[go: up one dir, main page]

TWI890705B - 乳膠之製造方法及製造裝置 - Google Patents

乳膠之製造方法及製造裝置

Info

Publication number
TWI890705B
TWI890705B TW109139378A TW109139378A TWI890705B TW I890705 B TWI890705 B TW I890705B TW 109139378 A TW109139378 A TW 109139378A TW 109139378 A TW109139378 A TW 109139378A TW I890705 B TWI890705 B TW I890705B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
porous body
mixed liquid
separation device
gas separation
bubbles
Prior art date
Application number
TW109139378A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202138050A (zh
Inventor
福永元
松岡慧
Original Assignee
日商日東電工股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商日東電工股份有限公司 filed Critical 日商日東電工股份有限公司
Publication of TW202138050A publication Critical patent/TW202138050A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI890705B publication Critical patent/TWI890705B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B01F23/4105—Methods of emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0031—Degasification of liquids by filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/80—After-treatment of the mixture
    • B01F23/803—Venting, degassing or ventilating of gases, fumes or toxic vapours from the mixture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4522—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through porous bodies, e.g. flat plates, blocks or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4522—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through porous bodies, e.g. flat plates, blocks or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube
    • B01F25/45221—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through porous bodies, e.g. flat plates, blocks or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube the porous bodies being cylinders or cones which obstruct the whole diameter of the tube, the flow changing from axial in radial and again in axial
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/70—Mixers specially adapted for working at sub- or super-atmospheric pressure, e.g. combined with de-foaming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/712—Feed mechanisms for feeding fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7176—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

