微粒子の製造方法
【課題】製造する微粒子への粗大粒子の混入を抑制する。
【解決手段】微粒子の製造方法は、原料液体を噴霧槽２０内の気相に噴霧することにより液滴を形成すると共に、それを冷却固化させて微粒子を得る工程と、得られた微粒子を、噴霧槽２０内に設置された攪拌手段１０を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽２０内から排出する工程とを有する。攪拌手段１０は、上方から垂下する部材を有さない。
【解決手段】微粒子の製造方法は、原料液体を噴霧槽２０内の気相に噴霧することにより液滴を形成すると共に、それを冷却固化させて微粒子を得る工程と、得られた微粒子を、噴霧槽２０内に設置された攪拌手段１０を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽２０内から排出する工程とを有する。攪拌手段１０は、上方から垂下する部材を有さない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
噴霧液を噴霧して形成された液滴を固化させることにより微粒子を得る技術が工業的に採用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ゲル化点が３０℃以上である非架橋型ハイドロゲルのゲル形成剤を溶解させた水性成分水溶液に油性成分を分散させた分散液を気相中に噴霧し、それによって形成された液滴を冷却固化させるハイドロゲル粒子の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６０２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、噴霧槽内において、噴霧液を噴霧して形成された液滴を固化させることにより微粒子を製造する場合、製品に粗大粒子が混入してしまう場合がある。
【０００６】
本発明の課題は、製造する微粒子への粗大粒子の混入を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧することにより液滴を形成すると共に、それを冷却固化させて微粒子を得る工程と、その得られた微粒子を、噴霧槽内に設置された攪拌手段を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽内から排出する工程とを有する微粒子の製造方法であって、上記攪拌手段は、上方から垂下する部材を有さない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、噴霧槽内に設置された攪拌手段が上方から垂下する部材を有さないことにより、製造する微粒子への粗大粒子の混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】上方から垂下する部材を有さない攪拌機が設けられた噴霧槽の一例を示す縦断面図である。
【図２】上方から垂下する部材を有さない攪拌機が設けられた噴霧槽の他の一例を示す縦断面図である。
【図３】上方から垂下する攪拌軸を有する攪拌機が設けられた噴霧槽を示す縦断面図である。
【図４】実施例１で製造した微粒子の光学顕微鏡による観察写真である。
【図５】比較例１で製造した微粒子の光学顕微鏡による観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
本実施形態に係る微粒子の製造方法は、原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧することにより液滴を形成すると共に、それを冷却固化させて微粒子を得る工程と、その得られた微粒子を、噴霧槽内に設置された攪拌手段を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽内から排出する工程とを有する。そして、このとき用いる攪拌手段は、上方から垂下する部材を有さない。
【００１２】
＜原料液体＞
本実施形態に係る微粒子の製造方法では、噴霧剤として用いる原料液体として、例えば、ゲル形成剤含有液体、固体脂含有液体が挙げられる。
【００１３】
−ゲル形成剤含有液体−
ゲル形成剤含有液体は、ゲル形成剤を含み、少なくともそのゲル化点（凝固点）以上の温度に調温した液体である。ゲル形成剤含有液体としては、例えば、非架橋型ハイドロゲルを生じるゲル形成剤を溶解させた水性成分水溶液が挙げられる。そして、かかる水性成分水溶液のゲル形成剤含有液体からはハイドロゲル粒子が製造される。
【００１４】
非架橋型ハイドロゲルを生じるゲル形成剤としては、例えば、寒天、カラギーナン、ジェランガム、キサンタンガム、ハイメトキシルペクチン等の水溶性高分子が挙げられる。これらのうち寒天が好ましく、製造されるハイドロゲル粒子を例えば化粧品等に適用した場合の使用時の感触がよいという観点からは、ゼリー強度が１４７ｋＰａ（１５００ｇ／ｃｍ２）以下である寒天が好ましく、１９．６ｋＰａ（２００ｇ／ｃｍ２）〜１２７ｋＰａ（１３００ｇ／ｃｍ２）である寒天がより好ましい。なお、ここで、本出願における「寒天」とは、ガラクトースの１，３結合及び１，４結合からなるガラクターンを含むヘミセルロースをいう。また、ゼリー強度は、日寒水式法により求めることができる。具体的には、ゼリー強度は、ゲル形成剤の１．５質量％水性成分水溶液を調製し、その水性成分水溶液を２０℃で１５時間放置して凝固させたゲルに、日寒水式ゼリー強度測定器（（株）木屋製作所製）により荷重をかけ、２０℃においてゲルが２０秒間その荷重に耐えるときの表面積１ｃｍ２ あたりの最大質量（ｇ）として求めることができる。
【００１５】
非架橋型ハイドロゲルを生じるゲル形成剤は、室温で冷却固化してハイドロゲル粒子を製造することができるという観点から、ゲル化点（凝固点）が３０℃以上であることが好ましく、３０〜５０℃であることがより好ましく、３０〜４５℃であることがさらに好ましい。ここで、ゲル化点（凝固点）は、ゲルが溶解した水性成分水溶液約１０ｍｌを中型試験管（径１．５ｃｍ×１６ｃｍ）にとり、温度計を挿入し、時々試験管を斜めに傾け、その表面が固定して動かないようになったときの温度として求めることができる。
【００１６】
ゲル形成剤含有液体には、ゲル形成剤が単一種含まれていてもよく、また、複数種含まれていてもよい。ゲル形成剤含有液体は、ゲル形成剤の濃度が０．１〜８．０質量％であることが好ましく、０．３〜７．０質量％であることがより好ましい。ゲル形成剤を溶解させるときの温度は、ゲル形成剤の溶解温度以上且つ水の沸点以下に昇温保持する必要があるが、ゲル形成剤が寒天の場合、７５〜１００℃とすることが好ましく、８０〜１００℃とすることがより好ましい。なお、溶解を促進するために加圧して１００℃以上に昇温してもよい。
【００１７】
ゲル形成剤含有液体には、ゲル形成剤以外にカテキン等の水溶性成分が含まれていてもよい。
【００１８】
ゲル形成剤含有液体には、ゲル形成剤以外に酸化チタンや酸化亜鉛などの無機固体や、カテキンとＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）からなる水不溶性の複合体などの有機固体が分散されて含まれていてもよい。
【００１９】
ゲル形成剤含有液体には、水性成分水溶液に油性成分が分散していてもよい。つまり、ゲル形成剤含有液体はＯ／Ｗ型分散液であってもよい。
【００２０】
油性成分には、固体脂及び液体油がある。ここで、本出願における「固体脂」とは、融点が３５℃以上である油性成分をいい、「液体油」とは、融点が３５℃未満である油性成分をいう。固体脂としては、特開２００７−１６０２７７号公報の段落［００３７］〜［００４４］に記載されたものを使用することができ、例えば、固体のセラミド、固体のスフィンゴ脂質、固形パラフィン、固体の高級アルコール、ワセリン、固体のシリコーン、固体の油剤、固体の香料等が挙げられる。液体油としては、特開２００７−１６０２７７号公報の段落［００４５］〜［００４７］に記載されたものを使用することができ、例えば、液体の皮膚保護剤、液体の油剤、液体の香料等が挙げられる。なお、固体脂及び液体油の具体例としては、後述の固体脂含有液体についての説明で列挙するものが挙げられる。
【００２１】
