JPH0425055B2 - - Google Patents
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- JPH0425055B2 JPH0425055B2 JP60274133A JP27413385A JPH0425055B2 JP H0425055 B2 JPH0425055 B2 JP H0425055B2 JP 60274133 A JP60274133 A JP 60274133A JP 27413385 A JP27413385 A JP 27413385A JP H0425055 B2 JPH0425055 B2 JP H0425055B2
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、水性連続相中に、該水性連続相に不
溶の分散相をオリフイス孔から噴出させ、該分散
相の液滴径がそろつた、ほぼ単分散の液滴群を得
る方法を提供するものであり、均一径の液滴群が
要求される装置として、例えば造粒装置や抽出装
置等に利用できる。 （従来の技術） 従来より、液滴生成方法に関し、いかに径のそ
ろつた液滴を生成させるかに注目し、水性連続相
中に、該水性連続相と不溶の分散相をオリフイス
から噴出させ、これを液滴化する研究がなされて
きたが、生成する液滴群の径は分布を持つてい
た。 水性連続相中でオリフイス孔から連続相に不溶
な分散相を層流で噴流させて滴化する方法におい
て、生成液滴径は両相の粘度、密度、界面張力に
依存することが知られている。分散相の噴流速度
を層流の上限より少し小さい範囲にしてやると、
生成する液滴の径の分布が比較的せまくなること
が知られている〔Christiansen、R.M.and
Hixon、A.H.、インダストリアル・アンド・エ
ンジニアリング・ケミストリー（Ind.Eng.
Chem.）、49、1017（1957）〕。また水中に特殊な方
法で円柱状の油を発生させると、界面に波が自然
に発生、成長し、均一径の液滴ができることとい
う現象〔Taylor、G.I.、プロシーデイング・オ
ブ・ロイヤル・ソサイテイー、シリーズ・エー
（Proc.Roy.Soc.、Ser.A）、146、501（1934）〕が、
上で述べた液滴生成と深く関わることが知られて
いる。 最近、北村ら、ザ・カナデイアン・ジヤーナ
ル・オブ・ケミカル・エンジニアリング（The
Canadian Journal of Chemical Engineering）、
60、723（1982）〕は、オリフイスから噴出する分
散相と同軸状に水性分散剤を並流で流し、噴流界
面での両相の速度差を小さくすると、界面に
Taylorの波が発生、成長することで均一な径の
液滴群が生成することを報告している。彼らの実
験から、静止した水性連続相中にオリフイスから
分散相を噴出して滴化をする場合、噴流界面で両
相に速度差があるため、均一な径の液滴群が生成
しにくいと推察される。 一方、Haas、〔アメリカン・インステチユー
ト・オブ・ケミカル・エンジニアズ・ジヤーナル
（A.I.Ch.E.Journal）、21、383（1975）〕は、オリ
フイスから噴出する分散相に周期的に圧力パルス
を印加し、この周期で噴流を分断し、均一な径の
液滴群が生成することを報告している。 このような強制振動による液滴生成の場合、均
一径の液滴を安定に生成させるためには、水相の
粘度を10cp以下にし、分散相の粘度を連続相の
粘度の0.1〜10倍程度にする必要がある（米国特
許第4444961号）。 本発明者等も同様の検討を実施し、強制振動に
よる均一液滴径を有する液滴群を取得する研究を
行つて来たが、分散相の粘度が水相の粒度の１倍
程度以上になると、Taylor波と強制振動の波が
相互に干渉し、生成液滴を均一にすることが困難
であることを確認した。 （本発明が解決しようとする問題点） 静止した連続相中にオリフイスから分散相を噴