本發明提供一種利用膜乳化法有效率地製造單分散性已提升之乳膠的方法。本發明乳膠之製造方法係使包含水相及油相之混合液，在具有1個以上儲槽、多孔體、輸液機構及連接該等之循環配管的循環迴路內循環，以使該混合液通過多孔體複數次；該循環迴路更具有氣體分離裝置，並透過該氣體分離裝置自該混合液中去除氣泡。

Description

乳膠之製造方法及製造裝置
本發明涉及乳膠之製造方法及製造裝置。
乳膠之製造方法以機械性乳化法廣為人知，利用機械性乳化法，一般而言有所得乳膠中之分散質(液滴)的粒徑分布寬廣(單分散性低)的傾向。相對於此，分散質(液滴)之粒徑分布窄(單分散性高)的乳膠之製造方法已知有微流道乳化法、膜乳化法等(專利文獻1~4)。
利用微流道乳化法可獲得單分散性優異之乳膠，但另一方面，分散質與分散介質之比率的設計自由度低。另一方面，利用膜乳化法雖可較自由地設計分散質與分散介質之比率，但另一方面，關於所得乳膠的單分散性則尚有進一步提升的餘地。
圖4係說明利用以往之膜乳化法的乳膠之製造裝置的概略圖。圖4所示製造裝置200具備：儲槽10，其容置包含水相與油相之混合液；多孔體20，係藉由使該混合液通過而使該水相與該油相乳化；輸液機構30，係輸送該混合液；循環配管40，係連接該等而構成循環迴路。
根據使用上述製造裝置200的乳膠之製造方法，包含水相與油相之混合液被供給至儲槽10後，該混合液會自儲槽10被供給至循環配管40並通過多孔體20，而已通過多孔體20的混合液會再次被回收至儲槽10。反覆進行將上述混合液自儲槽10供給至循環配管40、通過多孔體20及回收至儲槽10預定次數後，將所得乳膠回收至乳膠容置槽60。利用該製造方法獲得之乳膠如上述，在液滴之單分散性上有比機械性乳化法更優異、但另一方面卻比微流道法差之情形。又，為獲得所期望的單分散性所需之循環次數多，而在處理效率這點上有提升的餘地。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第6444062號公報 專利文獻2：日本專利第6115955號公報 專利文獻3：日本專利特開2010-190946號公報 專利文獻4：日本專利第5168529號公報
發明欲解決之課題 本發明是為了解決上述以往之課題而成者，其主要目的在於提供一種以膜乳化法有效率地製造單分散性優異之乳膠的方法。
用以解決課題之手段 根據本發明一面向提供一種乳膠之製造方法，該製造方法係使包含水相及油相之混合液，在具有1個以上儲槽、多孔體、輸液機構及連接該等之循環配管的循環迴路內循環，以使該混合液通過多孔體複數次；該循環迴路更具有氣體分離裝置，並透過該氣體分離裝置自該混合液中去除氣泡。 在一實施形態中，上述多孔體被多孔體保持具保持；在上述混合液通過上述多孔體時，使上述混合液所含氣泡聚集於該多孔體保持具上部，透過設於該多孔體保持具上的上述氣體分離裝置排出已聚集之該氣泡。 在一實施形態中，上述多孔體為筒狀多孔體；在上述混合液自該筒狀多孔體的外周面側往內周面側或者自內周面側往外周面側通過的同時，使上述混合液所含氣泡聚集於該筒狀多孔體上部，透過設於上述多孔體保持具上的上述氣體分離裝置排出已聚集之該氣泡。 在一實施形態中，上述混合液為水相與油相已預分散的預分散液。 在一實施形態中，其係油滴分散於水相的水中油滴型乳膠之製造方法。 在一實施形態中，上述氣體分離裝置為氣體排出閥。 在一實施形態中，上述氣體分離裝置即使在上述循環迴路內呈負壓之情況下仍不吸氣。 在一實施形態中，不在上述儲槽內攪拌上述混合液。 根據本發明另一面向提供一種乳膠之製造裝置，其具備：1個以上儲槽，其容置包含水相及油相之混合液；多孔體，係藉由使該混合液通過而使該水相與該油相乳化；輸液機構，係輸送該混合液；及循環配管，係連接該等而構成循環迴路；該多孔體被多孔體保持具保持；該多孔體保持具上設有氣體分離裝置，以可排出在該混合液通過該多孔體時聚集於該多孔體保持具上部之源自該混合液的氣泡。 在一實施形態中，上述多孔體為筒狀多孔體；上述多孔體保持具上設有上述氣體分離裝置，以可排出在上述混合液自外周面側往內周面側或者自內周面側往外周面側通過該筒狀多孔體時聚集於該筒狀多孔體上部之源自該混合液的氣泡。 在一實施形態中，上述氣體分離裝置為氣體排出閥。 在一實施形態中，上述氣體分離裝置即使在上述循環迴路內呈負壓之情況下仍不吸氣。
發明效果 利用本發明乳膠之製造方法，藉由自包含水相及油相之混合液中去除氣泡後供於進行多孔體處理，可有效率地獲得液滴之單分散性優異的乳膠。以往在乳膠製造過程中，去除氣泡之目的大多為防止塗佈所得乳膠時氣泡造成所得塗膜產生顆粒、或是提升多孔體處理之效率。對此，本發明藉由自多孔體處理對象之混合液中去除氣泡，可在早期即提升液滴之單分散性，將發揮不同以往之效果。
以下說明本發明之較佳實施形態，惟本發明不受該等實施形態限定。
本發明實施形態之乳膠之製造方法係使包含水相及油相之混合液，在具有1個以上儲槽、多孔體、輸液機構及連接該等之循環配管的循環迴路內循環，以使該混合液通過多孔體複數次；該製造方法之特徵之一在於：該循環迴路更具有氣體分離裝置，並透過該氣體分離裝置自該混合液中去除氣泡。藉由自多孔體處理對象之混合液中去除氣泡，可有效率地獲得液滴之單分散性已更提升的乳膠。