油性成分は、各種固体脂及び液体油のうち単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。
【００２２】
油性成分は、製造されるハイドロゲル粒子から油性成分が漏出するのを抑制する観点から、融点が３５℃以上のものを用いることが好ましく、４０〜９０℃のものを用いることがより好ましく、４５〜９０℃のものを用いることがさらに好ましく、５０〜８０℃のものを用いることが特に好ましい。同様の観点からは、油性成分に固体脂を含める場合、固体脂は、融点が４０〜１２０℃のものを用いることが好ましく、５０〜９０℃のものを用いることがより好ましく、５０〜８０℃のものを用いることがさらに好ましい。なお、油性成分の融点は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ:DifferentialScanning Calorimetry)により測定することができる。
【００２３】
Ｏ／Ｗ型分散液のゲル形成剤含有液体は、水性成分水溶液の油性成分に対する質量比（水性成分水溶液／油性成分）が例えば９９／１〜４０／６０である。Ｏ／Ｗ型分散液のゲル形成剤含有液体は、水性成分側及び油性成分側のうち少なくとも一方に、乳化剤及び／又は分散剤が含まれていてもよい。乳化剤及び／又は分散剤としては、特開２００７−１６０２７７号公報の段落［００２４］〜［００３４］に記載のものを使用することができ、例えば、高分子乳化分散剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
【００２４】
−固体脂含有液体−
固体脂含有液体は、固体脂を含み、その融点以上の温度に調温した液体である。そして、かかる固体脂含有液体からは油性成分粒子が製造される。
【００２５】
固体脂としては、例えば、固体のセラミド、固体のスフィンゴ脂質、固形パラフィン、固体の高級アルコール、ワセリン、固体のシリコーン、固体の香料、その他の固体脂が挙げられる。これらのうち、製造される油性成分粒子を化粧品等に適用した場合の皮膚保護性の観点から、固体のセラミド、固体の高級アルコール、ワセリン、固体のシリコーン、固体の香料が好ましい。
【００２６】
固体のセラミドとしては、例えば、Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−ヘキサデシロキシプロピル）−Ｎ−ヒドロキシエチルヘキサデカナミド等が挙げられる。
【００２７】
固体のスフィンゴ脂質としては、例えば、フィトスフィンゴシン等が挙げられる。
【００２８】
固形パラフィンとしては、例えば、ＪＩＳ Ｋ ２２３５に記載されているパラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックス、セレシン等が挙げられる。
【００２９】
固体の高級アルコールとしては、例えば、セチルアルコール、ステアリルアルコール、アラキディルアルコール、ベヘニルアルコール等が挙げられる。
【００３０】
固体のシリコーンとしては、例えば、アルキル変性シリコーン、高分子シリコーン・アルキル共変性アクリル樹脂等が挙げられる。
【００３１】
その他の固体脂としては、例えば、硬化油や高級脂肪酸等が挙げられる。硬化油としては、例えば、原料油がヤシ油やパーム油や牛脂である硬化油等が挙げられる。高級脂肪酸としては、例えば、パルミチン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
【００３２】
固体の香料としては、例えば、メントールやセドロール等が挙げられる。
【００３３】
固体脂は、製造される油性成分粒子の溶解を抑制する観点から、融点が４０〜１２０℃であることが好ましく、５０〜９０℃であることがより好ましく、５０〜８０℃であることがさらに好ましい。
【００３４】
固体脂含有液体には、固体脂が単一種含まれていてもよく、また、複数種含まれていてもよい。
【００３５】
固体脂含有液体は、固体脂のみで構成されていてもよく、固体脂に加えて液体油を含んでいてもよい。つまり、固体脂含有液体は、固体脂と液体油との混合油であってもよい。
【００３６】
液体油としては、例えば、液体の皮膚保護剤、液体の香料、及びその他の液体油が挙げられる。これらのうち、製造される油性成分粒子を化粧品等に適用した場合の皮膚保護性の観点から、液体の皮膚保護剤が好ましい。
【００３７】
液体の皮膚保護剤は、皮膚を柔軟にしたり、或いは、平滑にすることにより、肌荒れを防止する成分である。液体の皮膚保護剤としては、例えば、液体のパラフィン、液体のエステル油、液体の高級アルコール、液体のスクワラン、液体のグリセライドなどの液体油脂類；セチロキシプロピルグリセリルメトキシプロピルミリスタミドなどの液体のセラミド；１−（２−ヒドロキシエチルアミノ）−３−イソステアリルオキシ−２−プロパノールなどの液体のスフィンゴ脂質等が挙げられる。
【００３８】
その他の液体油としては、例えば、液体の炭化水素油；液体の植物油；液体の脂肪酸；液体のエチレングリコールジ脂肪酸エステル（脂肪酸の炭素数は１２〜３６）、液体のジアルキルエーテル（炭素数は１２〜３６）などの液体の油脂類；液体のシリコーン類等が挙げられる。液体の油剤は、揮発性であってもよく、また、不揮発性であってもよい。
【００３９】
混合油の固体脂含有液体は、製造される油性成分粒子から液体油成分が漏出するのを抑制する観点、及び油性成分粒子を化粧品等に適用した場合の皮膚上での延ばしやすさの観点から、固体脂の液体油に対する質量比（固体脂／液体油）が１０／９０〜９９／１であることが好ましく、２０／８０〜８０／２０であることがより好ましく、２０／８０〜７０／３０であることがさらに好ましく、２０／８０〜５０／５０であることが最も好ましい。
【００４０】
混合油の固体脂含有液体の場合、製造される油性成分粒子から液体油成分が漏出するのを抑制する観点から、その混合油の融点は３５℃以上であることが好ましく、４０〜９０℃であることがより好ましく、４５〜９０℃であることがさらに好ましく、５０〜８０℃であることが特に好ましい。
【００４１】
固体脂含有液体には、酸化チタンや酸化亜鉛などの無機固体が、分散剤の添加や表面処理などによって、分散されて含まれていてもよく、有機顔料などの有機固体が分散されて含まれていてもよい。
【００４２】
固体脂含有液体には水性成分が分散していてもよい。つまり、固体脂含有液体はＷ／Ｏ型分散液であってもよい。
【００４３】
水性成分としては、例えば、カテキンなどの水溶性成分の水溶液、無機粉体や無機微粒子などの親水性固体の水分散液等が挙げられる。水性成分は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。
【００４４】
Ｗ／Ｏ型分散液の固体脂含有液体における油性成分の水性成分に対する質量比（油性成分／水性成分）は、Ｗ／Ｏ型分散液を保つ範囲であれば特に限定されないが、４０／６０〜９９／１、好ましくは４５／５５〜９２．５／７．５、さらに好ましくは５０／５０〜９０／１０である。Ｗ／Ｏ型分散液の固体脂含有液体は、油性成分側及び水性成分側のうち少なくとも一方に、乳化剤及び／又は分散剤が含まれていてもよい。
【００４５】
＜原料液体の噴霧＞
本実施形態に係る微粒子の製造方法では、原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧すると、その表面張力又は界面張力によって液滴が形成される。
【００４６】
原料液体を噴霧する噴霧槽について、容積は未固化の噴霧液滴が噴霧槽の内壁表面に付着しなければ特に限定はされないが、例えば０．３〜１０ｍ３であり、槽内の温調機能を有することが好ましい。さらに２〜１０ｍ３であることが、凝集物低減の観点から好ましい。
【００４７】
噴霧層の縦横比（Ｌ／Ｄ）は、未固化の液滴が凝集して粗大粒子を形成することを抑制する観点から、０．６〜４．０が好ましく、０．８〜３．０がさらに好ましい。
【００４８】
原料液体を噴霧する噴霧槽内の気相としては、例えば、大気相や窒素ガス相等が挙げられる。気相の温度は、原料液体が冷却固化される温度、従って、原料液体がゲル形成剤含有液体の場合にはゲル化点以下とし、また、原料液体が固体脂含有液体の場合にはその凝固点以下とする。具体的には、例えば、外気温（１０〜３０℃）とする。
