液体の増粘方法
【課題】第１液に第２液を添加して増粘させる際に生じる液の品質低下を抑制する。
【解決手段】液体の増粘方法は、第１液に、それを増粘させる第２液を添加するものであり、流路を層流条件下で流通する第１液に、その内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させる。
【解決手段】液体の増粘方法は、第１液に、それを増粘させる第２液を添加するものであり、流路を層流条件下で流通する第１液に、その内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体の増粘方法及び増粘した油滴分散液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油滴の体積平均粒径が１００μｍ以上である油滴分散液を化粧料等に用いる場合、油滴が視認されるために油滴径分布の単分散性が高いことが要求される。この要求を満足する油滴分散液の製造方法としていくつかの方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、交差するように設けられた一対のマイクロ流路の一方に水性成分及び他方に油性成分をそれぞれ流通させ、それらの交差部において水性成分に油性成分を分散させる油滴分散液の製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、油性成分がカプセルの内容組成物として、平均粒子径が１００μｍ以上の油性カプセルとしてカプセル化された状態で、水性溶媒中に分散しているカプセル含有組成物であって、（Ａ）カプセルの内容組成物に、融点が４５〜７５℃の両親媒性物質がカプセルの内容組成物の５〜４０質量％含有され、且つ（Ｂ）水性溶媒に水溶性高分子が含有されているカプセル含有組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２２１０７号公報
【特許文献２】特開２００３−７３２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
大径の油滴の分散液を化粧品製剤として使用すれば、美観や使用感の向上を期待することができる一方、大径の油滴は、浮上速度が大きく、また、小さい剪断によっても容易に変形して分裂する。そのため、連続方式で製造した油滴分散液にアルカリ水溶液等を添加して増粘させる際に、油滴径分布の単分散性が損なわれて液の品質が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、第１液に第２液を添加して増粘させる際に生じる液の品質低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体の増粘方法は、第１液に、それを増粘させる第２液を添加するものであって、流路を層流条件下で流通する第１液に、該流路を流通する第１液の内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させるものである。
【０００９】
本発明の増粘した油滴分散液の製造方法は、成分Ａを含有する水性成分からなる連続相に、体積平均粒径が１００〜１０００μｍである液体の油性成分の油滴からなる分散相が分散した油滴分散液の第１液を層流条件下で流路に流通させると共に、該流路を流通する第１液に、該流路の内壁から離れた位置から成分Ｂを含有する第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させて成分Ａと成分Ｂとの混合により第１液を増粘させるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１液の内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させるので、流路の内壁近傍で第１液が増粘して付着するのが規制され、その結果、第１液及び第２液の合流体が流路をスムーズに流動して混合され、それによって液の品質低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】増粘した油滴分散液（以下、「増粘油滴分散液」という。）の製造システムを示す図である。
【図２】構成例１の第２混合器の（ａ）斜視図、（ｂ）縦断面図、及び（ｃ）小径管の軸に沿った縦断面図である。
【図３】構成例２の第２混合器の縦断面図である。
【図４】構成例３の第２混合器の（ａ）斜視図、（ｂ）縦断面図、及び（ｃ）小径管の軸に沿った縦断面図である。
【図５】構成例４の第２混合器の（ａ）斜視図、（ｂ）小径管の軸を含む縦断面図、及び（ｃ）小径管の軸に沿った縦断面図である。
【図６】構成例５の第２混合器の（ａ）内部構造を示す斜視図、（ｂ）小径管の軸に沿った縦断面図である。
【図７】実施例１等で用いた第１混合器の縦断面図である。
【図８】比較例１で用いた第２混合器の縦断面図である。
【図９】（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２、及び（ｃ）は実施例３の光学顕微鏡観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態に係る液体の増粘方法について、増粘油滴分散液の製造方法を事例として詳細に説明する。なお、実施形態に係る液体の増粘方法は本事例に限定されるものではない。
【００１３】
（増粘油滴分散液の製造システム）
図１は増粘油滴分散液の製造システムＳを示す。
【００１４】
この増粘油滴分散液の製造システムＳは、第１混合器１００及びそれに続いて設けられた第２混合器２００、並びにその他の液供給系等の付帯部とで構成されている。なお、第１混合器１００及び第２混合器２００のうち少なくともいずれか一方が複数並列して設けられていてもよい。
【００１５】
第１混合器１００は、水性成分液流入部１０１、油性成分液流入部１０２、及び第１液流出部１０３を有する。
【００１６】
水性成分液流入部１０１には、水性成分を貯蔵するための水性成分貯槽３１ａから延びた水性成分供給管３２ａが接続されている。水性成分供給管３２ａには、水性成分を流通させるためのポンプ３３ａ、その流量を検知するための流量計３４ａ、及び夾雑物を除去するためのフィルタ３５ａが上流側から順に介設されており、流量計３４ａとフィルタ３５ａとの間の部分に水性成分の圧力を検知するための圧力計３６ａが取り付けられている。ポンプ３３ａ、流量計３４ａ、及び圧力計３６ａのそれぞれは、図示しない流量コントローラに電気的に接続されている。流量コントローラは、水性成分の設定流量及び設定圧力の入力が可能に構成されていると共に演算素子が組み込まれており、水性成分の設定流量情報、流量計３４ａで検知された流量情報、及び圧力計３６ａで検知された圧力情報に基づいてポンプ３３ａを運転制御するように構成されている。