圖1係說明可用於上述乳膠之製造方法的乳膠之製造裝置一例的概略圖。圖1所示乳膠之製造裝置100具備：儲槽10，其容置包含水相及油相之混合液；多孔體20，係藉由使該混合液通過而使水相與油相乳化；輸液機構30，係輸送該混合液；循環配管40，係連接該等而構成循環迴路；及氣體分離裝置50，係用於自混合液中去除氣泡。在製造裝置100中，係在多孔體20被多孔體保持具70保持之狀態下構成循環迴路，且氣體分離裝置50係安裝在多孔體保持具70上。
根據製造裝置100，藉由驅動輸液機構30使混合液在循環迴路內循環，可使其通過多孔體20複數次。又，在多孔體處理結束後，藉由切換三通閥80使循環迴路連通至回收槽60，可將通過多孔體20後的混合液(乳膠)回收至回收槽60。
儲槽10可具備攪拌葉片，亦可不具備。若不在儲槽內攪拌混合液，則可抑制氣泡混入混合液中，因此可更適於獲得本發明效果。
多孔體20係具有連通孔之開放氣泡多孔體，可藉由使混合液通過來使水相與油相乳化。多孔體可因應目標乳膠的特性來適當選擇。例如，製造油滴分散於水相的水中油滴型(O/W型)乳膠時，宜使用親水性多孔體。而製造水滴分散於油相的油中水滴型(W/O型)乳膠時，宜使用疏水性多孔體。
多孔體之構成材料只要是具有所期望的親水性或疏水性者，即無限制，可舉例如玻璃、陶瓷、矽、金屬、聚合物等。又，多孔體可為膜狀、板狀、筒狀等任意形狀。
多孔體所具有之連通孔的平均孔徑可因應目標乳膠的液滴徑、要通過多孔體之混合液的組成、黏度等來適當選擇。在一實施形態中，當目標乳膠的液滴之平均粒徑為5µm時，連通孔之平均孔徑可為例如1µm~20µm，宜為5µm~10µm。又，無須多言，由可獲得單分散性高的乳膠之觀點來看，多孔體的連通孔之孔徑的均一性宜高。
另，上述乳膠之液滴的平均粒徑係指體積分布之平均徑(為非球體時則為球等效直徑)，例如可使用藉由將已分散於電解液中之液滴通過微小孔時的電阻變化值換算成球體之方法(庫爾特法)求得之值。或者，亦可採用例如以下方法：任意取樣作為對象之粒子2000個，以顯微鏡觀察，再將拍攝所得影像進行數位處理後測定個別粒徑再換算成球體的方法；利用粒子通過所造成之透射光變化量來測定粒徑的光遮光式；使用測定會依粒徑而變化之光散射強度來特定粒度分布之光散射式粒度測定裝置的測定方法；惟各種手法中，最能以高解析度測定粒徑分布窄的試樣的手法為庫爾特法。
多孔體宜在被多孔體保持具保持之狀態下配置於循環迴路中，且該多孔體保持具上設有氣體分離裝置，以可排出聚集於其上部之氣體。使包含氣泡之混合液自多孔體之一側(供給面側)往另一側(排出面側)通過時，混合液較氣泡更容易通過多孔體，因此混合液會優先通過多孔體，另一方面，氣泡則會留在供給面側而聚集在多孔體保持具上部。因此，藉由透過氣體分離裝置50排出該已聚集之氣泡，可有效率地自混合液中去除氣泡，結果可進行更均一的多孔體處理。
只要可獲得本發明之效果，多孔體可為任意適當的形狀。在一實施形態中，多孔體係一端部或兩端部呈開口狀的筒狀多孔體。筒狀多孔體係配置成使軸方向與鉛直方向大致平行，且以使已自其外周面側往內周面側通過的混合液通過內周面內之空間並自一端部供給至循環配管的方式配置於多孔體保持裝置內。或者，可配置於多孔體保持具內，以使已自其內周面側往外周面側通過的混合液通過外周面側之空間(多孔體保持具之內表面與筒狀多孔體之外表面間的空間)並自一端部供給至循環配管的方式配置於多孔體保持裝置內。藉此，在使包含氣泡之混合液自筒狀多孔體的一側往另一側(自內周面側往外周面側或自外周面側往內周面側)通過時，可使氣泡聚集在筒狀多孔體上部，而可透過設於多孔體保持具上的氣體分離裝置排出該氣泡。筒狀多孔體或多孔體保持具與循環配管之連接可為直接連接，亦可為透過接合器等間接連接。又，保持在多孔體保持具內的多孔體之數量亦可為2以上。
圖2為容置有筒狀多孔體的多孔體保持具及配置於該多孔體保持具上的氣體分離裝置一例的概略側視圖，圖3為其概略縱截面圖。在圖2及圖3所示實施形態中，多孔體保持具70具有：筒狀本體71，其兩端部呈開口狀，且具有用以容置筒狀多孔體20的空間；上蓋體72，其具有用以連接多孔體20與循環配管40的開口，並保持多孔體20；下蓋體73，係保持多孔體20；供給部74，係將混合液自循環配管供給至多孔體保持具(本體71)；氣體儲留部75，係儲留已聚集之氣泡；及密封體76，係密封多孔體20的下方端部。在筒狀多孔體僅一端部呈開口狀時，可省略密封體76。又，氣體分離裝置50係安裝在氣體儲留部75上。
另，在圖式例中，符號「a」代表墊片、襯墊、O形環等密封材，箭頭A代表鉛直向上方向。又，氣體儲留部的配置位置不受限於圖式例，可設置於可有效率地將聚集的氣泡排出的任意處。或者，亦可將多孔體保持具70(本體71)傾斜配置，以使氣泡可有效率地聚集至氣體儲留部。
根據圖式例之構成，在使已供給至多孔體保持具(本體71)之混合液(換言之為已供給至筒狀多孔體之外周面側的混合液)自多孔體20之外周面側往內周面側通過時，較氣泡更容易通過多孔體的混合液會優先通過多孔體20，而氣泡會被留在多孔體20之外周面側。結果，氣泡會聚集於多孔體20之外周面側上部(例如氣體儲留部75)，透過氣體分離裝置50將該已聚集之氣泡排出，藉此可有效率地自混合液中去除氣泡，而可進行更均一的多孔體處理。
