。消泡釜36の
内部には、金網37が回転可能に設けられている。
該消泡釜は消泡器35に連結されている。消泡釜36の
内部には、金網37が回転可能に設けられている。
第2図の装置を用いて本発明の工程C〉を行なう場合は
、微乳化されたポリマー乳剤を威圧濃縮釜31内に収容
し、攪拌羽根34でゆっくり攪拌する。そして、ジャケ
ットの下部空間32に温水を供給して加熱する。その際
、ポリマー乳剤の発泡を抑制することが重要である。何
故なら、ポリマー乳剤の液面に泡が発生し、その泡が加
熱されて乾燥されると膜状の凝集物が形戊されるからで
ある。そのために、消泡器35を回転数800〜110
0rpmで回転させて消泡し、また消泡釜36の金網3
7を750rl)mで回転させる。更に、乳剤の液面S
が、図示のように冷風による冷却領域に位置するように
して濃縮する。これにより、乳剤は液面Sの下でのみ加
熱され、液面部位はジャケットの上部空間33に送給さ
れる冷風によって冷却される,従って、液面に泡が形成
されても、その乾燥を抑制することができる。
、微乳化されたポリマー乳剤を威圧濃縮釜31内に収容
し、攪拌羽根34でゆっくり攪拌する。そして、ジャケ
ットの下部空間32に温水を供給して加熱する。その際
、ポリマー乳剤の発泡を抑制することが重要である。何
故なら、ポリマー乳剤の液面に泡が発生し、その泡が加
熱されて乾燥されると膜状の凝集物が形戊されるからで
ある。そのために、消泡器35を回転数800〜110
0rpmで回転させて消泡し、また消泡釜36の金網3
7を750rl)mで回転させる。更に、乳剤の液面S
が、図示のように冷風による冷却領域に位置するように
して濃縮する。これにより、乳剤は液面Sの下でのみ加
熱され、液面部位はジャケットの上部空間33に送給さ
れる冷風によって冷却される,従って、液面に泡が形成
されても、その乾燥を抑制することができる。
なお、溶剤として塩化メチレンを用い且つポリマーとし
てポリメチルメタクリレート( PMMA)を用いた場
合には、第3図に示したように、第2図の装置を用いた
濃縮工程は次の操作条件で行なうのが好ましい。
てポリメチルメタクリレート( PMMA)を用いた場
合には、第3図に示したように、第2図の装置を用いた
濃縮工程は次の操作条件で行なうのが好ましい。
く昇温パターン及び攪拌回転数〉
塩化メチレンの含有率が全乳化物の8%以上( PMM
Aに対して48%以上)のときは粒子の凝集が生じにく
いから、外温と内温との差を!5〜25℃とし、攪拌速
度を18rpa+とじて操作する。一方、塩化メチレン
含有率が8%未満のときは粒子の凝集を生じやすいので
、外温と内温との差を15℃未満とし、攪拌速度を12
rpmとする。
Aに対して48%以上)のときは粒子の凝集が生じにく
いから、外温と内温との差を!5〜25℃とし、攪拌速
度を18rpa+とじて操作する。一方、塩化メチレン
含有率が8%未満のときは粒子の凝集を生じやすいので
、外温と内温との差を15℃未満とし、攪拌速度を12
rpmとする。
く減圧度〉
塩化メチレンの含有率が2%に減少するまでは、−18
0fllffillgで操作する。塩化メチレン含有率
が2%に達したら、徐々に−500+nmllgまで減
圧し、塩化メチレン含有率が0.5%以下になるまで濃
縮する。
0fllffillgで操作する。塩化メチレン含有率
が2%に達したら、徐々に−500+nmllgまで減
圧し、塩化メチレン含有率が0.5%以下になるまで濃
縮する。
上記濃縮により、乳剤またはラテックス状のポリマー微
粒子が得られる。しかし、必要に応じて遠心分離および
乾燥を行なうことにより、粉末状のポリマー微粒子を得
ることができる。遠心分離および乾燥の手段は特に限定
されず、当業者に周知の方法および装置を用いることが
できる。
粒子が得られる。しかし、必要に応じて遠心分離および
乾燥を行なうことにより、粉末状のポリマー微粒子を得
ることができる。遠心分離および乾燥の手段は特に限定
されず、当業者に周知の方法および装置を用いることが
できる。
以下、本発明による効果を明らかにするために、特公昭
61−28688号の方法を用いた製造例(比較例)と
、本発明による具体的な製造例(実施例)を説明する。
61−28688号の方法を用いた製造例(比較例)と
、本発明による具体的な製造例(実施例)を説明する。
比較例1(小規模製造)
(1)ポリマー溶液の調製
塩化メチレン 112kg中に31kgのPMMAを添
加し、30℃にて完全に溶解させることにより、PMM
A溶液を調製した。
加し、30℃にて完全に溶解させることにより、PMM
A溶液を調製した。
(2)水性媒体の調製
水100ff中にゼラチン10.0kgを加え、30分
間膨潤させた後に60℃に加熱して溶解させ、ゼラチン
水溶液を調製した(ゼラチン濃度−10.O w/v%
)。これとは別に、N−メチルステアロイルアミドエタ
ンスルホン酸ナトリウム 0。5gを水30N中に溶解
し、界面活性剤水溶液を調製した。この二つの水溶液を
混合し、30℃まで冷却することにより水性媒体を調製
した。
間膨潤させた後に60℃に加熱して溶解させ、ゼラチン