【００４９】
原料液体を気相中に噴霧する噴霧手段は、特に限定されるものではなく、例えば、噴霧槽内の上部に下向き或いは斜め下向きに設けられた噴霧孔を有する噴霧ノズルの使用が挙げられる。
【００５０】
噴霧ノズルとしては、例えば、原料液体単独を噴霧する一流体ノズルや原料液体を空気等と混合して噴霧する二流体ノズルが挙げられる。２本以上のノズルを使用したマルチノズル方式や２本以上のノズルから成るアトマイザーを使用してもよい。また、微粒子の合一を抑制する観点からは、噴霧角度が大きい扇形ノズルや空円錐ノズルを用いることが好ましい。
【００５１】
原料液体の噴霧量は、ノズル１本当たり２〜４００ｋｇ／ｈとすることが好ましく、４〜３００ｋｇ／ｈとすることがより好ましく、５〜２５０ｋｇ／ｈとすることがさらに好ましい。原料液体単独を噴霧する場合、噴霧の際の原料液体の液圧力は、均一な液滴生成を促進すると共に液滴の合一を抑制する観点から、０．１〜１０ＭＰａとすることが好ましく、０．２〜５ＭＰａとすることがより好ましく、０．３〜３ＭＰａとすることがさらに好ましい。また、空気等を混合して噴霧する場合、均一な液滴生成を促進すると共に液滴の合一を抑制する観点から、その液圧力は０．０１〜２ＭＰａとすることが好ましく、０．０３〜１ＭＰａとすることがより好ましく、０．０５〜０．５ＭＰａとすることがさらに好ましい。また、空気の流量は１０〜４０００Ｌ／ｍｉｎとすることが好ましく、３０〜２５００Ｌ／ｍｉｎとすることがより好ましい。
【００５２】
＜微粒子の形成＞
本実施形態に係る微粒子の製造方法では、原料液体の液滴を噴霧槽内の気相において冷却固化させることにより微粒子を得る。
【００５３】
微粒子の体積平均粒子径は、外観及び生産性の観点から、１０〜８００μｍであることが好ましく、１５〜６００μｍであることがより好ましく、１５〜５００μｍであることがさらに好ましく、２０〜４００μｍであることが特に好ましい。なお、微粒子の体積基準平均粒子径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いたレーザ回折散乱法によって測定することができる。
【００５４】
微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、曲面で構成された回転体の形状を有することが好ましい。ここで、「曲面で構成された回転体」とは、仮想軸及び連続的な曲線で構成された閉じた図を仮想軸で回転させたものをいい、三角錐や円柱等の平面を有する形状は含まない。微粒子の形状は、美観の観点から、球状体であることがより好ましい。
【００５５】
＜微粒子の排出・回収＞
本実施形態に係る微粒子の製造方法では、得られた微粒子を、噴霧槽内に設置された攪拌手段を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽内から排出して回収する。
【００５６】
微粒子の攪拌は、連続式に、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成と並行して行ってもよく、また、回分式に、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成には攪拌を行わず、それが全て完了した後に行ってもよい。
【００５７】
微粒子の排出・回収は、連続式に、微粒子の攪拌と並行して行ってもよく、また、回分式に、微粒子の攪拌を停止した後に行ってもよい。なお、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成、微粒子の攪拌、並びに微粒子の排出・回収を並行して行えば、連続式で微粒子を製造することができる。
【００５８】
微粒子は、液体の分散媒体に分散したスラリー状分散体の形態で排出・回収させてもよい。かかるスラリー状分散体は、マスターバッチとして使用することができる。
【００５９】
スラリー状分散体は、噴霧層内に貯留された微粒子に分散媒体を添加して攪拌手段で攪拌することにより得ることができる。分散媒体の添加は、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成と並行して行ってもよく、また、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成が全て終了した後に行ってもよい。また、スラリー状分散体は、噴霧槽内への原料液体の噴霧の前に、予め噴霧槽内に分散媒体を仕込んでおき、その上に原料液体を噴霧し、微粒子を直接的に液体の分散媒体に回収するようにしても得ることができる。
【００６０】
液体の分散媒体としては、例えば、純水の他、防腐剤を含有した水等が挙げられる。
【００６１】
防腐剤としては、例えば、パラベン類、２−フェノキシエタノール、エタノールやイソプロパノールなどのアルコール類、防腐力を高める原料である多価アルコール類等が挙げられる。
【００６２】
微粒子と液体の分散媒体との混合割合（質量比）は、特に限定されないが、マスターバッチとして有効な濃縮割合であることを考慮すると、微粒子／分散媒体＝１００／０〜２０／８０であり、好ましくは９５／５〜３０／７０、さらに好ましくは９０／１０〜４０／６０である。
【００６３】
＜噴霧槽の攪拌手段＞
本実施形態の微粒子の製造方法では、例えばスラリー状分散体等の貯留物Ｓを攪拌するための攪拌手段が設けられた噴霧槽を用いるが、その攪拌手段は、上方から垂下する部材を有さない。また、攪拌手段は、混合を均一に行う観点から、槽底の中央部に撹拌翼を有することが好ましい。
【００６４】
ここで、攪拌手段における上方から垂下する部材とは、例えば、駆動モータから噴霧槽の底部に向かって垂下すると共に先端等に攪拌翼が取り付けられた攪拌軸、噴霧槽の内壁から内側に張り出して下方に垂下した邪魔板などの静止翼等、微粒子の製造過程において、上方から垂下して噴霧槽内に噴霧された液滴と接触する状態となって、噴霧空間に露出する部材である。
【００６５】
一方、上方から垂下する部材を有さない攪拌手段としては、例えば、次の図１及び２に示すような、噴霧槽２０の下部に駆動モータ１２や駆動源１６を有し、動力を伝えるための部材および攪拌翼１５が、噴霧槽２０頂部の噴霧ノズルＮから噴霧された液滴が冷却固化される噴霧槽２０内の気相空間部には配置されておらず、すべて噴霧槽２０底部のみに配置されている構成が挙げられる。なお、図１及び２において、同一名称の部分は同一符号で示す。
【００６６】
図１は、上方から垂下する部材を有さない攪拌機１０（攪拌手段）が設けられた噴霧槽２０の一例を示す。
【００６７】
この攪拌機１０は、噴霧槽２０の底部中央に軸受部材１１が設けられており、その軸受部材１１に、一端が駆動モータ１２に結合した攪拌軸１３がシール部材１４を介して他端が槽内に露出するように挿通されて軸支され、一方、槽内に露出した攪拌軸１３の他端に噴霧槽２０の底面に沿って延びるように形成された攪拌翼１５が取り付けられている。そして、この攪拌機１０は、駆動モータ１２により攪拌軸１３を介して攪拌翼１５を回転駆動させ、その攪拌翼１５で噴霧槽２０に貯留された貯留物Ｓを攪拌するように構成されている。以上の通り、この攪拌機１０は、攪拌軸１３が噴霧槽２０の底部から挿通され、全体構成が噴霧槽２０の底部側に設けられており、従って、上方から垂下する部材を有さない。
【００６８】
図２は、上方から垂下する部材を有さない攪拌機１０（攪拌手段）が設けられた噴霧槽２０の他の一例を示す。なお、この攪拌機１０の詳細構造については、特開２００７−２９８７０号公報に開示されている。
【００６９】
この攪拌機１０は、噴霧槽２０の底部中央の槽内側に没入した凹部２１に、駆動源１６に接続された駆動側ロータ１７が収容されている。凹部２１の槽内側の上面には軸受部材１１が設けられており、その軸受部材１１には、攪拌翼１５が取り付けられた攪拌軸１３が回転自在に軸支されている。また、攪拌翼１５には凹部２１の外側に配設されるように垂下した従動側ロータ１８が結合している。そして、この攪拌機１０は、駆動側ロータ１７内のマグネットＭと従動側ロータ１８内のマグネットＭとの間を、噴霧槽２０の凹部２１の側壁２１ａを介して磁気カップリングにて非接触結合させる磁気カップリング駆動伝達機構が形成されており、この磁気カップリング駆動伝達機構を介して撹拌翼１５を噴霧槽２０外の駆動側ロータ１７と非接触で回転駆動させ、噴霧槽２０に貯留された貯留物Ｓを攪拌翼１５で攪拌するように構成されている。以上の通り、この攪拌機１０は、攪拌翼１５が噴霧槽２０の底部の凹部２１に収容された駆動側ロータ１７によって非接触で回転駆動され、これも全体構成が噴霧槽２０の底部側に設けられており、従って、上方から垂下する部材を有さない。