出し液滴を生成させるだけでは、得られる液滴群
は径に分布がある。これを均一にするために北村
やHaasの方法を採用することもできるが、工業
的に利用するには装置が複雑になりすぎる。 （問題を解決するための手段） 本発明は、オリフイス孔から水性連続相中に、
該連続相に不溶な分散相を層流で噴出させて液滴
化する際に、分散相の粘度をμ′、水性連続相の粘
度をμとしたときに、両相の粘度比μ′／μを0.9
から４の範囲に選択することにより、実質的に単
分散の径を有する液滴群を発生させることを特徴
とする液滴生成方法を要旨とするものである。 粘度比を調整する方法としては、水性連続相に
水溶性の溶質を溶解させる方法、分散相に油溶性
の溶質を溶解させる方法により各相の粘度を変化
させるのが簡単である。また、各相の粘度の温度
依存性が高い場合、系の温度を変化させることで
も粘度比を調整できる。 本発明者は、種々の水性連続相と分散相の組み
合わせで液滴生成実験を行なつた。その中には、
例えば水中でケロシンの液滴を生成させたとき
は、両相の粘度比μ′／μが初めから0.9から４の
範囲に入つており、ことさら粘度調整をしなくて
もケロシンの単分散の液滴群が得られたこともあ
つた。したがつて本発明は、もとの物性のままで
は両相の粘度比μ′／μが0.9から４の範囲に入ら
ないような系に適応して効果のあるものである。 本発明者は、本発明に至る過程で、液滴生成機
構に注目する実験を行なつた。その結果、粘度比
μ′／μが0.9より小さい場合、噴流界面に周期的
な波が発生するものの、液滴が噴流から分裂する
頻度はランダムであることが確認された。粘度比
μ′／μが0.9から４の場合、噴流界面に発生した
周期的な波が成長し、その波で液滴が噴流から周
期的に分裂することが確認された。一方、粘度比
μ′／μが４より大きい場合、噴流界面に発生した
周期的な波は成長するものの、液滴が噴流から分
裂する直前にランダムに合体することが確認され
た。また均一径の液滴群が生成するのは、分散相
の噴出速度の或る範囲に限られるが、粘度比μ′／
μが1.5〜３の場合は、この範囲が広くなつてお
り、液滴生成の操作上好ましいこともわかつた。 本発明の方法が適用できる、分散相の噴流速度
の層流とは、オリフイスを通過する際の分散相の
レイノルズ数が少なくとも次の条件を満たす場合
である。 10×dn0.4×η-7＜Re＜20×dn0.4×η-7 …(1) ここで、dn〔cm〕はオリフイス孔径、η〔cm2／
sec〕は分散相の動粘度であり、Reはレイノルズ
数で次式で定義される。 Re＝dnU／η ここで、Ｕ〔cm／sec〕はオリフイス孔を通過す
る分散相の平均噴流速度である。なお(1)式は、水
性連続相と分散相の密度差が約0.1から0.2〔ｇ／
cm2〕であり、水性連続相の粘度が約５〔cp〕以下
で求めたものである。 本発明の方法で生成する液滴の径は、先に述べ
たTaylor波の波長に依存する。北村の研究によ
ると、噴流界面で速度差のない条件では生成液滴
径はTaylor波の波長で決定し、オリフイス孔径
の1.9〜２倍程度であつた。本発明の方法では、
静止する水性連続相中に分散相が噴流しており、
噴流界面に速度差があるため、生成液滴径はオリ
フイス孔径の２倍から2.2倍程度であつた。 本発明の方法は、先に述べたように、均一径の
液滴群が要求される装置として造粒装置や抽出装
置等に利用できるが、次のような応用例がある。 懸濁重合法で重合体粒子を得たい場合、取得さ
れる粒子の径が均一であることが望まれる。この
ような場合、均一な径の単量体液滴を生成させ、
これを重合させることにより、均一な径の重合体
粒子が得られる。本発明で用いられる単量体とし
ては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ク
ロロスチレン、アクリロニトリル、メチルアクリ
レート、メチルメタクリレートなど通常の重合性
単量体が挙げられ、それらの単独又は混合溶液が