【００１７】
油性成分液流入部１０２には、油性成分を貯蔵するための油性成分貯槽３１ｂから延びた油性成分供給管３２ｂが接続されている。油性成分供給管３２ｂには、油性成分を流通させるためのポンプ３３ｂ、その流量を検知するための流量計３４ｂ、及び夾雑物を除去するためのフィルタ３５ｂが上流側から順に介設されており、流量計３４ｂとフィルタ３５ｂとの間の部分に油性成分の圧力を検知するための圧力計３６ｂが取り付けられている。ポンプ３３ｂ、流量計３４ｂ、及び圧力計３６ｂのそれぞれも、図示しない流量コントローラに電気的に接続されている。流量コントローラは、油性成分の設定流量及び設定圧力の入力も可能に構成されており、油性成分の設定流量情報、流量計３４ｂで検知された流量情報、及び圧力計３６ｂで検知された圧力情報に基づいてポンプ３３ｂを運転制御するように構成されている。
【００１８】
第１混合器１００の第１液流出部１０３からは第１液供給管３７が延びている。
【００１９】
第１混合器１００は、公知の液液混合器で構成されていてもよい。具体的には、例えば、体積平均粒径が１００〜１０００μｍの増粘前の油滴分散液（以下、「増粘前油滴分散液」という。）を調製可能な装置として、特開２００４−１２２１０７号公報に開示されたマイクロ流路が交差して設けられた構造のもの、非特許文献Shoji Takeuchi et al., Advanced Materials 2005, 17, No.8, 1067-1072に開示された同心軸の２重管構造のもの、特開２００６−１１０５０５号公報に開示された細孔とスロット状孔との２段の貫通孔の構造のもの等が挙げられる。
【００２０】
第２混合器２００は、第１液流入部２０１、第２液流入部２０２、及び製品流出部２０３を有する。
【００２１】
第１液流入部２０１には、第１混合器１００の第１液流出部１０３から延びた第１液供給管３７が接続されている。
【００２２】
第２液流入部２０２には、第２液を貯蔵するための第２液貯槽３１ｃから延びた第２液供給管３２ｃが接続されている。第２液供給管３２ｃには、第２液を流通させるためのポンプ３３ｃ、その流量を検知するための流量計３４ｃ、及び夾雑物を除去するためのフィルタ３５ｃが上流側から順に介設されており、流量計３４ｃとフィルタ３５ｃとの間の部分に第２液の圧力を検知するための圧力計３６ｃが取り付けられている。ポンプ３３ｃ、流量計３４ｃ、及び圧力計３６ｃのそれぞれも、図示しない流量コントローラに電気的に接続されている。流量コントローラは、第２液の設定流量及び設定圧力の入力も可能に構成されており、第２液の設定流量情報、流量計３４ｃで検知された流量情報、及び圧力計３６ｃで検知された圧力情報に基づいてポンプ３３ｃを運転制御するように構成されている。
【００２３】
第２混合器２００の製品流出部２０３からは製品回収管３８が延びており、その製品回収管３８は製品貯槽３９に接続されている。製品貯槽３９には熱交換器や温調ジャケット等の冷却手段が設けられていてもよい。
【００２４】
第２混合器２００は、第１液の内部から第２液を添加する構成を有する。以下、第２混合器２００の具体的な構成例について説明する。
【００２５】
＜構成例１＞
図２（ａ）〜（ｃ）は構成例１の第２混合器２００を示す。
【００２６】
構成例１の第２混合器２００は、液流通管２１０とその側壁を貫通して導入された１本の小径管２２０とを有する。なお、液流通管２１０の上流端部が第１液流入部２０１に、また、小径管２２０の液流通管２１０の外部に露出した端部が第２液流入部２０２に、さらに、液流通管２１０の下流端部が製品流出部２０３にそれぞれ構成されている。また、小径管２２０の液流通管２１０の内部の先端の開口が第２液流出部２２１に構成されている。なお、小径管２２０の第２液流出部２２１は小径管２２０の側面に穿孔された開口で構成されていてもよい。
【００２７】
液流通管２１０は、特に限定されるものではないが、液流動方向に均一な流路断面を有する直管で構成されていることが好ましい。直管の液流通管２１０は、上流端部の第１液流入部２０１が上及び下流端部の製品流出部２０３が下となるように鉛直乃至傾斜配置とされていてもよく、また、その逆に、上流端部の第１液流入部２０１が下及び下流端部の製品流出部２０３が上となるように鉛直乃至傾斜配置とされていてもよく、さらに、上流端部の第１液流入部２０１及び下流端部の製品流出部２０３が同じ高さの水平配置とされていてもよい。
【００２８】
液流通管２１０の流路断面形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、円環形、星形、不定形等が挙げられ、これらのうち円形が好ましい。液流通管２１０の内径Ｄ１は例えば１〜１０ｍｍであり、好ましくは１〜６ｍｍである。なお、ここでいう内径とは水力相当直径（＝４×（流路断面積）／（浸辺長））を意味する（以下同様）。
【００２９】
液流通管２１０の少なくとも内壁部分を形成する材質としては、特に限定されるものではないが、安定した増粘操作を行う観点から、油滴を構成する油性成分に濡れにくい物性を有することが好ましく、具体的には、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体）などのフッ素樹脂；ステンレスやガラスなどの水との接触角が９０°以下の材質等が挙げられ、これらのうち得られる油滴径分布の単分散性が優れるという観点から、ガラスが好ましい。
【００３０】
液流通管２１０の内部は、上流端部の第１液流入部２０１から小径管２２０の第２液流出部２２１までの領域が第１液流路２１１に、また、小径管２２０の第２液流出部２２１から下流端部の製品流出部２０３までの領域が液混合流路２１２にそれぞれ構成されている。液混合流路２１２の液流動方向の長さＬは例えば５０〜５００ｍｍである。
【００３１】
第１液流路２１１及び液混合流路２１２は、液流動方向に断面形状や内径が変化しない連続した構成であることが好ましく、また、それらの液流動方向が同一であることが好ましい。
【００３２】
小径管２２０は、特に限定されるものではないが、液流動方向に均一な流路断面を有する直管で構成されていることが好ましい。直管の小径管２２０は、水平配置された直管の液流通管２１０の上方から導入されていてもよく、また、下方から導入されていてもよく、さらに、側方乃至斜め側方から導入されていてもよい。
【００３３】