【００７０】
上方から垂下する部材を有さない攪拌機（攪拌手段）としては、その他に、マグネチックスターラ、貯留物Ｓへの気体の導入によるバブリング等が挙げられる。
【００７１】
このように、本実施形態に係る微粒子の製造方法によれば、噴霧槽２０に設けられた攪拌機１０が上方から垂下する部材を有さないことにより、製造する微粒子への粗大粒子の混入を抑制することができる。本発明の構成により粗大粒子の形成が抑制される理由は必ずしも明らかではないが、攪拌軸等の上方から垂下する部材の有無が噴霧槽内の空気の流れを変えることが一因と推察される。即ち、上方から垂下する部材を有さないことにより、噴霧液が凝集するような空気の流れの発生を抑制し、未固化の液滴が集まって粗大粒子を形成することが回避されるためであると考えられる。更なる理由として、噴霧槽２０内に噴霧されて形成された原料液体の液滴が、固化前に攪拌軸等の上方から垂下する部材に付着し、未固化の液滴が集まって粗大粒子を形成することが回避されることも一因と考えられる。
【００７２】
本実施形態に係る微粒子の製造方法によれば、攪拌機１０の攪拌軸１３が噴霧槽２０の軸位置に上方から垂下するように配置されないので、図１及び２に示すように、噴霧ノズルＮを噴霧槽２０の槽頂部中央に原料液体を下向きに噴霧するように設けることができ、結果として、噴霧した液滴が噴霧槽２０内で同条件で飛翔することとなり、液滴の冷却固化履歴を均一化することができるという効果も奏する。さらに噴霧槽２０の内壁表面への未固化の噴霧液滴の付着が低減され、噴霧槽２０をコンパクトにすることができる。
従来技術においては図３に示すように、一端が駆動モータ１２に結合し且つ他端に攪拌翼１５が取り付けられた攪拌軸１３が噴霧槽２０の軸位置に配置されているため、原料液体を噴霧する噴霧ノズルＮは偏心した位置に設けざるを得ず、そうすると、噴霧した液滴が飛翔方向によって飛翔距離が異なることとなり、従って、液滴の冷却固化履歴が不均一となる。
【実施例】
【００７３】
（試験評価用微粒子の製造方法）
以下の実施例１及び比較例１のそれぞれの試験評価用微粒子の製造を行った。
【００７４】
＜実施例１＞
ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム（花王社製 商品名：ＳＰＥ−１０４ＮＢ）、アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体（日光ケミカルズ社製 商品名：ＰＥＭＵＬＥＮ ＴＲ−１）、パラオキシ安息香酸メチル、寒天（伊那食品工業社製 商品名：ＡＸ−２００，ゼリー強度１９．６ｋＰａ）、水酸化ナトリウム、及びイオン交換水を０．０５：０．０１：０．３０：３．００：０．０２：７４．１２の質量比で混合し、９０℃に調温した水性成分水溶液を準備した。また、Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−ヘキサデシロキシプロピル）−Ｎ−ヒドロキシエチルヘキサデカミド（花王社製 商品名：スフィンゴリピドＥ）、ジペンタエリトリット脂肪酸エステル（日清オイリオグループ社製 商品名：コスモール １６８ＡＲＶ）、ジイソステアリン酸ポリグリセリル（日清オイリオグループ社製 商品名：コスモール ４２Ｖ）、及びメチルポリシロキサン（信越化学工業社製 商品名：シリコーンＫＦ−９６Ａ（１０ｃｓ））を１０．００：２．５０：５．００：５．００の質量比で混合し、８０℃に調温した油性成分を準備した。なお、水性成分水溶液及び油性成分の組成は表１にも示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
水性成分水溶液を８０℃に冷却した後、質量比が油性成分／水性成分水溶液＝２２．５／７７．５となり且つ合計が２０ｋｇとなるように、油性成分及び水性成分水溶液を８０℃に調温したアンカー式攪拌機に入れて攪拌し、油性成分と水性成分水溶液との混合液を作製した。
【００７７】
次いで、この混合液を８０℃に調温した乳化機（特殊機化社製 商品名：Ｔ．Ｋ．ホモミクサーＭＡＲＫ II ４０型）に移し、回転数５５００ｒ／ｍｉｎで１５分間稼働させてＯ／Ｗ型分散液を調製した。なお、Ｏ／Ｗ型分散液の粘度は６０ｍＰａ・ｓであった。
【００７８】
そして、このＯ／Ｗ型分散液を８０℃に調温したまま、噴霧ノズル（スプレーイングシステムスジャパン社製 商品名：ＳＵＥ２８Ｂ）を用い、液流量３０．０ｋｇ／ｈ及びAir圧力０．５ＭＰａとして、室温下の槽内で槽頂部より気相中に鉛直下向きに１０ｋｇ噴霧した。
【００７９】
このとき用いた噴霧槽は、図１に示すのと同様の構成であって、高さ１．９ｍ及び直径１．８ｍで、噴霧槽の底部中央に軸受部材が設けられており、その軸受部材に、一端が駆動モータに結合した攪拌軸がシール部材を介して他端が槽内に露出するように挿通されて軸支され、一方、槽内に露出した攪拌軸の他端に噴霧槽の底面に沿って延びるように形成された攪拌翼が取り付けられたものである。
【００８０】
噴霧終了後に３００ｋｇのイオン交換水を槽内にかけ流し、撹拌翼で均一に混合した後、微粒子スラリーとして回収した。この微粒子（ハイドロゲル粒子）の製造を実施例１とした。
【００８１】
＜比較例１＞
噴霧槽として、図３に示すのと同様の構成であって、高さ１．９ｍ及び直径１．８ｍで、一端が駆動モータに結合し且つ他端に攪拌翼が取り付けられた攪拌軸が軸位置に配置されたものを使用したこと、および噴霧ノズルの設置位置を図３に示すのと同様に噴霧槽頂部中央より偏心した位置に変えたこと以外は実施例１と同じ方法で微粒子を製造し、これを比較例１とした。
【００８２】
（試験評価方法）
実施例１及び比較例１のそれぞれの微粒子スラリーについて光学顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ社製 商品名：デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ−１００Ｆ）を用いて微粒子形状を観察した。
【００８３】
（試験評価結果）
図４は実施例１で製造した微粒子を示す。図５は比較例１で製造した微粒子を示す。
【００８４】
光学顕微鏡による粒子形状観察では、噴霧空間に撹拌軸を有さない噴霧槽を用いた実施例１では、均一な微粒子を得ることができたが、噴霧空間に撹拌軸を有する噴霧槽を用いた比較例１では、複数の微粒子が凝集した粗大粒子が混在しており、均一な微粒子を得ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は微粒子の製造方法について有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 攪拌機（攪拌手段）
１１ 軸受部材
１２ 駆動モータ
１３ 攪拌軸
１４ シール部材
１５ 攪拌翼
１６ 駆動源
１７ 駆動側ロータ
１８ 従動側ロータ
２０ 噴霧槽
２１ 凹部
２１ａ 隔壁
Ｍ マグネット
Ｎ 噴霧ノズル（噴霧手段）
Ｓ 貯留物
【技術分野】
【０００１】
本発明は微粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
噴霧液を噴霧して形成された液滴を固化させることにより微粒子を得る技術が工業的に採用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ゲル化点が３０℃以上である非架橋型ハイドロゲルのゲル形成剤を溶解させた水性成分水溶液に油性成分を分散させた分散液を気相中に噴霧し、それによって形成された液滴を冷却固化させるハイドロゲル粒子の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６０２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、噴霧槽内において、噴霧液を噴霧して形成された液滴を固化させることにより微粒子を製造する場合、製品に粗大粒子が混入してしまう場合がある。