使用できる。イオン交換樹脂の製造を目的とする
場合、ジビニルベンゼン等の架橋剤又は２以上の
官能基を有する単量体を予め分散相に混合、溶解
して使用すれば良い。 粘度比を所望の値に調整するには、これらの単
量体の一種あるいは二種以上の重合体を、単量体
単独もしくは単量体の混合溶液に溶解する方法、
又は単量体の単独もしくは２種以上の混合液を予
め一部重合させる方法等により重合物を単量体中
に溶存させることにより容易に粘度比を調整する
ことができる。更に両相の粘度比の調整方法とし
ては、分散相に増粘剤を添加する方法、溶媒で希
釈する方法、更に場合によつては水性連続相に増
粘剤を添加する方法等も採用し得る。分散相に添
加する増粘剤の例としてはノルマルパラフイン、
ケロシン等の炭化水素系液体が好適であり、溶媒
としてはベンゼン、トルエン、キシレン、エチル
ベンゼン或いはハロゲン含有液状炭化水素等が使
用し得る。また水性連続相用の増粘剤としてはポ
リビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロー
ズ、カルボキシメチルセルローズ、ポリエチレン
オキサイド、ポリアクリル酸等の水溶性高分子物
質が使用し得る。 造粒プロセスにおいても、得られる粒子群の径
が均一であることが、一般的にその製品価値を高
めることから、本発明の方法が好適に適用でき
る。すなわち、水性連続相中に、本発明の方法を
用いて分散相の均一な径の液滴群を供給し、これ
を公知のカプセル化技術〔例えば、近藤保、小石
真純「マイクロカプセル化−その製法・性質・応
用」三共出版（1977）〕で造粒することにより、
均一な径の粒子を得ることができる。 抽出プロセスにおいては、物質の移動速度を制
御する観点から、液々界面積を所望の値に設定で
きれば合理的な装置設計、最適な操作条件の設定
が可能になる。本発明の方法を用い、水性連続相
中に分散相の均一な径の液滴を供給すれば液々界
面積は容易に設定できる。 第１図は、液滴生成装置の一般的な構成を示す
説明図である。液滴化しようとする分散相は、オ
リフイスカラム入口３を通りオリフイスカラム２
に入り、オリフイス板１のオリフイス孔から連続
相５が満たされた液体容器４中に噴出される。第
２図は、本発明の実施例１の実施に使用される好
適な装置の説明図である。 （発明の効果） 本発明の単分散滴生成法は、液滴生成装置を複
雑にすることなく、液滴径の分布が非常にシヤー
プな実質的に単分散の液滴群を容易に得られる利
点を有している。 （実施例） 以下、実験及び実施例により本発明を更に詳細
に説明するが、本発明の技術思想はこれらに限定
されるものではない。 実験 １ 第１図に示した装置を使用し、スチレンポリマ
ーを種々の濃度で溶解させたスチレンモノマーを
水中に分散させる液滴生成実験を行なつた。 直径12cmのガラス筒の底部に、厚さ１mmのステ
ンレススチール板に直径0.08cmの孔を一個有する
オリフイス板を設置し、ガラス筒にイオン交換水
を満たし、オリフイス孔から種々の流速で前記ス
チレンモノマーを噴流させ、液滴生成の状況を観
察した。第１表に実験結果をまとめて示す。表中
で「単分散滴生成」とは、液滴群が生成する現象
をストロボスコープの発光周期を調整することに
より同期できる場合を意味する。ちなみに、第１
表の系では100〜200Hzで同期できた。また、単分
散滴が生成するのは第１表に示した分散相流量の
範囲に限られた。 実験 ２ オリフイス板として、直径0.02cmの孔を一個有
するものを用いた以外は実験１と同じ装置を使用
して、第２表に記載の水性連続相中に、ケロシン
の液滴群生成実験を行なつた。結果を第２表に示
した。温度30℃で実験を行つた。 【表】 【表】 第２表中RUN No.２−１は、水中にケロシン
を噴出させた場合であり、第２表に示したよう
に、噴流速度3.1〜3.4〔c.c.／min〕で直径0.042cm
の単分散滴の生成が確認された。RUN No.２−
２は、グリセリンで連続相の粘度を上げた場合で