小径管２２０の流路断面形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、円環形、星形、不定形等が挙げられ、これらのうち円形が好ましい。小径管２２０の外径Ｄ２は例えば０．５〜５ｍｍである。なお、ここでいう外径とは、水力相当直径に相当するものであって、小径管２２０の断面積を外周長で除して４倍したものである（以下同様）。
【００３４】
小径管２２０の少なくとも内壁部分を形成する材質も特に限定されるものではなく、液流通管２１０と同様のものが挙げられる。
【００３５】
小径管２２０は、液流通管２１０の内部において第１液流路２１１及び液混合流路２１２側に突出した部分を有し、先端の開口の第２液流出部２２１が第１液流路２１１及び液混合流路２１２の内壁から離れて位置し、これによって第１液の内部から第２液を添加するように構成されている。小径管２２０の先端の第２液流出部の第１液流路２１１及び液混合流路２１２の内壁からの距離ｈは、第１液流路２１１及び液混合流路２１２の内径Ｄ１（水力相当直径）に対して１０〜５０％であることが好ましく、２０〜５０％であることがより好ましく、２５〜５０％であることがさらに好ましい。
【００３６】
小径管２２０の先端の第２液流出部２２１は、第１液流路２１１を流通する第１液に、その液流動方向に対して直交乃至所定の角度を有するように第２液を添加するように構成されていてもよく、第１液に対する第２液の流出角度は任意である。
【００３７】
以上の通り、構成例１の第２混合器２００は、液流通管２１０内の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から小径管２２０より第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００３８】
＜構成例２＞
図３は構成例２の第２混合器２００を示す。なお、構成例１と同一名称の部分は構成例１と同一符号で示す。
【００３９】
構成例２の第２混合器２００は、液流通管２１０とその側壁を貫通して導入された１本の小径管２２０とを有する。
【００４０】
小径管２２０は、液流通管２１０の側壁を貫通して第１液流路２１１及び液混合流路２１２の中央まで延び、それに続いて下流側に屈曲して液流動方向に沿って延び、そして、先端の開口が第２液流出部２２１に構成されている。この小径管２２０の先端の第２液流出部２２１は、第１液流路２１１を流通する第１液に、その液流動方向に沿って第２液を添加するように構成されている。
【００４１】
その他の各部の詳細な構成は構成例１と同一である。
【００４２】
以上の通り、構成例２の第２混合器２００は、液流通管２１０内の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から小径管２２０より第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００４３】
＜構成例３＞
図４（ａ）〜（ｃ）は構成例３の第２混合器２００を示す。なお、構成例１と同一名称の部分は構成例１と同一符号で示す。
【００４４】
構成例３の第２混合器２００は、液流通管２１０と、各々、その側壁を貫通して導入された複数本（図４では３本）の小径管２２０とを有する。なお、液流通管２１０の上流端部が第１液流入部２０１に、また、各小径管２２０の液流通管２１０の外部に露出した端部が第２液流入部２０２に、さらに、液流通管２１０の下流端部が製品流出部２０３にそれぞれ構成されている。また、各小径管２２０の液流通管２１０の内部の先端の開口が第２液流出部２２１に構成されている。
【００４５】
複数本の小径管２２０は、図４（ａ）に示すように液流通管２１０における液流動方向の同一位置に周方向に間隔（好ましくは等間隔）をおいて設けられている。なお、複数本の小径管２２０は、液流動方向に間隔をおいて周方向に規則的に又は不規則に設けられていてもよい。
【００４６】
その他の各部の詳細な構成は構成例１と同一である。
【００４７】
以上の通り、構成例３の第２混合器２００は、液流通管２１０内の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から複数の小径管２２０のそれぞれより第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００４８】
＜構成例４＞
図５（ａ）〜（ｃ）は構成例４の第２混合器２００を示す。なお、構成例１と同一名称の部分は構成例１と同一符号で示す。
【００４９】
構成例４の第２混合器２００は、横断面が横長矩形状に形成された液流通管２１０と、各々、その上面壁を貫通して導入された複数本（図５では６本）の小径管２２０とを有する。
【００５０】
複数本の小径管２２０は、図５（ａ）に示すように液流通管２１０の上面壁における液流動方向の同一位置に間隔（好ましくは等間隔）をおいて並列に設けられている。なお、複数本の小径管２２０は、液流動方向に間隔をおいて設けられていてもよく、また、液流通管２１０の上面壁以外に設けられていてもよい。
【００５１】
その他の各部の詳細な構成は構成例１と同一である。
【００５２】
以上の通り、構成例４の第２混合器２００は、液流通管２１０内の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から複数の小径管２２０のそれぞれより第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００５３】
＜構成例５＞
図６（ａ）及び（ｂ）は構成例５の第２混合器２００を示す。なお、構成例１と同一名称の部分は構成例１と同一符号で示す。
【００５４】
構成例５の第２混合器２００は、液流通管２１０とその内部に同軸に設けられた第２液流通管２３０とを備えた二重管構造を有し、液流通管２１０と第２液流通管２３０との間の部分が第１液流路２１１及び液混合流路２１２に構成されている。そして、第２液流通管２３０には、各々、第１液流路２１１及び液混合流路２１２側に突出した複数本（図６では１２本）の小径管２２０が設けられている。
【００５５】
複数本の小径管２２０は、図６（ａ）に示すように液流動方向の同一位置に周方向に間隔（好ましくは等間隔）をおいて放射状に設けられている。なお、複数本の小径管２２０は、液流動方向に間隔をおいて周方向に規則的に又は不規則に設けられていてもよい。
【００５６】
その他の各部の詳細な構成は構成例１と同一である。
【００５７】
以上の通り、構成例５の第２混合器２００は、液流通管２１０と第２液流通管２３０との間の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から複数の小径管２２０のそれぞれより第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００５８】