【０００６】
本発明の課題は、製造する微粒子への粗大粒子の混入を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧することにより液滴を形成すると共に、それを冷却固化させて微粒子を得る工程と、その得られた微粒子を、噴霧槽内に設置された攪拌手段を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽内から排出する工程とを有する微粒子の製造方法であって、上記攪拌手段は、上方から垂下する部材を有さない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、噴霧槽内に設置された攪拌手段が上方から垂下する部材を有さないことにより、製造する微粒子への粗大粒子の混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】上方から垂下する部材を有さない攪拌機が設けられた噴霧槽の一例を示す縦断面図である。
【図２】上方から垂下する部材を有さない攪拌機が設けられた噴霧槽の他の一例を示す縦断面図である。
【図３】上方から垂下する攪拌軸を有する攪拌機が設けられた噴霧槽を示す縦断面図である。
【図４】実施例１で製造した微粒子の光学顕微鏡による観察写真である。
【図５】比較例１で製造した微粒子の光学顕微鏡による観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
本実施形態に係る微粒子の製造方法は、原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧することにより液滴を形成すると共に、それを冷却固化させて微粒子を得る工程と、その得られた微粒子を、噴霧槽内に設置された攪拌手段を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽内から排出する工程とを有する。そして、このとき用いる攪拌手段は、上方から垂下する部材を有さない。
【００１２】
＜原料液体＞
本実施形態に係る微粒子の製造方法では、噴霧剤として用いる原料液体として、例えば、ゲル形成剤含有液体、固体脂含有液体が挙げられる。
【００１３】
−ゲル形成剤含有液体−
ゲル形成剤含有液体は、ゲル形成剤を含み、少なくともそのゲル化点（凝固点）以上の温度に調温した液体である。ゲル形成剤含有液体としては、例えば、非架橋型ハイドロゲルを生じるゲル形成剤を溶解させた水性成分水溶液が挙げられる。そして、かかる水性成分水溶液のゲル形成剤含有液体からはハイドロゲル粒子が製造される。
【００１４】
非架橋型ハイドロゲルを生じるゲル形成剤としては、例えば、寒天、カラギーナン、ジェランガム、キサンタンガム、ハイメトキシルペクチン等の水溶性高分子が挙げられる。これらのうち寒天が好ましく、製造されるハイドロゲル粒子を例えば化粧品等に適用した場合の使用時の感触がよいという観点からは、ゼリー強度が１４７ｋＰａ（１５００ｇ／ｃｍ２）以下である寒天が好ましく、１９．６ｋＰａ（２００ｇ／ｃｍ２）〜１２７ｋＰａ（１３００ｇ／ｃｍ２）である寒天がより好ましい。なお、ここで、本出願における「寒天」とは、ガラクトースの１，３結合及び１，４結合からなるガラクターンを含むヘミセルロースをいう。また、ゼリー強度は、日寒水式法により求めることができる。具体的には、ゼリー強度は、ゲル形成剤の１．５質量％水性成分水溶液を調製し、その水性成分水溶液を２０℃で１５時間放置して凝固させたゲルに、日寒水式ゼリー強度測定器（（株）木屋製作所製）により荷重をかけ、２０℃においてゲルが２０秒間その荷重に耐えるときの表面積１ｃｍ２ あたりの最大質量（ｇ）として求めることができる。
【００１５】
非架橋型ハイドロゲルを生じるゲル形成剤は、室温で冷却固化してハイドロゲル粒子を製造することができるという観点から、ゲル化点（凝固点）が３０℃以上であることが好ましく、３０〜５０℃であることがより好ましく、３０〜４５℃であることがさらに好ましい。ここで、ゲル化点（凝固点）は、ゲルが溶解した水性成分水溶液約１０ｍｌを中型試験管（径１．５ｃｍ×１６ｃｍ）にとり、温度計を挿入し、時々試験管を斜めに傾け、その表面が固定して動かないようになったときの温度として求めることができる。
【００１６】
ゲル形成剤含有液体には、ゲル形成剤が単一種含まれていてもよく、また、複数種含まれていてもよい。ゲル形成剤含有液体は、ゲル形成剤の濃度が０．１〜８．０質量％であることが好ましく、０．３〜７．０質量％であることがより好ましい。ゲル形成剤を溶解させるときの温度は、ゲル形成剤の溶解温度以上且つ水の沸点以下に昇温保持する必要があるが、ゲル形成剤が寒天の場合、７５〜１００℃とすることが好ましく、８０〜１００℃とすることがより好ましい。なお、溶解を促進するために加圧して１００℃以上に昇温してもよい。
【００１７】
ゲル形成剤含有液体には、ゲル形成剤以外にカテキン等の水溶性成分が含まれていてもよい。
【００１８】
ゲル形成剤含有液体には、ゲル形成剤以外に酸化チタンや酸化亜鉛などの無機固体や、カテキンとＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）からなる水不溶性の複合体などの有機固体が分散されて含まれていてもよい。
【００１９】
ゲル形成剤含有液体には、水性成分水溶液に油性成分が分散していてもよい。つまり、ゲル形成剤含有液体はＯ／Ｗ型分散液であってもよい。
【００２０】
油性成分には、固体脂及び液体油がある。ここで、本出願における「固体脂」とは、融点が３５℃以上である油性成分をいい、「液体油」とは、融点が３５℃未満である油性成分をいう。固体脂としては、特開２００７−１６０２７７号公報の段落［００３７］〜［００４４］に記載されたものを使用することができ、例えば、固体のセラミド、固体のスフィンゴ脂質、固形パラフィン、固体の高級アルコール、ワセリン、固体のシリコーン、固体の油剤、固体の香料等が挙げられる。液体油としては、特開２００７−１６０２７７号公報の段落［００４５］〜［００４７］に記載されたものを使用することができ、例えば、液体の皮膚保護剤、液体の油剤、液体の香料等が挙げられる。なお、固体脂及び液体油の具体例としては、後述の固体脂含有液体についての説明で列挙するものが挙げられる。
【００２１】
油性成分は、各種固体脂及び液体油のうち単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。
【００２２】
油性成分は、製造されるハイドロゲル粒子から油性成分が漏出するのを抑制する観点から、融点が３５℃以上のものを用いることが好ましく、４０〜９０℃のものを用いることがより好ましく、４５〜９０℃のものを用いることがさらに好ましく、５０〜８０℃のものを用いることが特に好ましい。同様の観点からは、油性成分に固体脂を含める場合、固体脂は、融点が４０〜１２０℃のものを用いることが好ましく、５０〜９０℃のものを用いることがより好ましく、５０〜８０℃のものを用いることがさらに好ましい。なお、油性成分の融点は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ:DifferentialScanning Calorimetry)により測定することができる。
【００２３】
Ｏ／Ｗ型分散液のゲル形成剤含有液体は、水性成分水溶液の油性成分に対する質量比（水性成分水溶液／油性成分）が例えば９９／１〜４０／６０である。Ｏ／Ｗ型分散液のゲル形成剤含有液体は、水性成分側及び油性成分側のうち少なくとも一方に、乳化剤及び／又は分散剤が含まれていてもよい。乳化剤及び／又は分散剤としては、特開２００７−１６０２７７号公報の段落［００２４］〜［００３４］に記載のものを使用することができ、例えば、高分子乳化分散剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
【００２４】
−固体脂含有液体−
固体脂含有液体は、固体脂を含み、その融点以上の温度に調温した液体である。そして、かかる固体脂含有液体からは油性成分粒子が製造される。