あり、噴流速度を変化させても単分散滴の生成は
確認されなかつた。 実施例 １ 第２図に示した装置で、内径130mm、垂直部高
さが400mmの反応器６に、リン酸カルシウム微粉
末1000ppm、PVA80ppm、アニオン性界面活性
剤80ppmを含む水性分散媒を３投入し、反応器
下部の内径８mmの水性分散媒抜き出し口７より、
この水性分散媒を抜き出し、渦巻ポンプ８にて４
／hrの流量で反応器頂部に設置した孔径0.5mm
の多数のオリフイス孔を有する分散器９に供給
し、反応器内の水性分散媒の液面全面に散布しな
がら循環した。この時の水性分散媒の温度は10℃
であつた。 この状態でスチレンモノマーに1.5wt％のポリ
スチレンと0.3wt％のベンゾイルパーオキサイド
を溶解した溶液を、モノマー導入口１１から液適
生成装置１２に導入し、直径0.8mmの孔径のオリ
フイスを１個有するオリフイス板１から20c.c.／
minで反応器６内の水性分散媒中に噴出させ、均
一径を有する液滴群を生成させた。この時のモノ
マーの温度は10℃に調整しておいた。この温度で
の両相の粘度比μ′／μは1.4であつた。500ｇのモ
ノマー混合物を供給後、液滴の生成を止め、ジヤ
ケツト１４に熱水を通し反応器内温を90℃にして
２時間重合した。この時まで、撹拌翼１０は回転
させず、液滴は流動層の形で反応器６中に浮遊さ
せた。次に、水性分散媒の循環を止め、反応器内
に設置されている巾80mm、長さ200mmの平板撹拌
ペラ１０を60rpmで撹拌し、引き続き90℃で３時
間反応を進め、重合体粒子群を得た。 こうして得られた重合体粒子群を含むスラリー
を、スラリー払出口１３から払出し、脱水、乾燥
後、粒径分布を測定した。その結果、平均粒径
1.5mm、10メツシユ〜12メツシユの収得率が98％
の粒子径のそろつた真球状の重合体粒子群を取得
した。 実施例 ２ オリフイス孔径が0.2mmのオリフイス板を使用
した以外は、実施例１と同じ装置で液滴群の生成
重合を実施した。実施例１と同様に調製した水性
分散媒を実施例１と同様にポンプで循環しつつ、
スチレンモノマーに1.5wt％のポリスチレンと
0.3wt％のベンゾイルパーオキサイドを溶解した
モノマー溶液を、0.2mmの孔径のオリフイスを１
個有するオリフイス板から2.8c.c.／minで反応器
中に噴出させ、液滴群を生成した。200ｇのモノ
マー混合物を供給後、液滴の生成を止め、反応器
内温を90℃にして２時間重合した。この間、反応
器内の水性分散媒抜出し口近くに液滴がきたの
で、液滴が抜きだされないように渦巻ポンプの流
量を少し下げた。次に、渦巻ポンプ止め、水性分
散媒の循環を止め、ペラによる撹拌で、引きつづ
き90℃で３時間重合した。 こうして得られた重合体粒子群を脱水、乾燥
し、粒径分布を測定した結果、平均粒径0.42mm、
32メツシユ〜42メツシユの収得率が95％の粒子径
のそろつた真球状の重合体粒子群を取得した。
溶の分散相をオリフイス孔から噴出させ、該分散
相の液滴径がそろつた、ほぼ単分散の液滴群を得
る方法を提供するものであり、均一径の液滴群が
要求される装置として、例えば造粒装置や抽出装
置等に利用できる。 （従来の技術） 従来より、液滴生成方法に関し、いかに径のそ
ろつた液滴を生成させるかに注目し、水性連続相
中に、該水性連続相と不溶の分散相をオリフイス
から噴出させ、これを液滴化する研究がなされて
きたが、生成する液滴群の径は分布を持つてい
た。 水性連続相中でオリフイス孔から連続相に不溶
な分散相を層流で噴流させて滴化する方法におい
て、生成液滴径は両相の粘度、密度、界面張力に
依存することが知られている。分散相の噴流速度
を層流の上限より少し小さい範囲にしてやると、
生成する液滴の径の分布が比較的せまくなること
が知られている〔Christiansen、R.M.and
Hixon、A.H.、インダストリアル・アンド・エ
ンジニアリング・ケミストリー（Ind.Eng.