（増粘油滴分散液の製造方法）
次に、この増粘油滴分散液の製造システムＳを用いた増粘油滴分散液の製造方法について説明する。
【００５９】
＜第１液＞
第１液は、成分Ａを含有する水性成分からなる連続相に、体積平均粒径が１００〜１０００μｍである油性成分の油滴からなる分散相が分散した増粘前油滴分散液である。
【００６０】
−水性成分−
水性成分からなる連続相に含有される成分Ａは、後に説明する成分Ｂとの混合により増粘前油滴分散液を増粘させる性質を有するものである。成分Ａとしては、例えば、水溶性高分子及び／又は界面活性剤が挙げられる。
【００６１】
水溶性高分子は、合成高分子であってもよく、また、天然高分子であってもよい。かかる水溶性高分子としては、水への溶解の容易さ、粘度調整の容易さの観点から、カルボキシル基を有するものが好ましく、カルボキシル基を有するアクリル系高分子やアルギン酸アルカリ金属塩、カルボキシルメチルセルロースなどの多糖類等が挙げられる。アクリル系高分子としては、例えば、（アクリル酸／アクリル酸アルキル（Ｃ１０−３０））共重合体（例えば、日光ケミカルズ社製 商品名：CARBOPOL）、アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体（例えば、日光ケミカルズ社製 商品名：PEMULEN）、アクリル酸系共重合体（例えば、ローム＆ハース社製 商品名：ACULYN）等が挙げられる。これらのうち、得られる増粘前油滴分散液のｐＨを調整することにより容易に増粘安定化を図ることができるという観点からカルボキシル基を有するアクリル系高分子が好ましく、アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体（例えば、日光ケミカルズ社製 商品名：PEMULEN）が最も好ましい。水溶性高分子は、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。
【００６２】
水性成分中の水溶性高分子の濃度は、第１混合器１００において体積平均粒径が１００〜１０００μｍの増粘前油滴分散液が生成されるのであれば特に限定されないが、例えば０．０２〜５質量％である。
【００６３】
界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤であってもよく、また、陽イオン性界面活性剤であってもよい。かかる界面活性剤としては、化粧料等への応用の汎用性、粘度調整の容易さの観点から、アルキル硫酸ナトリウム、（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウムなどの陰イオン性界面活性剤や、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルオクタデキロシキプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−３−オクタデシルオキシプロピルアミンなどの陽イオン性界面活性剤等が挙げられる。これらのうち、粘度調整の容易さの観点から、（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル−３−オクタデシルオキシプロピルアミンが最も好ましい。界面活性剤は、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。
【００６４】
水性成分中の界面活性剤の濃度は、第１混合器１００において体積平均粒径が１００〜１０００μｍの増粘前油滴分散液が生成されるのであれば特に限定されないが、例えば１〜１５質量％である。
【００６５】
水性成分の溶媒は水であり、水は、例えば、イオン交換水、蒸留水等である。
【００６６】
水性成分の粘度は、粒径分布の狭い増粘前油滴分散液を生成することができる観点から、１０〜２００ｍＰａ・ｓの範囲にあることが好ましい。
【００６７】
水性成分には、粘度や界面張力に悪影響を与えない範囲で、水との混和性のある有機溶剤、防腐剤、塩類、界面活性剤、その他有効成分が含まれていてもよい。
【００６８】
−油性成分−
油性成分は、水と混じりあわない液体である。なお、油性成分は、常温固体のものであってもよく、その場合、操作時に温度を融点以上とすることにより液体として扱う。
【００６９】
油性成分は、水との界面張力が１０ｍＮ／ｍ以上であり、粘度が４０ｍＰａ・ｓ以下である物性を有するものが好ましい。かかる油性成分としては、具体的には、常温液体のものでは、ジメチコーン、環状シリコーン、スクワラン、植物油、エステル油等が挙げられ、常温固体のものでは、パーム油、牛脂、炭素数１４〜２２の高級アルコール、セレシンなどの鉱物油等が挙げられる。油性成分は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種の混合物で構成されていてもよい。
【００７０】
油性成分には、その他に親油性界面活性剤や有機溶剤が含まれていてもよい。
【００７１】
−第１液の調整−
上記の増粘油滴分散液の製造システムＳを稼働させると、ポンプ３３ａは、水性成分を、水性成分貯槽３１ａから水性成分供給管３２ａを介し、流量計３４ａ、及びフィルタ３５ａを順に経由させて第１混合器１００の水性成分液流入部１０１に継続的に供給する。流量計３４ａは、検知した水性成分の流量情報を流量コントローラに送る。また、圧力計３６ａは、検知した圧力計３６ａの圧力情報を流量コントローラに送る。
【００７２】
ポンプ３３ｂは、油性成分を、油性成分貯槽３１ｂから油性成分供給管３２ｂを介し、流量計３４ｂ、及びフィルタ３５ｂを順に経由させて第１混合器１００の油性成分液流入部１０２に継続的に供給する。流量計３４ｂは、検知した油性成分の流量情報を流量コントローラに送る。また、圧力計３６ｂは、検知した圧力計３６ｂの圧力情報を流量コントローラに送る。
【００７３】
続いて、流量コントローラは、水性成分の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、流量計３４ａで検知された流量情報、及び圧力計３６ａで検知された圧力情報に基づいて、水性成分の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるようにポンプ３３ａを運転制御する。それと共に、流量コントローラは、油性成分の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、流量計３４ｂで検知された流量情報、及び圧力計３６ｂで検知された圧力情報に基づいて、油性成分の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるようにポンプ３３ｂを運転制御する。