【００２５】
固体脂としては、例えば、固体のセラミド、固体のスフィンゴ脂質、固形パラフィン、固体の高級アルコール、ワセリン、固体のシリコーン、固体の香料、その他の固体脂が挙げられる。これらのうち、製造される油性成分粒子を化粧品等に適用した場合の皮膚保護性の観点から、固体のセラミド、固体の高級アルコール、ワセリン、固体のシリコーン、固体の香料が好ましい。
【００２６】
固体のセラミドとしては、例えば、Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−ヘキサデシロキシプロピル）−Ｎ−ヒドロキシエチルヘキサデカナミド等が挙げられる。
【００２７】
固体のスフィンゴ脂質としては、例えば、フィトスフィンゴシン等が挙げられる。
【００２８】
固形パラフィンとしては、例えば、ＪＩＳ Ｋ ２２３５に記載されているパラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックス、セレシン等が挙げられる。
【００２９】
固体の高級アルコールとしては、例えば、セチルアルコール、ステアリルアルコール、アラキディルアルコール、ベヘニルアルコール等が挙げられる。
【００３０】
固体のシリコーンとしては、例えば、アルキル変性シリコーン、高分子シリコーン・アルキル共変性アクリル樹脂等が挙げられる。
【００３１】
その他の固体脂としては、例えば、硬化油や高級脂肪酸等が挙げられる。硬化油としては、例えば、原料油がヤシ油やパーム油や牛脂である硬化油等が挙げられる。高級脂肪酸としては、例えば、パルミチン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
【００３２】
固体の香料としては、例えば、メントールやセドロール等が挙げられる。
【００３３】
固体脂は、製造される油性成分粒子の溶解を抑制する観点から、融点が４０〜１２０℃であることが好ましく、５０〜９０℃であることがより好ましく、５０〜８０℃であることがさらに好ましい。
【００３４】
固体脂含有液体には、固体脂が単一種含まれていてもよく、また、複数種含まれていてもよい。
【００３５】
固体脂含有液体は、固体脂のみで構成されていてもよく、固体脂に加えて液体油を含んでいてもよい。つまり、固体脂含有液体は、固体脂と液体油との混合油であってもよい。
【００３６】
液体油としては、例えば、液体の皮膚保護剤、液体の香料、及びその他の液体油が挙げられる。これらのうち、製造される油性成分粒子を化粧品等に適用した場合の皮膚保護性の観点から、液体の皮膚保護剤が好ましい。
【００３７】
液体の皮膚保護剤は、皮膚を柔軟にしたり、或いは、平滑にすることにより、肌荒れを防止する成分である。液体の皮膚保護剤としては、例えば、液体のパラフィン、液体のエステル油、液体の高級アルコール、液体のスクワラン、液体のグリセライドなどの液体油脂類；セチロキシプロピルグリセリルメトキシプロピルミリスタミドなどの液体のセラミド；１−（２−ヒドロキシエチルアミノ）−３−イソステアリルオキシ−２−プロパノールなどの液体のスフィンゴ脂質等が挙げられる。
【００３８】
その他の液体油としては、例えば、液体の炭化水素油；液体の植物油；液体の脂肪酸；液体のエチレングリコールジ脂肪酸エステル（脂肪酸の炭素数は１２〜３６）、液体のジアルキルエーテル（炭素数は１２〜３６）などの液体の油脂類；液体のシリコーン類等が挙げられる。液体の油剤は、揮発性であってもよく、また、不揮発性であってもよい。
【００３９】
混合油の固体脂含有液体は、製造される油性成分粒子から液体油成分が漏出するのを抑制する観点、及び油性成分粒子を化粧品等に適用した場合の皮膚上での延ばしやすさの観点から、固体脂の液体油に対する質量比（固体脂／液体油）が１０／９０〜９９／１であることが好ましく、２０／８０〜８０／２０であることがより好ましく、２０／８０〜７０／３０であることがさらに好ましく、２０／８０〜５０／５０であることが最も好ましい。
【００４０】
混合油の固体脂含有液体の場合、製造される油性成分粒子から液体油成分が漏出するのを抑制する観点から、その混合油の融点は３５℃以上であることが好ましく、４０〜９０℃であることがより好ましく、４５〜９０℃であることがさらに好ましく、５０〜８０℃であることが特に好ましい。
【００４１】
固体脂含有液体には、酸化チタンや酸化亜鉛などの無機固体が、分散剤の添加や表面処理などによって、分散されて含まれていてもよく、有機顔料などの有機固体が分散されて含まれていてもよい。
【００４２】
固体脂含有液体には水性成分が分散していてもよい。つまり、固体脂含有液体はＷ／Ｏ型分散液であってもよい。
【００４３】
水性成分としては、例えば、カテキンなどの水溶性成分の水溶液、無機粉体や無機微粒子などの親水性固体の水分散液等が挙げられる。水性成分は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種で構成されていてもよい。
【００４４】
Ｗ／Ｏ型分散液の固体脂含有液体における油性成分の水性成分に対する質量比（油性成分／水性成分）は、Ｗ／Ｏ型分散液を保つ範囲であれば特に限定されないが、４０／６０〜９９／１、好ましくは４５／５５〜９２．５／７．５、さらに好ましくは５０／５０〜９０／１０である。Ｗ／Ｏ型分散液の固体脂含有液体は、油性成分側及び水性成分側のうち少なくとも一方に、乳化剤及び／又は分散剤が含まれていてもよい。
【００４５】
＜原料液体の噴霧＞
本実施形態に係る微粒子の製造方法では、原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧すると、その表面張力又は界面張力によって液滴が形成される。
【００４６】
原料液体を噴霧する噴霧槽について、容積は未固化の噴霧液滴が噴霧槽の内壁表面に付着しなければ特に限定はされないが、例えば０．３〜１０ｍ３であり、槽内の温調機能を有することが好ましい。さらに２〜１０ｍ３であることが、凝集物低減の観点から好ましい。
【００４７】
噴霧層の縦横比（Ｌ／Ｄ）は、未固化の液滴が凝集して粗大粒子を形成することを抑制する観点から、０．６〜４．０が好ましく、０．８〜３．０がさらに好ましい。
【００４８】
原料液体を噴霧する噴霧槽内の気相としては、例えば、大気相や窒素ガス相等が挙げられる。気相の温度は、原料液体が冷却固化される温度、従って、原料液体がゲル形成剤含有液体の場合にはゲル化点以下とし、また、原料液体が固体脂含有液体の場合にはその凝固点以下とする。具体的には、例えば、外気温（１０〜３０℃）とする。
【００４９】
原料液体を気相中に噴霧する噴霧手段は、特に限定されるものではなく、例えば、噴霧槽内の上部に下向き或いは斜め下向きに設けられた噴霧孔を有する噴霧ノズルの使用が挙げられる。
【００５０】
噴霧ノズルとしては、例えば、原料液体単独を噴霧する一流体ノズルや原料液体を空気等と混合して噴霧する二流体ノズルが挙げられる。２本以上のノズルを使用したマルチノズル方式や２本以上のノズルから成るアトマイザーを使用してもよい。また、微粒子の合一を抑制する観点からは、噴霧角度が大きい扇形ノズルや空円錐ノズルを用いることが好ましい。
【００５１】
原料液体の噴霧量は、ノズル１本当たり２〜４００ｋｇ／ｈとすることが好ましく、４〜３００ｋｇ／ｈとすることがより好ましく、５〜２５０ｋｇ／ｈとすることがさらに好ましい。原料液体単独を噴霧する場合、噴霧の際の原料液体の液圧力は、均一な液滴生成を促進すると共に液滴の合一を抑制する観点から、０．１〜１０ＭＰａとすることが好ましく、０．２〜５ＭＰａとすることがより好ましく、０．３〜３ＭＰａとすることがさらに好ましい。また、空気等を混合して噴霧する場合、均一な液滴生成を促進すると共に液滴の合一を抑制する観点から、その液圧力は０．０１〜２ＭＰａとすることが好ましく、０．０３〜１ＭＰａとすることがより好ましく、０．０５〜０．５ＭＰａとすることがさらに好ましい。また、空気の流量は１０〜４０００Ｌ／ｍｉｎとすることが好ましく、３０〜２５００Ｌ／ｍｉｎとすることがより好ましい。
【００５２】
＜微粒子の形成＞
本実施形態に係る微粒子の製造方法では、原料液体の液滴を噴霧槽内の気相において冷却固化させることにより微粒子を得る。
【００５３】