Chem.）、49、1017（1957）〕。また水中に特殊な方
法で円柱状の油を発生させると、界面に波が自然
に発生、成長し、均一径の液滴ができることとい
う現象〔Taylor、G.I.、プロシーデイング・オ
ブ・ロイヤル・ソサイテイー、シリーズ・エー
（Proc.Roy.Soc.、Ser.A）、146、501（1934）〕が、
上で述べた液滴生成と深く関わることが知られて
いる。 最近、北村ら、ザ・カナデイアン・ジヤーナ
ル・オブ・ケミカル・エンジニアリング（The
Canadian Journal of Chemical Engineering）、
60、723（1982）〕は、オリフイスから噴出する分
散相と同軸状に水性分散剤を並流で流し、噴流界
面での両相の速度差を小さくすると、界面に
Taylorの波が発生、成長することで均一な径の
液滴群が生成することを報告している。彼らの実
験から、静止した水性連続相中にオリフイスから
分散相を噴出して滴化をする場合、噴流界面で両
相に速度差があるため、均一な径の液滴群が生成
しにくいと推察される。 一方、Haas、〔アメリカン・インステチユー
ト・オブ・ケミカル・エンジニアズ・ジヤーナル
（A.I.Ch.E.Journal）、21、383（1975）〕は、オリ
フイスから噴出する分散相に周期的に圧力パルス
を印加し、この周期で噴流を分断し、均一な径の
液滴群が生成することを報告している。 このような強制振動による液滴生成の場合、均
一径の液滴を安定に生成させるためには、水相の
粘度を10cp以下にし、分散相の粘度を連続相の
粘度の0.1〜10倍程度にする必要がある（米国特
許第4444961号）。 本発明者等も同様の検討を実施し、強制振動に
よる均一液滴径を有する液滴群を取得する研究を
行つて来たが、分散相の粘度が水相の粒度の１倍
程度以上になると、Taylor波と強制振動の波が
相互に干渉し、生成液滴を均一にすることが困難
であることを確認した。 （本発明が解決しようとする問題点） 静止した連続相中にオリフイスから分散相を噴
出し液滴を生成させるだけでは、得られる液滴群
は径に分布がある。これを均一にするために北村
やHaasの方法を採用することもできるが、工業
的に利用するには装置が複雑になりすぎる。 （問題を解決するための手段） 本発明は、オリフイス孔から水性連続相中に、
該連続相に不溶な分散相を層流で噴出させて液滴
化する際に、分散相の粘度をμ′、水性連続相の粘
度をμとしたときに、両相の粘度比μ′／μを0.9
から４の範囲に選択することにより、実質的に単
分散の径を有する液滴群を発生させることを特徴
とする液滴生成方法を要旨とするものである。 粘度比を調整する方法としては、水性連続相に
水溶性の溶質を溶解させる方法、分散相に油溶性
の溶質を溶解させる方法により各相の粘度を変化
させるのが簡単である。また、各相の粘度の温度
依存性が高い場合、系の温度を変化させることで
も粘度比を調整できる。 本発明者は、種々の水性連続相と分散相の組み
合わせで液滴生成実験を行なつた。その中には、
例えば水中でケロシンの液滴を生成させたとき
は、両相の粘度比μ′／μが初めから0.9から４の
範囲に入つており、ことさら粘度調整をしなくて
もケロシンの単分散の液滴群が得られたこともあ
つた。したがつて本発明は、もとの物性のままで
は両相の粘度比μ′／μが0.9から４の範囲に入ら
ないような系に適応して効果のあるものである。 本発明者は、本発明に至る過程で、液滴生成機
構に注目する実験を行なつた。その結果、粘度比
μ′／μが0.9より小さい場合、噴流界面に周期的
な波が発生するものの、液滴が噴流から分裂する
頻度はランダムであることが確認された。粘度比
μ′／μが0.9から４の場合、噴流界面に発生した