【００７４】
ここで、水性成分の温度は、例えば５〜９５℃とすることが好ましい。油性成分の温度は、油性成分が液体状態となる温度とすることが好ましく、例えば５〜９５℃とすることが好ましい。このとき、必要に応じて増粘油滴分散液の製造システムＳ全体を加温してもよい。
【００７５】
水性成分及び油性成分のそれぞれの圧力設定は、送液の圧力が例えば０．００５〜０．５ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
【００７６】
水性成分及び油性成分のそれぞれの流量設定は、生産性及び流動安定性の観点から、水性成分及び油性成分の合計流量を０．２〜２０Ｌ／ｈとすることが好ましく、０．３〜８Ｌ／ｈとすることがより好ましい。また、水性成分に対する油性成分の体積比は、好ましい油滴の体積平均粒径及び粒径分布を得ることができるという観点から、油性成分／水性成分＝１／９９〜４０／６０とすることが好ましく、３／９７〜２０／８０とすることがより好ましい。
【００７７】
第１液の粘度は、増粘前油滴分散液の状態を維持しつつ第１液を第２混合器２００に供給させることができる観点から、１０〜２００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。粘度は、Ｂ型粘度計を用いて回転数６０ｒ／ｍの条件で測定されるものである（参照 ＪＩＳ Ｚ８８０３、Ｋ７１１７−１等）。
【００７８】
そして、第１混合器１００の第１液流出部１０３からは油滴の体積平均粒径が１００〜１０００μｍ（好ましくは１００〜６００μｍ）である増粘前油滴分散液の第１液が得られる。なお、後述のように得られた第１液は第１液供給管３７を介して続く第２混合器２００の第１液供給部２０１に継続的に供給される。また、このとき、必要に応じて第１液流出部１０３から流出する増粘前油滴分散液を冷却してもよく、その冷却操作は、例えば、第１液供給管３７に二重管ジャケット式の熱交換器などを設け、それに冷媒を流通させることにより行うことができる。
【００７９】
＜第２液＞
第２液は成分Ｂを含有する液体成分である。
【００８０】
成分Ｂは、第１液の連続相に含まれる成分Ａとの混合により第１液の増粘前油滴分散液を増粘させる性質を有するものであり、成分Ａの種類に応じて選択することができる。
【００８１】
成分Ａがカルボキシル基を有するアクリル系高分子である場合には、成分Ｂとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニア、トリメチルアンモニウム等が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さ、粘度調整の容易さの観点から、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが最も好ましい。
【００８２】
成分Ａがアルギン酸アルカリ金属塩である場合には、成分Ｂとしては、例えば、乳酸カルシウム、炭酸亜鉛、硫酸アルミニウムなどの多価金属塩等が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さ、粘度調整の容易さの観点から、乳酸カルシウムが最も好ましい。
【００８３】
成分Ａが陰イオン性界面活性剤である場合には、成分Ｂとしては、例えば、ヤシ油モノエタノールアミド、ヤシ油メチルモノエタノールアミド、脂肪酸アルカノールアミドなどの非イオン性界面活性剤、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムなどの無機塩等が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さ、粘度調整の容易さの観点から、ヤシ油モノエタノールアミド、ヤシ油メチルモノエタノールアミド、塩化ナトリウムが最も好ましい。
【００８４】
成分Ａが陽イオン性界面活性剤の場合には、成分Ｂ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などの高級アルコール等が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さ、粘度調整の容易さの観点から、セチルアルコール、ステアリルアルコールが最も好ましい。
【００８５】
これらの成分Ｂ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。
【００８６】
第２液は成分Ｂの溶液であってよい。その溶媒としては、例えば水、水との混和性のある有機溶剤、及びそれらの混合物が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さの観点から、溶媒としては水、エタノールが最も好ましい。第２液が成分Ｂの溶液である場合、第２液中の成分Ｂの濃度は、第２液の流動性が確保される限り特に限定されないが、例えば０．１〜５０質量％である。
【００８７】
第２液には、粘度や界面張力に悪影響を与えない範囲で、水との混和性のある有機溶剤、防腐剤、塩類、界面活性剤、その他有効成分が含まれていてもよい。
【００８８】
＜第１液と第２液との混合＞
上記の増粘油滴分散液の製造システムＳを稼働させると、第１液の調整と共に、第１液と第２液とを混合することによる増粘油滴分散液の製造が行われる。
【００８９】
具体的には、ポンプ３３ｃは、第２液を、第２液貯槽３１ｃから第２液供給管３２ｃを介し、流量計３４ｃ、及びフィルタ３５ｃを順に経由させて第２混合器２００の第２液流入部２０２に継続的に供給する。流量計３４ｃは、検知した第２液の流量情報を流量コントローラに送る。また、圧力計３６ｃは、検知した圧力計３６ｃの圧力情報を流量コントローラに送る。
【００９０】
続いて、流量コントローラは、第２液の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、流量計３４ｃで検知された流量情報、及び圧力計３６ｃで検知された圧力情報に基づいて、第２液の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるようにポンプ３３ｃを運転制御する。
【００９１】