另，在圖式例中，氣體分離裝置50係安裝於多孔體保持具之氣體儲留部75，惟本發明不受該實施形態限定。只要可獲得本發明效果，氣體分離裝置50便可配置於任意適當處，由有效率地排出氣泡之觀點來看，宜可配置於多孔體保持具70上，較佳可配置於多孔體保持具70的鉛直方向上部，例如本體71的側面上部或上蓋體72。又，可不於多孔體保持具70設置氣體儲留部75，而將氣體分離裝置50直接安裝於本體71上。又，亦可將多孔體保持具70(本體71)及多孔體傾斜配置成氣體分離裝置50位於多孔體保持具的鉛直方向上部。
氣體分離裝置50可使用一般可用於排除液體配管空氣的任意適當氣體分離裝置。其中，又較宜使用具備逆流防止器(止回閥)以即便循環迴路內呈負壓仍不吸氣者、或自動進行排氣(閥會自動開合)者。所述氣體分離裝置的具體例可舉例如氣體排出閥，且較佳可舉浮子式自動氣體排出閥。
輸液機構30代表上為泵，而宜使用定量泵。欲使泵產生脈動時，亦可視需要安裝用以抑制脈動的脈動抑制裝置。
循環配管40只要為可連接上述儲槽10、多孔體20與輸液機構30而構成循環迴路者即可，可以任意適當之材料構成。
根據具有上述構成之乳膠之製造裝置100，可適合實施本發明實施形態之乳膠之製造方法。具體而言係如圖1所示，利用輸液機構30之驅動使包含水相與油相之混合液在藉由循環配管連接儲槽10、多孔體20及輸液機構30而成之循環迴路中循環，使該混合液通過多孔體20複數次，而可調製出乳膠。此時，透過配置在循環迴路中的氣體分離裝置50去除混合液中所含氣泡，可進行更均一的多孔體處理，結果可獲得液滴之單分散性已提升的乳膠。
多孔體較宜在被多孔體保持具保持之狀態下配置於循環迴路中，且該多孔體保持具上設有氣體分離裝置。更具體而言，氣體分離裝置係設於多孔體保持具上(宜為多孔體保持具上部)，以可在混合液通過多孔體時排出聚集於多孔體保持具上部之源自混合液的氣泡。根據該構成，較氣泡更容易通過多孔體的混合液會優先通過多孔體，另一方面可透過氣體分離裝置有效率地排出未通過多孔體而聚集於多孔體保持具上部的氣泡。
在一實施形態中，上述多孔體係使用一端部或兩端部呈開口狀的筒狀多孔體。筒狀多孔體可以使已自其外周面側往內周面側通過的混合液通過內周面內之空間並自一端部供給至循環配管的方式配置於多孔體保持裝置內。或者，可以使已自其內周面側往外周面側通過的混合液通過外周面側之空間並自一端部供給至循環配管的方式配置於多孔體保持裝置內。根據該構成，混合液容易通過多孔體，另一方面，可使氣泡不通過多孔體而聚集於多孔體上部(換言之為具備氣體分離裝置之多孔體保持具上部)，因此可有效率地進行混合液之多孔體處理與自混合液中去除氣泡。筒狀多孔體或多孔體保持具與循環配管之連接可為直接連接，亦可為透過接合器等間接連接。並且，保持在多孔體保持具內的多孔體之數量亦可為2以上。
使混合液自多孔體之一側往另一側通過的步驟可在施加壓力之狀態下進行。混合液對多孔體的供給壓力可依多孔質之孔徑、混合液之組成等而改變。該供給壓力可為例如5kPa~900kPa，宜為20kPa~700kPa，且30kPa~500kPa較佳。只要在所述壓力範圍內，便可抑制氣泡通過多孔體，同時可使混合液良好地通過，結果可更有效率地自混合液中去除氣泡。
上述製造方法所使用之混合液包含水相與油相，且宜更包含乳化劑及/或高分子系保護膠體劑。另，乳化劑及高分子系保護膠體劑亦可於乳化後將其部分添加於乳膠中。
水相代表上係包含水。水相亦可視目的等而為溶解有任意適當水溶性物質的水溶液。
油相可使用不與水相相溶之任意適當材料。油相之具體例可舉大豆油、篦麻油、橄欖油等植物油；牛脂、魚油等動物油；芳香族系烴、石蠟系烴、環烷系烴等礦物油；亞麻油酸、次亞麻油酸等脂肪酸類；己烷、甲苯等有機溶劑；液晶化合物；合成樹脂等。該等可單獨使用或將2種以上組合來使用。
混合液中之水相及油相的摻混比率，可依目標乳膠之種類(O/W型或W/O型)作適當設定。
乳化劑適宜使用陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑、兩性界面活性劑等。
高分子系保護膠體劑可例示：聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、甲基纖維素(MC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、澱粉、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酸(PAA)等。
混合液中之乳化劑及高分子系保護膠體劑的摻混比率分別由提升液滴之單分散性、生產性等之觀點來看，可為例如0.1重量%~5.0重量%，宜為0.2重量%~4.0重量%，較宜為0.3重量%~3.0重量%。
上述混合液宜為水相與油相已預先預分散的預分散液。藉由使用預分散液，可抑制乳化不良，同時可提升乳化速度。
預分散液中之液滴的平均粒徑係大於對乳膠液滴所期望的平均粒徑，且宜相對於多孔體之平均孔徑在1倍~1000倍之範圍內，較宜在1倍~100倍之範圍內。相對於多孔體之孔徑，預分散液中之液滴的平均粒徑若過大，則乳化所需壓力會變高，而有負載超過配管接合部或泵之耐壓的負荷之情形。