周期的な波が成長し、その波で液滴が噴流から周
期的に分裂することが確認された。一方、粘度比
μ′／μが４より大きい場合、噴流界面に発生した
周期的な波は成長するものの、液滴が噴流から分
裂する直前にランダムに合体することが確認され
た。また均一径の液滴群が生成するのは、分散相
の噴出速度の或る範囲に限られるが、粘度比μ′／
μが1.5〜３の場合は、この範囲が広くなつてお
り、液滴生成の操作上好ましいこともわかつた。 本発明の方法が適用できる、分散相の噴流速度
の層流とは、オリフイスを通過する際の分散相の
レイノルズ数が少なくとも次の条件を満たす場合
である。 10×dn0.4×η-7＜Re＜20×dn0.4×η-7 …(1) ここで、dn〔cm〕はオリフイス孔径、η〔cm2／
sec〕は分散相の動粘度であり、Reはレイノルズ
数で次式で定義される。 Re＝dnU／η ここで、Ｕ〔cm／sec〕はオリフイス孔を通過す
る分散相の平均噴流速度である。なお(1)式は、水
性連続相と分散相の密度差が約0.1から0.2〔ｇ／
cm2〕であり、水性連続相の粘度が約５〔cp〕以下
で求めたものである。 本発明の方法で生成する液滴の径は、先に述べ
たTaylor波の波長に依存する。北村の研究によ
ると、噴流界面で速度差のない条件では生成液滴
径はTaylor波の波長で決定し、オリフイス孔径
の1.9〜２倍程度であつた。本発明の方法では、
静止する水性連続相中に分散相が噴流しており、
噴流界面に速度差があるため、生成液滴径はオリ
フイス孔径の２倍から2.2倍程度であつた。 本発明の方法は、先に述べたように、均一径の
液滴群が要求される装置として造粒装置や抽出装
置等に利用できるが、次のような応用例がある。 懸濁重合法で重合体粒子を得たい場合、取得さ
れる粒子の径が均一であることが望まれる。この
ような場合、均一な径の単量体液滴を生成させ、
これを重合させることにより、均一な径の重合体
粒子が得られる。本発明で用いられる単量体とし
ては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ク
ロロスチレン、アクリロニトリル、メチルアクリ
レート、メチルメタクリレートなど通常の重合性
単量体が挙げられ、それらの単独又は混合溶液が
使用できる。イオン交換樹脂の製造を目的とする
場合、ジビニルベンゼン等の架橋剤又は２以上の
官能基を有する単量体を予め分散相に混合、溶解
して使用すれば良い。 粘度比を所望の値に調整するには、これらの単
量体の一種あるいは二種以上の重合体を、単量体
単独もしくは単量体の混合溶液に溶解する方法、
又は単量体の単独もしくは２種以上の混合液を予
め一部重合させる方法等により重合物を単量体中
に溶存させることにより容易に粘度比を調整する
ことができる。更に両相の粘度比の調整方法とし
ては、分散相に増粘剤を添加する方法、溶媒で希
釈する方法、更に場合によつては水性連続相に増
粘剤を添加する方法等も採用し得る。分散相に添
加する増粘剤の例としてはノルマルパラフイン、
ケロシン等の炭化水素系液体が好適であり、溶媒
としてはベンゼン、トルエン、キシレン、エチル
ベンゼン或いはハロゲン含有液状炭化水素等が使
用し得る。また水性連続相用の増粘剤としてはポ
リビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロー
ズ、カルボキシメチルセルローズ、ポリエチレン
オキサイド、ポリアクリル酸等の水溶性高分子物
質が使用し得る。 造粒プロセスにおいても、得られる粒子群の径
が均一であることが、一般的にその製品価値を高
めることから、本発明の方法が好適に適用でき
る。すなわち、水性連続相中に、本発明の方法を
用いて分散相の均一な径の液滴群を供給し、これ
を公知のカプセル化技術〔例えば、近藤保、小石