水溶液を調製した(ゼラチン濃度−10.O w/v%
)。これとは別に、N−メチルステアロイルアミドエタ
ンスルホン酸ナトリウム 0。5gを水30N中に溶解
し、界面活性剤水溶液を調製した。この二つの水溶液を
混合し、30℃まで冷却することにより水性媒体を調製
した。
(3)ポリマー微粒子の小規模製造
第4図に示した攪拌装置を用いて乳化を行なった後、濃
縮してPHMA微粒子を製造した。攪拌槽としては、D
I /Do職0.21, D i = 147ma+の
ものを用いた。既述したように、DIはエッジタービン
翼2の翼径であり、Doは撹拌槽1の内径である。
縮してPHMA微粒子を製造した。攪拌槽としては、D
I /Do職0.21, D i = 147ma+の
ものを用いた。既述したように、DIはエッジタービン
翼2の翼径であり、Doは撹拌槽1の内径である。
まず、上記で調製した水性媒体およびPMM^溶戚を攪
拌槽1内に投入し、ジャケット3内には30℃の温水を
循環させて加熱した。第1表に示したように、乳化のた
めのエッジタービン翼2の回転速度は700rpm,攪
拌時間は60分とした。また、乳化速度はI).52P
MMAkg/.tinとした。その後、80rpmでゆ
っくり攪拌しながら6時間加熱し、塩化メチレンを除去
し濃縮した。
拌槽1内に投入し、ジャケット3内には30℃の温水を
循環させて加熱した。第1表に示したように、乳化のた
めのエッジタービン翼2の回転速度は700rpm,攪
拌時間は60分とした。また、乳化速度はI).52P
MMAkg/.tinとした。その後、80rpmでゆ
っくり攪拌しながら6時間加熱し、塩化メチレンを除去
し濃縮した。
こうして得られたPMMA微粒子は、第1表に示したよ
うに、平均粒径が3.9μm、均等数が3.2と略望ま
しい特性を有していた。
うに、平均粒径が3.9μm、均等数が3.2と略望ま
しい特性を有していた。
なお、平均粒径の決定に際しては、コールターカウンタ
ー粒度分布測定機を用いて粒度分布を測定し、次式に基
づいて平均粒径を算出した。
ー粒度分布測定機を用いて粒度分布を測定し、次式に基
づいて平均粒径を算出した。
平均径一(ΣfiXXI3/ΣH)l/1ここで、XI
は階級値であり次式による。
は階級値であり次式による。
Xi =1.25+0.5 i (i −0.1.2
・=−n)flは、階級値XI中で計数された粒子数
である。
・=−n)flは、階級値XI中で計数された粒子数
である。
また均等数とは、ロジン・ラムラー腺図上において、階
級値に対して累積重量頻度をプロットしたときの直線の
傾きをいう。この値は分布の特性を表し、この値は分布
がシャープであるほど大きくなる。
級値に対して累積重量頻度をプロットしたときの直線の
傾きをいう。この値は分布の特性を表し、この値は分布
がシャープであるほど大きくなる。
比較例2〜6
PMMAの量、界面活性剤の量および/または種類、エ
ッジタービン翼の径Diおよび攪拌速度、並びに攪拌時
間を第1表に示したように変化させ、比較例1と同様に
行なった。他の物質の濃度は比較例1と同じとし、また
PHMA溶液と水性媒体との混合比率も比較例1と同じ
にした。得られたPMMA微粒子の特性を第1表に示し
た。
ッジタービン翼の径Diおよび攪拌速度、並びに攪拌時
間を第1表に示したように変化させ、比較例1と同様に
行なった。他の物質の濃度は比較例1と同じとし、また
PHMA溶液と水性媒体との混合比率も比較例1と同じ
にした。得られたPMMA微粒子の特性を第1表に示し
た。
なお、攪拌槽1のスケールアップに際しては、DI /
Do −0.21を一定に保持した。
Do −0.21を一定に保持した。
比較例1(小規模少量生産)の結果と比較例2.3(大
規模大量生産)の結果、比較例4(小規模少量生産)と
比較例5.6(大規模大量生産)の結果とを夫々比較す
ることにより、次の事実が示される。
規模大量生産)の結果、比較例4(小規模少量生産)と
比較例5.6(大規模大量生産)の結果とを夫々比較す
ることにより、次の事実が示される。
即ち、攪拌時間(60分)を一定とし、同じ平均粒径が
得られるように攪拌装置をスケールアップし、大量生産
を行なったた比較例2,5では、対応する小規模少ユ生
産の場合よりもPHMA微粒子の均等数が減少している
。これは、粒径分布が広くなっていることを示している
。また、小規模少量生産の場合と同定度の狭い粒径分布
が得られる条件でスケールアップした比較例3,6では
、対応する小規模少量生産の場合の4〜5倍の攪拌時間
を要した。
得られるように攪拌装置をスケールアップし、大量生産
を行なったた比較例2,5では、対応する小規模少ユ生
産の場合よりもPHMA微粒子の均等数が減少している
。これは、粒径分布が広くなっていることを示している
。また、小規模少量生産の場合と同定度の狭い粒径分布
が得られる条件でスケールアップした比較例3,6では
、対応する小規模少量生産の場合の4〜5倍の攪拌時間
を要した。
実施例1
比較例1と同様にして、PMMA溶液および水性媒体・
を調製した。この溶液を第1図の装置を用いて乳化した
後、濃縮することによりPMM^微粒子を製造した。攪