流量コントローラによる制御は、第２混合器２００において、第１液流路２１１を流通した第１液と小径管２２０を流通した第２液とが、小径管２２０の第２液流出部２２１において、層流条件で流動する第１液の内部から第２液が添加され、それによって第１液で周囲が覆われるように第２液が合流することとなり、その後、それらの合流体が液混合流路２１２において、層流条件を保持して流通しつつ、第１液と第２液との混合が進行すると共に成分Ａと成分Ｂとの混合も進行して第１液の増粘前油滴分散液が増粘し、製品回収管３８を介して製品貯槽３９において、油滴径分布の単分散性を損なわずに増粘され、油滴の体積平均粒径が１００〜１０００μｍである増粘油滴分散液が回収されるように行う。
【００９２】
ここで、「層流条件」とは、下記式で定義されるレイノルズ数（Ｒｅ）が２３００よりも小さくなる流動条件である。
【００９３】
レイゾルズ数（Ｒｅ）
＝第１液密度［kg／m３］×合流体平均流速［m/s］×代表径［m］÷第１液の粘度[Pa・s]
代表径［m］は液混合流路２１２の水力相当直径［m］である。
【００９４】
第１液流路２１１での第１液、及び液混合流路２１２での第１液及び第２液の合流体のそれぞれのレイノルズ数（Ｒｅ）は、安定な層流状態を実現する観点から、０．５〜２００であることが好ましく、１〜１００であることがより好ましく、３〜２０であることが更に好ましい。
【００９５】
第１液の温度は、例えば５〜９５℃とすることが好ましい。第２液の温度は、成分Ｂの溶解度や融点によって調整して扱うことが好ましく、第２液が液体状態となる温度であって、例えば５〜９５℃とすることが好ましい。このとき、必要に応じて増粘油滴分散液の製造システムＳ全体を加温してもよい。
【００９６】
第２液の圧力設定は、送液の圧力が例えば０．００５〜０．５ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
【００９７】
第２混合器２００に流通させる第１液及び第２液のそれぞれの流量設定は、液混合流路２１２を層流条件で流通させる観点から、液混合流路２１２を流通する第１液及び第２液の合計流量を０．２〜２０Ｌ／ｈとすることが好ましく、０．３〜８Ｌ／ｈとすることがより好ましい。また、第１液に対する第２液の体積比は、液混合流路２１２を好ましい流動状態で流通させることができるという観点から、第２液／第１液＝０．１／９９．９〜２０／８０とすることが好ましく、１／９９〜１０／９０とすることがより好ましい。
【００９８】
なお、必要に応じて製品流出部２０３から流出して回収される増粘油滴分散液を冷却してもよく、その冷却操作は、例えば、製品回収管３８或いは製品貯槽３９において、ジャケットに冷媒を流通させることにより行うことができる。
【００９９】
回収される増粘油滴分散液の粘度は、第１液の粘度の５〜１０００であることが好ましく、１０〜５００倍であることがより好ましく、具体的には、１０００〜１０００００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、２０００〜２００００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。粘度は、Ｂ型粘度計を用いて回転数１２ｒ／ｍの条件で測定されるものである。増粘油滴分散液がこのような粘度範囲であることにより、静置保存時に油滴の浮上分離（クリーミング）を防止することが可能となり、化粧品等に適用することができる。
【０１００】
以上の本実施形態に係る液体の増粘方法である増粘油滴分散液の製造方法によれば、第１液の内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させるので、液混合流路２１２の内壁近傍で第１液が増粘して付着するのが規制され、その結果、第１液及び第２液の合流体が液混合流路２１２をスムーズに流動して混合され、それによって液の品質低下を抑制することができる。
【０１０１】
また、大径の油滴の分散液を化粧品製剤として使用すれば、美観や使用感の向上を期待することができる一方、大径の油滴は、浮上速度が大きく、また、小さい剪断によっても容易に変形して分裂する。例えば、上記特許文献１に開示された方法で製造された油滴分散液では、連続相となる水性成分にポリビニルアルコールなどの高分子分散剤が含有されているが、静置保存時に油滴の浮上分離（クリーミング）を防止することが困難であり、化粧品等に応用することができない。上記特許文献２に開示された方法で製造された油滴分散液では、連続相となる水性溶媒がアルキル変性カルボキシビニルポリマーを含有しており十分高い粘度を有するため、化粧料等に応用可能であるが、バッチ式の攪拌槽を用いて製造するため、攪拌翼近傍では強い剪断を受け、油滴が液体の場合には分裂や合一が生じやすく、その結果油滴径分布の単分散性が損なわれ、化粧料等に応用する場合、視認性を訴求する商品に適さないこととなる。
【０１０２】
しかしながら、本実施形態に係る液体の増粘方法である増粘油滴分散液の製造方法によれば、第１液である増粘前油滴分散液と第２液とを一定の層流条件下に液混合流路２１２内で連続的に混合することにより増粘前油滴分散液を増粘させるため、油滴径が大きく、また、特に油滴が液体であったとしても、油滴が剪断を受けて分裂や合一するのを抑制することができる。また、第１液の内部から第２液を添加するので、混合進行中の部分的な粘度上昇に起因する偏流の発生を抑制でき、増粘前油滴分散液の安定な増粘操作が可能である。つまり、油滴の体積平均粒径が１００〜１０００μｍである増粘油滴分散液を、油滴径分布の単分散性を損なわず、安定操作で得ることができる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、増粘油滴分散液の製造方法を事例としたが、特にこれに限定されるものではなく、第１液を陽イオン活性剤水溶液及び第２液を高級アルコールとしたコンディショナーの製造方法等であってもよい。
【実施例】
【０１０４】
以下の試験評価を行った。その内容については表１及び２にも示す。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
（増粘油滴分散液の製造）
＜実施例１＞
図１に示すのと同様の構成の増粘油滴分散液の製造システムを準備した。
【０１０８】
第１混合器１００として、図７に示すようなガラス製の二重管構造を有するものを用いた。この第１混合器１００は、大径管１１０の内径ｄ１が４．４ｍｍであり、小径管１２０の外径ｄ２が３．２ｍｍ及び内径ｄ３が１．６ｍｍである。第１混合器１００は、液合流部１３０におけるマイクロ流路１４０に連続する部分が、流路径が不連続に縮小した構成を有し、また、流路拡大部１５０におけるマイクロ流路１４０から連続する部分も、流路径が不連続に拡大した構成を有する。マイクロ流路１４０は、流路断面形状が円形に形成されており、内径φが０．５ｍｍ（流路面積ｓが０．２０ｍｍ２）、流路長さｌが３０ｍｍ、及び流路長さ／内径（ｌ／φ）が６０である。また、流路拡大部１５０は、流路断面形状が円形に形成されており、内径ｄ４が４．４ｍｍであり、マイクロ流路１４０に続いて接続された透明ビニールホースにより構成されている。