真純「マイクロカプセル化−その製法・性質・応
用」三共出版（1977）〕で造粒することにより、
均一な径の粒子を得ることができる。 抽出プロセスにおいては、物質の移動速度を制
御する観点から、液々界面積を所望の値に設定で
きれば合理的な装置設計、最適な操作条件の設定
が可能になる。本発明の方法を用い、水性連続相
中に分散相の均一な径の液滴を供給すれば液々界
面積は容易に設定できる。 第１図は、液滴生成装置の一般的な構成を示す
説明図である。液滴化しようとする分散相は、オ
リフイスカラム入口３を通りオリフイスカラム２
に入り、オリフイス板１のオリフイス孔から連続
相５が満たされた液体容器４中に噴出される。第
２図は、本発明の実施例１の実施に使用される好
適な装置の説明図である。 （発明の効果） 本発明の単分散滴生成法は、液滴生成装置を複
雑にすることなく、液滴径の分布が非常にシヤー
プな実質的に単分散の液滴群を容易に得られる利
点を有している。 （実施例） 以下、実験及び実施例により本発明を更に詳細
に説明するが、本発明の技術思想はこれらに限定
されるものではない。 実験 １ 第１図に示した装置を使用し、スチレンポリマ
ーを種々の濃度で溶解させたスチレンモノマーを
水中に分散させる液滴生成実験を行なつた。 直径12cmのガラス筒の底部に、厚さ１mmのステ
ンレススチール板に直径0.08cmの孔を一個有する
オリフイス板を設置し、ガラス筒にイオン交換水
を満たし、オリフイス孔から種々の流速で前記ス
チレンモノマーを噴流させ、液滴生成の状況を観
察した。第１表に実験結果をまとめて示す。表中
で「単分散滴生成」とは、液滴群が生成する現象
をストロボスコープの発光周期を調整することに
より同期できる場合を意味する。ちなみに、第１
表の系では100〜200Hzで同期できた。また、単分
散滴が生成するのは第１表に示した分散相流量の
範囲に限られた。 実験 ２ オリフイス板として、直径0.02cmの孔を一個有
するものを用いた以外は実験１と同じ装置を使用
して、第２表に記載の水性連続相中に、ケロシン
の液滴群生成実験を行なつた。結果を第２表に示
した。温度30℃で実験を行つた。 【表】 【表】 第２表中RUN No.２−１は、水中にケロシン
を噴出させた場合であり、第２表に示したよう
に、噴流速度3.1〜3.4〔c.c.／min〕で直径0.042cm
の単分散滴の生成が確認された。RUN No.２−
２は、グリセリンで連続相の粘度を上げた場合で
あり、噴流速度を変化させても単分散滴の生成は
確認されなかつた。 実施例 １ 第２図に示した装置で、内径130mm、垂直部高
さが400mmの反応器６に、リン酸カルシウム微粉
末1000ppm、PVA80ppm、アニオン性界面活性
剤80ppmを含む水性分散媒を３投入し、反応器
下部の内径８mmの水性分散媒抜き出し口７より、
この水性分散媒を抜き出し、渦巻ポンプ８にて４
／hrの流量で反応器頂部に設置した孔径0.5mm
の多数のオリフイス孔を有する分散器９に供給
し、反応器内の水性分散媒の液面全面に散布しな
がら循環した。この時の水性分散媒の温度は10℃
であつた。 この状態でスチレンモノマーに1.5wt％のポリ
スチレンと0.3wt％のベンゾイルパーオキサイド
を溶解した溶液を、モノマー導入口１１から液適
生成装置１２に導入し、直径0.8mmの孔径のオリ
フイスを１個有するオリフイス板１から20c.c.／
minで反応器６内の水性分散媒中に噴出させ、均
一径を有する液滴群を生成させた。この時のモノ
マーの温度は10℃に調整しておいた。この温度で
の両相の粘度比μ′／μは1.4であつた。500ｇのモ
ノマー混合物を供給後、液滴の生成を止め、ジヤ
ケツト１４に熱水を通し反応器内温を90℃にして
２時間重合した。この時まで、撹拌翼１０は回転