拌装置1oとしては、比較例2,35.6で用いた大型
のもの、即ち、DI/Do比が0.21で、Di−27
3msのものを用いた。スタチックミキサー20の内径
は25.hm, 1エレメントの長さはay.5ma+
、エレメント数は300である。
を調製した。この溶液を第1図の装置を用いて乳化した
後、濃縮することによりPMM^微粒子を製造した。攪
拌装置1oとしては、比較例2,35.6で用いた大型
のもの、即ち、DI/Do比が0.21で、Di−27
3msのものを用いた。スタチックミキサー20の内径
は25.hm, 1エレメントの長さはay.5ma+
、エレメント数は300である。
まず、水性媒体およびPMMA溶液を攪拌槽1内に投入
し、ジャケット3内には30℃の温水を循環させて加熱
した。第2表に示したように、乳化のためのエッジター
ビン翼2の回転速度は700rpm,攪拌時間は28分
とした。また、乳化速度は1. toPMMAkg/
a+Inとした。次いで、プランジャボンブ11を駆動
し、粗乳化された乳剤を攪拌槽1からスタチックミキサ
ー2oに送液して微乳化を行なった。送液速度は35,
Q/minとし、ジャケット21には30℃の温水を循
環させた。
し、ジャケット3内には30℃の温水を循環させて加熱
した。第2表に示したように、乳化のためのエッジター
ビン翼2の回転速度は700rpm,攪拌時間は28分
とした。また、乳化速度は1. toPMMAkg/
a+Inとした。次いで、プランジャボンブ11を駆動
し、粗乳化された乳剤を攪拌槽1からスタチックミキサ
ー2oに送液して微乳化を行なった。送液速度は35,
Q/minとし、ジャケット21には30℃の温水を循
環させた。
その後、80rpmでゆっくり攪拌しながら6時間加熱
し、塩化メチレンを除去し濃縮した。
し、塩化メチレンを除去し濃縮した。
こうして得られたPMMA微粒子は、第2表に示したよ
うに、平均粒径が3.8μ履、均等数が3.4と略望ま
しい特性を有していた。
うに、平均粒径が3.8μ履、均等数が3.4と略望ま
しい特性を有していた。
実施例2〜4
PMM^の量、界面活性剤の量および/または種類、エ
ッジタービン翼の回転速度、攪拌時間、プランジャボン
プ11の送液量を第1表に示したように変化させ、実施
例1と同様に行なった。他の物質の濃度は実施例1と同
じとし、またPMMA溶液と水性媒体との混合比率も実
施例1と同じにした。
ッジタービン翼の回転速度、攪拌時間、プランジャボン
プ11の送液量を第1表に示したように変化させ、実施
例1と同様に行なった。他の物質の濃度は実施例1と同
じとし、またPMMA溶液と水性媒体との混合比率も実
施例1と同じにした。
得られたPHMA微粒子の特性を第2表に示した。
第2表の結果から明らかなように、本発明の方法によれ
ば、スケールアップした乳化装置を用いた場合にも、小
規模乳化装置を用いた比較例1.4の場合と略同様の特
性をもったポリマー微粒子を得ることができる。
ば、スケールアップした乳化装置を用いた場合にも、小
規模乳化装置を用いた比較例1.4の場合と略同様の特
性をもったポリマー微粒子を得ることができる。
即ち、実施例2,3のような大量生産に適用した場合に
も、短時間の乳化時間で、小規模生産の比較例1と同じ
特性のポリマー微粒子を得ることができる。また、実施
例1,3のように、比較例1.4と同じ量の少量生産に
も適用することができる。
も、短時間の乳化時間で、小規模生産の比較例1と同じ
特性のポリマー微粒子を得ることができる。また、実施
例1,3のように、比較例1.4と同じ量の少量生産に
も適用することができる。
第1図は本発明において好適に用いることができる乳化
装置を示す図、第2図は本発明において好適に用いるこ
とができる濃縮装置を示す図であり、第3図はその操作
条件の一例を示す線図、第4図は従来の方法で用いられ
ている乳化装置を示す図である。
装置を示す図、第2図は本発明において好適に用いるこ
とができる濃縮装置を示す図であり、第3図はその操作
条件の一例を示す線図、第4図は従来の方法で用いられ
ている乳化装置を示す図である。
Claims (3)
- (1)a)水に不溶または水に難溶で且つ沸点または水
との共沸点が水の沸点よりも低い有機溶剤中に、一種以
上の疎水性ポリマーを溶解した溶液を調製する工程と、 b)分散安定剤および分散安定補助剤の存在下で、前記
溶液を水性媒体中に分散した乳剤を調製する工程と、 c)前記乳剤における油滴中の前記有機溶剤を除去する
工程とを具備した、0.5〜20μの球状のポリマー微
粒子を製造する方法において、前記乳剤を調製する工程
b)では、前記溶液を前記水性媒体中に一旦粗乳化した
後、更に微乳化することを特徴とする方法。 - (2)前記粗乳化は攪拌槽で行い、前記微乳化はスタチ
ックミキサーで行う請求項1に記載のポリマー微粒子の
製造方法。 - (3)前記スタチックミキサーはエレメント数が200
〜400で、且つ1エレメントの長さ/内径の比が1.