從製造效率的觀點來看，預分散液之製造方法可適宜採用使用了旋轉葉片式均質機、超音波式均質機、旋渦混合器等的機械性乳化法。
上述循環迴路中之混合液的流量(多孔體的每面積流量)宜為0.01L/(min・cm2 )~0.5L/(min・cm2 )，較宜為0.02L/(min・cm2 )~0.2L/(min・cm2 )。藉由以所述流量使混合液流通，可適宜形成期望粒徑的液滴。
在本發明之製造方法中，使其通過多孔體複數次而得之乳膠中的液滴的變異係數(CV值)可為例如30%以下，且宜為25%以下，較宜為22%以下。另，變異係數係標準偏差除以平均值而算出之值。
實施例 以下，以實施例來具體說明本發明，惟本發明不受該等實施例限定。又，只要無特別記載，「%」及「份」意指「重量%」及「重量份」。
[實施例1] (乳膠製造裝置) 使用如圖1~3所示之乳膠製造裝置。具體的規格如下。 泵：無脈動之定量泵(TACMINA CORPORATION製，Smoothflow Pump TPL2ME-056) 多孔體模組：一種白砂多孔質玻璃膜(管狀，膜細孔徑10µm，管徑Φ10mm，膜厚0.7mm，長度250mm)配置在殼體(多孔體保持具)內且具有圖2及圖3所示構成的多孔體模組 儲槽：具備空氣攪拌機之耐壓槽(100L容器) 壓力計：巴登管壓力計 配管接頭類：ISO套圈管套接頭 衛生級管(Osaka sanitary co.,ltd.製) 氣體分離裝置：自動氣體排出閥(VENN.Co,ltd製，型號「AF-10D」，無止回閥)
(調製混合液) 乳化劑係使用屬非離子性界面活性劑的聚氧伸烷基烷基醚(第一工業製藥公司製，商品名「NOIGEN ET-159」)。計量乳化劑及純水後，在容器內使用磁攪拌器以1000rpm在室溫下攪拌8小時，藉此使其完全溶解於純水中，調製出10%濃度之界面活性劑稀釋水。 計量植物油(花王公司製，商品名「COCONARD MT-N」)13.9kg，並使其充分適應室溫，作為油相使用。 在以空氣攪拌機攪拌後的狀態(200rpm)下，於上述油相中添加界面活性劑稀釋水1.3kg，再攪拌1分鐘。接著，再添加純水9.8kg並攪拌5分鐘，調製出已預分散之混合液(預乳化O/W型乳膠)。 所得混合液中之水相與油相的摻混比率(水相(W)/油相(O))為40/60，乳化劑之含有比率為0.5重量%。又，混合液中之液滴的平均粒徑為400µm。
(膜乳化處理) 將上述混合液25kg換移至乳膠製造裝置的供給槽中。另，在試驗中係停止儲槽的空氣攪拌機，且並未在儲槽內攪拌混合液。將混合液自供給槽供給至循環配管後使其在循環迴路中流通(泵流量：6.0kg/分鐘)，並使通過多孔體之混合液循環一定時間後，切換三通閥以將完成膜乳化處理(多孔體處理)之混合液(乳膠)回收至回收槽。另，以安裝於膜模組上游的壓力計計測混合液對多孔體的供給壓力後，結果在乳化處理時間13分鐘之間從250kPa降至150kPa，並在該狀態下在處理中以固定壓力推移。採取上述膜乳化處理中處理時間為4分鐘、13分鐘、21分鐘、29分鐘或42分鐘之混合液各5mL，進行粒徑分布評估。將結果顯示於圖5~7。
[比較例1] 作為乳膠製造裝置係使用除了未設置氣體排出閥之外其餘皆與實施例1相同之乳膠製造裝置，進行與實施例1相同之實驗。將粒徑分布之評估結果顯示於圖5~7。
≪粒徑分布之評估方法≫ 針對在上述實施例及比較例中所採取之混合液，在試驗結束後24小時以內，以庫爾特計數器法進行粒徑測定，求出平均粒徑、CV值及粒度分布相對幅度σ。在此，粒度分布相對幅度σ係以下式求得之值，可表示乳膠之粒度分布的尖銳度。具體而言，若σ為較小的值，則表示粒度分布較窄。 σ=(D90-D10)/D50 上述式中，D10表示自累積粒度分布之小粒徑側算起之累積10體積%，D50表示累積50體積%，D90表示累積90體積%。另，D50相當於體積平均粒徑。累積粒度分布之體積%係利用下述測定裝置測得之值。 視乳膠之製造方法而定，所得乳膠的粒度分布相對幅度σ會不同，一般而言，使用高速攪拌剪切製出之乳膠的σ為0.9~1.5左右，使用直接膜乳化法製出的乳膠σ為0.9~1.2左右。相對於此，在如本發明使用滲透膜乳化法時，可製造σ更小的(例如σ小於0.9的)乳膠，相較於一般的乳膠之製法，可獲得粒度分布夠尖銳的乳膠。 又，上述利用庫爾特計數器法進行之粒徑測定係使用「Multisizer 4e」(Beckman Coulter, Inc.製，測定管使用30µm孔徑)作為測定裝置，並使用電解液IsotonII 150ml作為分散介質，測定60秒內的總粒子(時間閾值)來進行。
如圖5~7所示，藉由使用具備氣體分離裝置之乳膠製造裝置，相較於使用以往的乳膠製造裝置情況，可在相同處理時間下獲得液滴之單分散性更為優異的乳膠。
產業上之可利用性 本發明乳膠之製造方法適合用來製造含有單分散性高的液滴之乳膠。
10:儲槽 20:多孔體 30:輸液機構(泵) 40:循環配管 50:氣體分離裝置 60:回收槽(圖1)；乳膠容置槽(圖4) 70:多孔體保持裝置 71:本體 72:上蓋體 73:下蓋體 74:供給部 75:氣體儲留部 76:密封體 80:三通閥 100:乳膠之製造裝置 200:製造裝置 A:鉛直向上方向 a:密封材