させず、液滴は流動層の形で反応器６中に浮遊さ
せた。次に、水性分散媒の循環を止め、反応器内
に設置されている巾80mm、長さ200mmの平板撹拌
ペラ１０を60rpmで撹拌し、引き続き90℃で３時
間反応を進め、重合体粒子群を得た。 こうして得られた重合体粒子群を含むスラリー
を、スラリー払出口１３から払出し、脱水、乾燥
後、粒径分布を測定した。その結果、平均粒径
1.5mm、10メツシユ〜12メツシユの収得率が98％
の粒子径のそろつた真球状の重合体粒子群を取得
した。 実施例 ２ オリフイス孔径が0.2mmのオリフイス板を使用
した以外は、実施例１と同じ装置で液滴群の生成
重合を実施した。実施例１と同様に調製した水性
分散媒を実施例１と同様にポンプで循環しつつ、
スチレンモノマーに1.5wt％のポリスチレンと
0.3wt％のベンゾイルパーオキサイドを溶解した
モノマー溶液を、0.2mmの孔径のオリフイスを１
個有するオリフイス板から2.8c.c.／minで反応器
中に噴出させ、液滴群を生成した。200ｇのモノ
マー混合物を供給後、液滴の生成を止め、反応器
内温を90℃にして２時間重合した。この間、反応
器内の水性分散媒抜出し口近くに液滴がきたの
で、液滴が抜きだされないように渦巻ポンプの流
量を少し下げた。次に、渦巻ポンプ止め、水性分
散媒の循環を止め、ペラによる撹拌で、引きつづ
き90℃で３時間重合した。 こうして得られた重合体粒子群を脱水、乾燥
し、粒径分布を測定した結果、平均粒径0.42mm、
32メツシユ〜42メツシユの収得率が95％の粒子径
のそろつた真球状の重合体粒子群を取得した。
第１図は液滴生成装置の一般的な構成を示す説
明図、第２図は本発明の実施例１を実施するに好
適な装置の１例を示す説明図である。 １……オリフイス板、２……オリフイスカラ
ム、５……連続相、６……反応器、９……分散
器、１２……液滴生成装置。
明図、第２図は本発明の実施例１を実施するに好
適な装置の１例を示す説明図である。 １……オリフイス板、２……オリフイスカラ
ム、５……連続相、６……反応器、９……分散
器、１２……液滴生成装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ オリフイス孔から水性連続相中に、該連続相
に不溶な分散相を層流で噴出させて液滴化する際
に、分散相の粘度をμ′、水性連続相の粘度をμと
したときに、両相の粘度比μ′／μを0.9から４の
範囲に選択することにより実質的に単分散の径を
有する液滴群を発生させることを特徴とする液滴
生成方法。 ２ 分散相が重合性単量体の単独若しくは混合溶
液、又は該重合性単量体と溶媒との混合溶液であ
り、該重合性単量体の重合物又は他の重合物を該
重合性単量体または該混合溶液中に溶存させるこ
とにより粘度比を調整する特許請求の範囲第１項
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59-258572 | 1984-12-06 | ||
| JP25857284 | 1984-12-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JPH0425055B2 true JPH0425055B2 (ja) | 1992-04-28 |
Family
ID=17322105
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JPS61268346A (ja) |
| AU (1) | AU574543B2 (ja) |
| DE (1) | DE3568442D1 (ja) |
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