【０１０９】
第２混合器２００として、図２（ａ）〜（ｃ）に示すのと同様の構造を有するものを用いた。第２混合器２００は、液流通管２１０が、内径Ｄ１が５．０ｍｍであるＰＴＦＥ製の円筒管で形成され、また、小径管２２０が、外径Ｄ２が０．５ｍｍで及び内径が０．２ｍｍであるステンレス製の円筒管で形成され、そして、小径管２２０の先端が液流通管２１０の中心軸付近（ｈ＝約２．４ｍｍ）に位置付けられ、液混合流路２１２の液流動方向の長さＬが２００ｍｍである。
【０１１０】
なお、水性成分用のポンプ３３ａ及び油性成分用のポンプ３３ｂとしてギアポンプ（Zenith社製）を用い、第２液用のポンプ３３ｃとしてシリンジポンプ（HARVARD社製）を用いた。
【０１１１】
水性成分として、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-2）の０．１１質量％高分子水溶液を準備して仕込んだ。この水性成分の高分子水溶液は、Ｂ型粘度計を用いて回転数６０ｒ／ｍの条件で測定した粘度が４０ｍＰａ・ｓであった。また、水性成分を２０℃に調温した。
【０１１２】
油性成分としてスクワランを準備して仕込んだ。油性成分を２０℃に調温した。
【０１１３】
第２液として０．５Ｍの水酸化カリウム水溶液を準備して仕込んだ。
【０１１４】
そして、増粘油滴分散液の製造システムを稼働させて、第１混合器１００に対し、上記水性成分及び油性成分を、体積割合（油性成分／水性成分）＝１２／８８、並びにマイクロ流路１４０を流通する水性成分及び油性成分の合計流量が２．０Ｌ／ｈとなるように供給したところ、第１混合器１００から増粘前油滴分散液の第１液が得られ、第２混合器２００に対し、その第１液の流量を２．０Ｌ／ｈ及び第２液の流量を０．０２７Ｌ/ｈで供給することで増粘油滴分散液が得られた。以上の操作を実施例１とした。
【０１１５】
第１混合器１００から得られた増粘前油滴分散液について、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所社製 ＬＡ−９１０）を用いて油滴の体積平均粒径を求めたところ４３３μｍであった。また、実施例１での液混合流路２１２におけるレイノルズ数（Ｒｅ）は３．４であった。実施例１で得られた増粘油滴分散液の粘度は２６００ｍＰａ・ｓであった。増粘油滴分散液の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて回転数１２ｒ／ｍの条件で測定したものである（以下同様）。
【０１１６】
＜実施例２＞
第２混合器２００として、液流通管２１０の内径Ｄ１が３．２ｍｍ、液混合流路２１２の内壁からの距離ｈが約１．５ｍｍであるものを用いたことを除いて実施例１と同条件の操作により増粘油滴分散液を得た。この操作を実施例２とした。
【０１１７】
実施例２での液混合流路２１２におけるレイノルズ数（Ｒｅ）は５．４であった。実施例２で得られた増粘油滴分散液の粘度は２５００ｍＰａ・ｓであった。
【０１１８】
＜実施例３＞
第２混合器２００として、液流通管２１０の内径Ｄ１が１．６ｍｍ、液混合流路２１２の内壁からの距離ｈが約０．７ｍｍであるものを用いたことを除いて実施例１と同条件の操作により増粘油滴分散液を得た。この操作を実施例３とした。
【０１１９】
実施例３での液混合流路２１２におけるレイノルズ数（Ｒｅ）は１０．７であった。実施例３で得られた増粘油滴分散液の粘度は２６００ｍＰａ・ｓであった。
【０１２０】
＜比較例１＞
第２混合器２００’として、図８に示すようなガラス製の二重管構造を有し、外側の液流通管２１０’の内径Ｄ１’が２．５ｍｍ、内側の小径管２２０’の外径Ｄ２’が１．６ｍｍ及び内径Ｄ３’が１．１ｍｍ、液混合流路２１２の内径Ｄ４’が２．５ｍｍ、並びに液混合流路２１２’の液流動方向の長さＬ’が２００ｍｍであるものを用いたこと、更に第１液を内側の小径管２２０’から、第２液を外側の液流通管２１０’からそれぞれ供給したことを除いて実施例１と同条件の操作により増粘油滴分散液を得た。この操作を比較例１とした。
【０１２１】
比較例１での液混合流路２１２におけるレイノルズ数（Ｒｅ）は２．９であった。比較例１で得られた増粘油滴分散液の粘度は２４００ｍＰａ・ｓであった。
【０１２２】
＜比較例２＞
１００ｍＬビーカーに実施例１と同様にして得られた第１液の油滴分散液を７４ｍＬ仕込み、プロペラ翼で２００ｒ／ｍの回転数で攪拌しながら、実施例１で用いたのと同じ第２液１ｍＬを滴下して混合したところ増粘油滴分散液が得られた。この操作を比較例２とした。
【０１２３】
比較例２で得られた増粘油滴分散液の粘度は２８００ｍＰａ・ｓであった。
【０１２４】
（試験評価及び結果）
＜増粘油滴分散液の外観＞
実施例１〜３及び比較例１〜２のそれぞれで得られた増粘油滴分散液をガラス試験管にとって目視観察した。
【０１２５】
実施例１〜３のいずれも、粗大な油滴は認められるものの、数ｍｍ程度もある粗大な油滴は観察されず、また分散液の上液面に油浮きは観察されなかった。一方、比較例１及び２では、数ｍｍ程度の粗大な油滴が目立ち、また分散液の上液面に油浮きが観察された。
【０１２６】
＜油滴分散液の顕微鏡観察＞
実施例１〜３のそれぞれで得られた増粘油滴分散液をスライドガラスにとり、カバーグラスを載せて光学顕微鏡で観察した。
【０１２７】
図９（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ実施例１〜３の観察写真である。いずれも１ｍｍを大きく上回るほどの粗大な油滴は観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は液体の増粘方法及び増粘油滴分散液の製造方法について有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
２１２ 液混合流路
２２０ 小径管