微粒子の体積平均粒子径は、外観及び生産性の観点から、１０〜８００μｍであることが好ましく、１５〜６００μｍであることがより好ましく、１５〜５００μｍであることがさらに好ましく、２０〜４００μｍであることが特に好ましい。なお、微粒子の体積基準平均粒子径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いたレーザ回折散乱法によって測定することができる。
【００５４】
微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、曲面で構成された回転体の形状を有することが好ましい。ここで、「曲面で構成された回転体」とは、仮想軸及び連続的な曲線で構成された閉じた図を仮想軸で回転させたものをいい、三角錐や円柱等の平面を有する形状は含まない。微粒子の形状は、美観の観点から、球状体であることがより好ましい。
【００５５】
＜微粒子の排出・回収＞
本実施形態に係る微粒子の製造方法では、得られた微粒子を、噴霧槽内に設置された攪拌手段を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽内から排出して回収する。
【００５６】
微粒子の攪拌は、連続式に、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成と並行して行ってもよく、また、回分式に、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成には攪拌を行わず、それが全て完了した後に行ってもよい。
【００５７】
微粒子の排出・回収は、連続式に、微粒子の攪拌と並行して行ってもよく、また、回分式に、微粒子の攪拌を停止した後に行ってもよい。なお、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成、微粒子の攪拌、並びに微粒子の排出・回収を並行して行えば、連続式で微粒子を製造することができる。
【００５８】
微粒子は、液体の分散媒体に分散したスラリー状分散体の形態で排出・回収させてもよい。かかるスラリー状分散体は、マスターバッチとして使用することができる。
【００５９】
スラリー状分散体は、噴霧層内に貯留された微粒子に分散媒体を添加して攪拌手段で攪拌することにより得ることができる。分散媒体の添加は、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成と並行して行ってもよく、また、噴霧槽内への原料液体の噴霧及び微粒子の形成が全て終了した後に行ってもよい。また、スラリー状分散体は、噴霧槽内への原料液体の噴霧の前に、予め噴霧槽内に分散媒体を仕込んでおき、その上に原料液体を噴霧し、微粒子を直接的に液体の分散媒体に回収するようにしても得ることができる。
【００６０】
液体の分散媒体としては、例えば、純水の他、防腐剤を含有した水等が挙げられる。
【００６１】
防腐剤としては、例えば、パラベン類、２−フェノキシエタノール、エタノールやイソプロパノールなどのアルコール類、防腐力を高める原料である多価アルコール類等が挙げられる。
【００６２】
微粒子と液体の分散媒体との混合割合（質量比）は、特に限定されないが、マスターバッチとして有効な濃縮割合であることを考慮すると、微粒子／分散媒体＝１００／０〜２０／８０であり、好ましくは９５／５〜３０／７０、さらに好ましくは９０／１０〜４０／６０である。
【００６３】
＜噴霧槽の攪拌手段＞
本実施形態の微粒子の製造方法では、例えばスラリー状分散体等の貯留物Ｓを攪拌するための攪拌手段が設けられた噴霧槽を用いるが、その攪拌手段は、上方から垂下する部材を有さない。また、攪拌手段は、混合を均一に行う観点から、槽底の中央部に撹拌翼を有することが好ましい。
【００６４】
ここで、攪拌手段における上方から垂下する部材とは、例えば、駆動モータから噴霧槽の底部に向かって垂下すると共に先端等に攪拌翼が取り付けられた攪拌軸、噴霧槽の内壁から内側に張り出して下方に垂下した邪魔板などの静止翼等、微粒子の製造過程において、上方から垂下して噴霧槽内に噴霧された液滴と接触する状態となって、噴霧空間に露出する部材である。
【００６５】
一方、上方から垂下する部材を有さない攪拌手段としては、例えば、次の図１及び２に示すような、噴霧槽２０の下部に駆動モータ１２や駆動源１６を有し、動力を伝えるための部材および攪拌翼１５が、噴霧槽２０頂部の噴霧ノズルＮから噴霧された液滴が冷却固化される噴霧槽２０内の気相空間部には配置されておらず、すべて噴霧槽２０底部のみに配置されている構成が挙げられる。なお、図１及び２において、同一名称の部分は同一符号で示す。
【００６６】
図１は、上方から垂下する部材を有さない攪拌機１０（攪拌手段）が設けられた噴霧槽２０の一例を示す。
【００６７】
この攪拌機１０は、噴霧槽２０の底部中央に軸受部材１１が設けられており、その軸受部材１１に、一端が駆動モータ１２に結合した攪拌軸１３がシール部材１４を介して他端が槽内に露出するように挿通されて軸支され、一方、槽内に露出した攪拌軸１３の他端に噴霧槽２０の底面に沿って延びるように形成された攪拌翼１５が取り付けられている。そして、この攪拌機１０は、駆動モータ１２により攪拌軸１３を介して攪拌翼１５を回転駆動させ、その攪拌翼１５で噴霧槽２０に貯留された貯留物Ｓを攪拌するように構成されている。以上の通り、この攪拌機１０は、攪拌軸１３が噴霧槽２０の底部から挿通され、全体構成が噴霧槽２０の底部側に設けられており、従って、上方から垂下する部材を有さない。
【００６８】
図２は、上方から垂下する部材を有さない攪拌機１０（攪拌手段）が設けられた噴霧槽２０の他の一例を示す。なお、この攪拌機１０の詳細構造については、特開２００７−２９８７０号公報に開示されている。
【００６９】
この攪拌機１０は、噴霧槽２０の底部中央の槽内側に没入した凹部２１に、駆動源１６に接続された駆動側ロータ１７が収容されている。凹部２１の槽内側の上面には軸受部材１１が設けられており、その軸受部材１１には、攪拌翼１５が取り付けられた攪拌軸１３が回転自在に軸支されている。また、攪拌翼１５には凹部２１の外側に配設されるように垂下した従動側ロータ１８が結合している。そして、この攪拌機１０は、駆動側ロータ１７内のマグネットＭと従動側ロータ１８内のマグネットＭとの間を、噴霧槽２０の凹部２１の側壁２１ａを介して磁気カップリングにて非接触結合させる磁気カップリング駆動伝達機構が形成されており、この磁気カップリング駆動伝達機構を介して撹拌翼１５を噴霧槽２０外の駆動側ロータ１７と非接触で回転駆動させ、噴霧槽２０に貯留された貯留物Ｓを攪拌翼１５で攪拌するように構成されている。以上の通り、この攪拌機１０は、攪拌翼１５が噴霧槽２０の底部の凹部２１に収容された駆動側ロータ１７によって非接触で回転駆動され、これも全体構成が噴霧槽２０の底部側に設けられており、従って、上方から垂下する部材を有さない。
【００７０】
上方から垂下する部材を有さない攪拌機（攪拌手段）としては、その他に、マグネチックスターラ、貯留物Ｓへの気体の導入によるバブリング等が挙げられる。
【００７１】
このように、本実施形態に係る微粒子の製造方法によれば、噴霧槽２０に設けられた攪拌機１０が上方から垂下する部材を有さないことにより、製造する微粒子への粗大粒子の混入を抑制することができる。本発明の構成により粗大粒子の形成が抑制される理由は必ずしも明らかではないが、攪拌軸等の上方から垂下する部材の有無が噴霧槽内の空気の流れを変えることが一因と推察される。即ち、上方から垂下する部材を有さないことにより、噴霧液が凝集するような空気の流れの発生を抑制し、未固化の液滴が集まって粗大粒子を形成することが回避されるためであると考えられる。更なる理由として、噴霧槽２０内に噴霧されて形成された原料液体の液滴が、固化前に攪拌軸等の上方から垂下する部材に付着し、未固化の液滴が集まって粗大粒子を形成することが回避されることも一因と考えられる。
【００７２】
本実施形態に係る微粒子の製造方法によれば、攪拌機１０の攪拌軸１３が噴霧槽２０の軸位置に上方から垂下するように配置されないので、図１及び２に示すように、噴霧ノズルＮを噴霧槽２０の槽頂部中央に原料液体を下向きに噴霧するように設けることができ、結果として、噴霧した液滴が噴霧槽２０内で同条件で飛翔することとなり、液滴の冷却固化履歴を均一化することができるという効果も奏する。さらに噴霧槽２０の内壁表面への未固化の噴霧液滴の付着が低減され、噴霧槽２０をコンパクトにすることができる。