0〜2.0である請求項2に記載のポリマー微粒子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30744289A JPH03168217A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | ポリマー微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30744289A JPH03168217A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | ポリマー微粒子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03168217A true JPH03168217A (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=17969121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30744289A Pending JPH03168217A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | ポリマー微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03168217A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002322285A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 硬化性シリコーン組成物の水性エマルジョンの製造方法、その製造装置および硬化シリコーン粒状物の懸濁液の製造方法 |
| KR20040022637A (ko) * | 2002-09-09 | 2004-03-16 | 주식회사 효성 | 동시 유화법을 이용한 아크릴 미립자 제조방법 |
| JP2009533501A (ja) * | 2006-12-21 | 2009-09-17 | クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー | 人工ラッテクスの調製方法 |
| WO2009142231A1 (ja) | 2008-05-21 | 2009-11-26 | 東レ株式会社 | ポリマー微粒子の製造方法 |
| JP4791603B1 (ja) * | 2010-10-21 | 2011-10-12 | 福西電機株式会社 | エマルジョン燃料製造装置 |
-
1989
- 1989-11-29 JP JP30744289A patent/JPH03168217A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002322285A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 硬化性シリコーン組成物の水性エマルジョンの製造方法、その製造装置および硬化シリコーン粒状物の懸濁液の製造方法 |
| KR20040022637A (ko) * | 2002-09-09 | 2004-03-16 | 주식회사 효성 | 동시 유화법을 이용한 아크릴 미립자 제조방법 |
| JP2009533501A (ja) * | 2006-12-21 | 2009-09-17 | クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー | 人工ラッテクスの調製方法 |
| WO2009142231A1 (ja) | 2008-05-21 | 2009-11-26 | 東レ株式会社 | ポリマー微粒子の製造方法 |
| US8574669B2 (en) | 2008-05-21 | 2013-11-05 | Toray Industries, Inc. | Method for producing polymer fine particle comprising contacting an emulsion with a poor solvent |
| US9410004B2 (en) | 2008-05-21 | 2016-08-09 | Toray Industries, Inc. | Aromatic polyethersulfone microparticles having narrow particle diameter distribution index |
| US10239970B2 (en) | 2008-05-21 | 2019-03-26 | Toray Industries, Inc. | Method of producing fine particles of non-vinyl thermoplastic polymer |
| JP4791603B1 (ja) * | 2010-10-21 | 2011-10-12 | 福西電機株式会社 | エマルジョン燃料製造装置 |
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