圖1係說明本發明一實施形態之乳膠之製造裝置的概略圖。 圖2係保持有筒狀多孔體的多孔體保持具及配置於該多孔體保持具上的氣體分離裝置一例的概略側視圖。 圖3係圖2所示多孔體保持具及氣體分離裝置的概略縱截面圖。 圖4係說明利用以往之膜乳化法的乳膠之製造裝置一例的概略圖。 圖5係顯示實施例及比較例中所得乳膠中之液滴的粒徑分布評估結果的圖表。 圖6係顯示實施例及比較例中所得乳膠中之液滴的粒徑分布評估結果的圖表。 圖7係顯示實施例及比較例中所得乳膠中之液滴的粒徑分布評估結果的圖表。
10:儲槽
20:多孔體
30:輸液機構(泵)
40:循環配管
50:氣體分離裝置
60:回收槽
70:多孔體保持裝置
80:三通閥
100:乳膠之製造裝置

Claims (12)

  1. 一種乳膠之製造方法，該製造方法係使包含水相及油相之混合液，在具有1個以上儲槽、多孔體、輸液機構及連接該等之循環配管的循環迴路內循環，以使該混合液通過該多孔體複數次；該循環迴路更具有氣體分離裝置，並透過該氣體分離裝置自該混合液中去除氣泡；該多孔體係具有連通孔之開放氣泡多孔體；該製造方法係以30kPa~900kPa的供給壓力將該混合液供給至該多孔體。
  2. 如請求項1之製造方法，其中前述多孔體被多孔體保持具保持；在前述混合液通過前述多孔體時，使前述混合液所含氣泡聚集於該多孔體保持具上部，透過設於該多孔體保持具上的前述氣體分離裝置排出已聚集之該氣泡。
  3. 如請求項2之製造方法，其中前述多孔體為筒狀多孔體；使前述混合液自該筒狀多孔體之外周面側往內周面側或者自內周面側往外周面側通過的同時，使前述混合液所含氣泡聚集於該筒狀多孔體上部，透過設於前述多孔體保持具上的前述氣體分離裝置排出已聚集之該氣泡。
  4. 如請求項1或2之製造方法，其中前述混合液為水相與油相已預分散的預分散液。
  5. 如請求項1或2之製造方法，其係油滴分散於水相的水中油滴型乳膠之製造方法。
  6. 如請求項1或2之製造方法，其中前述氣體分離裝置為氣體排出閥。
  7. 如請求項1或2之製造方法，其中前述氣體分離裝置即使在前 述循環迴路內呈負壓之情況下仍不吸氣。
  8. 如請求項1或2之製造方法，其不在前述儲槽內攪拌前述混合液。
  9. 一種乳膠之製造裝置，具備：1個以上儲槽，其容置包含水相及油相之混合液；多孔體，係藉由使該混合液通過而使該水相與該油相乳化；輸液機構，係輸送該混合液；及循環配管，係連接該等而構成循環迴路；該多孔體被多孔體保持具保持；該多孔體保持具上設有氣體分離裝置，以可排出在該混合液通過該多孔體時聚集於該多孔體保持具上部之源自該混合液的氣泡；該多孔體係具有連通孔之開放氣泡多孔體；該製造裝置係以30kPa~900kPa的供給壓力將該混合液供給至該多孔體。
  10. 如請求項9之乳膠之製造裝置，其中前述多孔體為筒狀多孔體；在前述混合液自外周面側往內周面側或者自內周面側往外周面側通過該筒狀多孔體時，源自該混合液的氣泡會聚集於該筒狀多孔體上部；前述多孔體保持具上設有前述氣體分離裝置，以可排出前述聚集於該筒狀多孔體上部之源自該混合液的氣泡。
  11. 如請求項9或10之製造裝置，其中前述氣體分離裝置為氣體排出閥。
  12. 如請求項9或10之製造裝置，其中前述氣體分離裝置即使在前述循環迴路內呈負壓之情況下仍不吸氣。
TW109139378A 2020-02-27 2020-11-11 乳膠之製造方法及製造裝置 TWI890705B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-031304 2020-02-27
JP2020031304A JP7588959B2 (ja) 2020-02-27 2020-02-27 エマルションの製造方法および製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202138050A TW202138050A (zh) 2021-10-16
TWI890705B true TWI890705B (zh) 2025-07-21

Family

ID=77491369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109139378A TWI890705B (zh) 2020-02-27 2020-11-11 乳膠之製造方法及製造裝置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230134670A1 (zh)
EP (1) EP4112158A4 (zh)
JP (1) JP7588959B2 (zh)
KR (1) KR102910127B1 (zh)
CN (1) CN115175756A (zh)
TW (1) TWI890705B (zh)
WO (1) WO2021171701A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115178122B (zh) * 2022-07-21 2024-02-06 四川大学 一种用超浸润材料快速乳化的方法