従来技術においては図３に示すように、一端が駆動モータ１２に結合し且つ他端に攪拌翼１５が取り付けられた攪拌軸１３が噴霧槽２０の軸位置に配置されているため、原料液体を噴霧する噴霧ノズルＮは偏心した位置に設けざるを得ず、そうすると、噴霧した液滴が飛翔方向によって飛翔距離が異なることとなり、従って、液滴の冷却固化履歴が不均一となる。
【実施例】
【００７３】
（試験評価用微粒子の製造方法）
以下の実施例１及び比較例１のそれぞれの試験評価用微粒子の製造を行った。
【００７４】
＜実施例１＞
ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸ナトリウム（花王社製 商品名：ＳＰＥ−１０４ＮＢ）、アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体（日光ケミカルズ社製 商品名：ＰＥＭＵＬＥＮ ＴＲ−１）、パラオキシ安息香酸メチル、寒天（伊那食品工業社製 商品名：ＡＸ−２００，ゼリー強度１９．６ｋＰａ）、水酸化ナトリウム、及びイオン交換水を０．０５：０．０１：０．３０：３．００：０．０２：７４．１２の質量比で混合し、９０℃に調温した水性成分水溶液を準備した。また、Ｎ−（２−ヒドロキシ−３−ヘキサデシロキシプロピル）−Ｎ−ヒドロキシエチルヘキサデカミド（花王社製 商品名：スフィンゴリピドＥ）、ジペンタエリトリット脂肪酸エステル（日清オイリオグループ社製 商品名：コスモール １６８ＡＲＶ）、ジイソステアリン酸ポリグリセリル（日清オイリオグループ社製 商品名：コスモール ４２Ｖ）、及びメチルポリシロキサン（信越化学工業社製 商品名：シリコーンＫＦ−９６Ａ（１０ｃｓ））を１０．００：２．５０：５．００：５．００の質量比で混合し、８０℃に調温した油性成分を準備した。なお、水性成分水溶液及び油性成分の組成は表１にも示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
水性成分水溶液を８０℃に冷却した後、質量比が油性成分／水性成分水溶液＝２２．５／７７．５となり且つ合計が２０ｋｇとなるように、油性成分及び水性成分水溶液を８０℃に調温したアンカー式攪拌機に入れて攪拌し、油性成分と水性成分水溶液との混合液を作製した。
【００７７】
次いで、この混合液を８０℃に調温した乳化機（特殊機化社製 商品名：Ｔ．Ｋ．ホモミクサーＭＡＲＫ II ４０型）に移し、回転数５５００ｒ／ｍｉｎで１５分間稼働させてＯ／Ｗ型分散液を調製した。なお、Ｏ／Ｗ型分散液の粘度は６０ｍＰａ・ｓであった。
【００７８】
そして、このＯ／Ｗ型分散液を８０℃に調温したまま、噴霧ノズル（スプレーイングシステムスジャパン社製 商品名：ＳＵＥ２８Ｂ）を用い、液流量３０．０ｋｇ／ｈ及びAir圧力０．５ＭＰａとして、室温下の槽内で槽頂部より気相中に鉛直下向きに１０ｋｇ噴霧した。
【００７９】
このとき用いた噴霧槽は、図１に示すのと同様の構成であって、高さ１．９ｍ及び直径１．８ｍで、噴霧槽の底部中央に軸受部材が設けられており、その軸受部材に、一端が駆動モータに結合した攪拌軸がシール部材を介して他端が槽内に露出するように挿通されて軸支され、一方、槽内に露出した攪拌軸の他端に噴霧槽の底面に沿って延びるように形成された攪拌翼が取り付けられたものである。
【００８０】
噴霧終了後に３００ｋｇのイオン交換水を槽内にかけ流し、撹拌翼で均一に混合した後、微粒子スラリーとして回収した。この微粒子（ハイドロゲル粒子）の製造を実施例１とした。
【００８１】
＜比較例１＞
噴霧槽として、図３に示すのと同様の構成であって、高さ１．９ｍ及び直径１．８ｍで、一端が駆動モータに結合し且つ他端に攪拌翼が取り付けられた攪拌軸が軸位置に配置されたものを使用したこと、および噴霧ノズルの設置位置を図３に示すのと同様に噴霧槽頂部中央より偏心した位置に変えたこと以外は実施例１と同じ方法で微粒子を製造し、これを比較例１とした。
【００８２】
（試験評価方法）
実施例１及び比較例１のそれぞれの微粒子スラリーについて光学顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ社製 商品名：デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ−１００Ｆ）を用いて微粒子形状を観察した。
【００８３】
（試験評価結果）
図４は実施例１で製造した微粒子を示す。図５は比較例１で製造した微粒子を示す。
【００８４】
光学顕微鏡による粒子形状観察では、噴霧空間に撹拌軸を有さない噴霧槽を用いた実施例１では、均一な微粒子を得ることができたが、噴霧空間に撹拌軸を有する噴霧槽を用いた比較例１では、複数の微粒子が凝集した粗大粒子が混在しており、均一な微粒子を得ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は微粒子の製造方法について有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 攪拌機（攪拌手段）
１１ 軸受部材
１２ 駆動モータ
１３ 攪拌軸
１４ シール部材
１５ 攪拌翼
１６ 駆動源
１７ 駆動側ロータ
１８ 従動側ロータ
２０ 噴霧槽
２１ 凹部
２１ａ 隔壁
Ｍ マグネット
Ｎ 噴霧ノズル（噴霧手段）
Ｓ 貯留物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧することにより液滴を形成すると共に、それを冷却固化させて微粒子を得る工程と、
上記得られた微粒子を、噴霧槽内に設置された攪拌手段を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽内から排出する工程と、
を有する微粒子の製造方法であって、
上記攪拌手段は、上方から垂下する部材を有さない、微粒子の製造方法。
【請求項２】
上記原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧する噴霧手段が、該噴霧槽の槽頂部中央に、原料液体を下向きに噴霧するように設けられている、請求項１に記載された微粒子の製造方法。
【請求項３】
上記原料液体が、ゲル形成剤を含むゲル形成剤含有液体である、請求項１又は２に記載された微粒子の製造方法。
【請求項４】
上記噴霧槽内から、微粒子を、微粒子が分散媒体に分散したスラリー状分散体の形態で排出する、請求項１乃至３のいずれかに記載された微粒子の製造方法。
【請求項１】
原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧することにより液滴を形成すると共に、それを冷却固化させて微粒子を得る工程と、
上記得られた微粒子を、噴霧槽内に設置された攪拌手段を用いて攪拌した後、又は攪拌条件下で、噴霧槽内から排出する工程と、
を有する微粒子の製造方法であって、
上記攪拌手段は、上方から垂下する部材を有さない、微粒子の製造方法。
【請求項２】
上記原料液体を噴霧槽内の気相に噴霧する噴霧手段が、該噴霧槽の槽頂部中央に、原料液体を下向きに噴霧するように設けられている、請求項１に記載された微粒子の製造方法。
【請求項３】
上記原料液体が、ゲル形成剤を含むゲル形成剤含有液体である、請求項１又は２に記載された微粒子の製造方法。
【請求項４】
上記噴霧槽内から、微粒子を、微粒子が分散媒体に分散したスラリー状分散体の形態で排出する、請求項１乃至３のいずれかに記載された微粒子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５４４３１（Ｐ２０１２−２５４４３１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０１８７（Ｐ２０１１−１３０１８７）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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