CN115518604B (zh) * 2022-09-16 2025-08-15 成都中科普瑞净化设备有限公司 一种管式反应器单元及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4935151A (en) * 1987-12-29 1990-06-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process and apparatus for degassing and filtering liquids
TW593783B (en) * 2001-02-07 2004-06-21 Mykrolis Corp Process for degassing an aqueous plating solution
TWI428144B (zh) * 2006-10-04 2014-03-01 Suntory Holdings Ltd O / W / O latex containing xylan compounds and compositions containing them
US20160101993A1 (en) * 2013-06-13 2016-04-14 Newfluid Gmbh Filter system for removing and/or neutralizing undissolved oils, greases, and salts and/or metal abrasion debris on and in emulsions containing water
CN105816440A (zh) * 2016-05-31 2016-08-03 南京中医药大学 一种明胶微球的制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH082416B2 (ja) * 1988-09-29 1996-01-17 宮崎県 エマルションの製造方法
US5217616A (en) * 1991-12-06 1993-06-08 Allied-Signal Inc. Process and apparatus for removal of organic pollutants from waste water
JP3242776B2 (ja) * 1992-12-01 2001-12-25 宮崎県 乳化装置
GB9606738D0 (en) * 1996-03-29 1996-06-05 Disperse Tech Ltd Dispersion of immiscible phases
US7172688B2 (en) * 2003-12-08 2007-02-06 Petersen Robert N Mixed immiscible liquids vacuum, separation, and disposal method and system (Mod 1)
JP4735797B2 (ja) * 2004-03-26 2011-07-27 エス・ピー・ジーテクノ株式会社 エマルション生成用ディスポーザブル膜モジュール
JP5168529B2 (ja) 2005-06-15 2013-03-21 エス・ピー・ジーテクノ株式会社 多孔質体を用いたエマルション生成方法とその装置
JP4981312B2 (ja) * 2005-11-01 2012-07-18 清本鐵工株式会社 乳化方法及び乳化装置
CN100434151C (zh) * 2006-06-19 2008-11-19 西安交通大学 利用多孔膜连续化逐级减小液滴直径的乳液制备方法
JP2010031070A (ja) * 2008-07-24 2010-02-12 Mitsuo Naruse エマルション燃料製造装置及びエマルション燃料製造方法
JP2010190946A (ja) 2009-02-16 2010-09-02 Fuji Xerox Co Ltd 液晶乳化物の製造方法
JP6444062B2 (ja) 2013-06-17 2018-12-26 花王株式会社 分散液の製造方法
JP6115955B2 (ja) 2013-08-22 2017-04-19 国立研究開発法人産業技術総合研究所 液晶分散液の製造方法
CN105148266B (zh) * 2014-05-30 2018-09-04 中国科学院过程工程研究所 一种w/o型疫苗油佐剂制剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4935151A (en) * 1987-12-29 1990-06-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process and apparatus for degassing and filtering liquids
TW593783B (en) * 2001-02-07 2004-06-21 Mykrolis Corp Process for degassing an aqueous plating solution
TWI428144B (zh) * 2006-10-04 2014-03-01 Suntory Holdings Ltd O / W / O latex containing xylan compounds and compositions containing them
US20160101993A1 (en) * 2013-06-13 2016-04-14 Newfluid Gmbh Filter system for removing and/or neutralizing undissolved oils, greases, and salts and/or metal abrasion debris on and in emulsions containing water
CN105816440A (zh) * 2016-05-31 2016-08-03 南京中医药大学 一种明胶微球的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202138050A (zh) 2021-10-16
EP4112158A4 (en) 2024-04-10
JP7588959B2 (ja) 2024-11-25
JP2021133300A (ja) 2021-09-13
WO2021171701A1 (ja) 2021-09-02
KR20220146446A (ko) 2022-11-01
EP4112158A1 (en) 2023-01-04
CN115175756A (zh) 2022-10-11
KR102910127B1 (ko) 2026-01-08
US20230134670A1 (en) 2023-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI890705B (zh) 乳膠之製造方法及製造裝置
Binks et al. Silica particle-stabilized emulsions of silicone oil and water: aspects of emulsification
EP0156486B1 (en) Preparation of emulsions
CN106040117B (zh) 基于乳化液膜传质制备单分散性海藻酸钙微球的方法
JPH05220382A (ja) 単分散状シングルおよびダブルエマルション、ならびにそれらの製造方法
JP2011528278A (ja) 剪断力、乱流、及び／又はキャビテーションの生成によって液体を混合するための装置及び方法
CN107614656A (zh) 用于使聚合物胶乳反相的设备和方法
KR20210131399A (ko) 에멀전의 제조 방법 및 제조 장치
CN113145038A (zh) 一种基于微流控制备油乳佐剂的方法及装置
Milani et al. Hydrophobin: fluorosurfactant-like properties without fluorine
CN105658294B (zh) 消泡剂、消泡剂的制造方法及消泡方法
CN110072611B (zh) 神经酰胺微粒分散物的制造方法
JP6191999B2 (ja) 連続相中に分散相が分散した組成物の製造方法およびその装置
WO2020072735A1 (en) Lignin composition, methods of making and using the composition for adsorption onto petrochemical oil and oil removal
KR20140090600A (ko) 클라우드 믹서 및 미립자의 응집을 최소화하는 방법
EP3536400B1 (en) Apparatus for preparation of an emulsiom
CN1547487A (zh) 含水空气泡沫
CA2857099A1 (en) Discharge apparatus for a plant protection product
CN116510357A (zh) 一种蒸发器用均一稳定的无硅消泡剂
Chiam et al. Coalescence of oil droplets using sponge-like structure of polyvinylidene fluoride membranes
NAKASHIMA et al. Development of membrane emulsification and its applications to food industries
JPH0815228A (ja) 湿式磁粉探傷試験方法に用いられる磁粉液用分散剤
JP4284382B2 (ja) エマルション型消泡剤組成物
JP6376491B2 (ja) 連続相中に分散相が微分散した組成物の製造方法およびその装置
JP2005288334A (ja) 分散乳化方法及び分散乳化装置