２２１ 第２液流出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体の増粘方法及び増粘した油滴分散液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油滴の体積平均粒径が１００μｍ以上である油滴分散液を化粧料等に用いる場合、油滴が視認されるために油滴径分布の単分散性が高いことが要求される。この要求を満足する油滴分散液の製造方法としていくつかの方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、交差するように設けられた一対のマイクロ流路の一方に水性成分及び他方に油性成分をそれぞれ流通させ、それらの交差部において水性成分に油性成分を分散させる油滴分散液の製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、油性成分がカプセルの内容組成物として、平均粒子径が１００μｍ以上の油性カプセルとしてカプセル化された状態で、水性溶媒中に分散しているカプセル含有組成物であって、（Ａ）カプセルの内容組成物に、融点が４５〜７５℃の両親媒性物質がカプセルの内容組成物の５〜４０質量％含有され、且つ（Ｂ）水性溶媒に水溶性高分子が含有されているカプセル含有組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２２１０７号公報
【特許文献２】特開２００３−７３２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
大径の油滴の分散液を化粧品製剤として使用すれば、美観や使用感の向上を期待することができる一方、大径の油滴は、浮上速度が大きく、また、小さい剪断によっても容易に変形して分裂する。そのため、連続方式で製造した油滴分散液にアルカリ水溶液等を添加して増粘させる際に、油滴径分布の単分散性が損なわれて液の品質が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、第１液に第２液を添加して増粘させる際に生じる液の品質低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体の増粘方法は、第１液に、それを増粘させる第２液を添加するものであって、流路を層流条件下で流通する第１液に、該流路を流通する第１液の内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させるものである。
【０００９】
本発明の増粘した油滴分散液の製造方法は、成分Ａを含有する水性成分からなる連続相に、体積平均粒径が１００〜１０００μｍである液体の油性成分の油滴からなる分散相が分散した油滴分散液の第１液を層流条件下で流路に流通させると共に、該流路を流通する第１液に、該流路の内壁から離れた位置から成分Ｂを含有する第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させて成分Ａと成分Ｂとの混合により第１液を増粘させるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１液の内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させるので、流路の内壁近傍で第１液が増粘して付着するのが規制され、その結果、第１液及び第２液の合流体が流路をスムーズに流動して混合され、それによって液の品質低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】増粘した油滴分散液（以下、「増粘油滴分散液」という。）の製造システムを示す図である。
【図２】構成例１の第２混合器の（ａ）斜視図、（ｂ）縦断面図、及び（ｃ）小径管の軸に沿った縦断面図である。
【図３】構成例２の第２混合器の縦断面図である。
【図４】構成例３の第２混合器の（ａ）斜視図、（ｂ）縦断面図、及び（ｃ）小径管の軸に沿った縦断面図である。
【図５】構成例４の第２混合器の（ａ）斜視図、（ｂ）小径管の軸を含む縦断面図、及び（ｃ）小径管の軸に沿った縦断面図である。
【図６】構成例５の第２混合器の（ａ）内部構造を示す斜視図、（ｂ）小径管の軸に沿った縦断面図である。
【図７】実施例１等で用いた第１混合器の縦断面図である。
【図８】比較例１で用いた第２混合器の縦断面図である。
【図９】（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２、及び（ｃ）は実施例３の光学顕微鏡観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態に係る液体の増粘方法について、増粘油滴分散液の製造方法を事例として詳細に説明する。なお、実施形態に係る液体の増粘方法は本事例に限定されるものではない。
【００１３】
（増粘油滴分散液の製造システム）
図１は増粘油滴分散液の製造システムＳを示す。
【００１４】
この増粘油滴分散液の製造システムＳは、第１混合器１００及びそれに続いて設けられた第２混合器２００、並びにその他の液供給系等の付帯部とで構成されている。なお、第１混合器１００及び第２混合器２００のうち少なくともいずれか一方が複数並列して設けられていてもよい。
【００１５】
第１混合器１００は、水性成分液流入部１０１、油性成分液流入部１０２、及び第１液流出部１０３を有する。
【００１６】
水性成分液流入部１０１には、水性成分を貯蔵するための水性成分貯槽３１ａから延びた水性成分供給管３２ａが接続されている。水性成分供給管３２ａには、水性成分を流通させるためのポンプ３３ａ、その流量を検知するための流量計３４ａ、及び夾雑物を除去するためのフィルタ３５ａが上流側から順に介設されており、流量計３４ａとフィルタ３５ａとの間の部分に水性成分の圧力を検知するための圧力計３６ａが取り付けられている。ポンプ３３ａ、流量計３４ａ、及び圧力計３６ａのそれぞれは、図示しない流量コントローラに電気的に接続されている。流量コントローラは、水性成分の設定流量及び設定圧力の入力が可能に構成されていると共に演算素子が組み込まれており、水性成分の設定流量情報、流量計３４ａで検知された流量情報、及び圧力計３６ａで検知された圧力情報に基づいてポンプ３３ａを運転制御するように構成されている。
【００１７】
油性成分液流入部１０２には、油性成分を貯蔵するための油性成分貯槽３１ｂから延びた油性成分供給管３２ｂが接続されている。油性成分供給管３２ｂには、油性成分を流通させるためのポンプ３３ｂ、その流量を検知するための流量計３４ｂ、及び夾雑物を除去するためのフィルタ３５ｂが上流側から順に介設されており、流量計３４ｂとフィルタ３５ｂとの間の部分に油性成分の圧力を検知するための圧力計３６ｂが取り付けられている。ポンプ３３ｂ、流量計３４ｂ、及び圧力計３６ｂのそれぞれも、図示しない流量コントローラに電気的に接続されている。流量コントローラは、油性成分の設定流量及び設定圧力の入力も可能に構成されており、油性成分の設定流量情報、流量計３４ｂで検知された流量情報、及び圧力計３６ｂで検知された圧力情報に基づいてポンプ３３ｂを運転制御するように構成されている。
【００１８】
第１混合器１００の第１液流出部１０３からは第１液供給管３７が延びている。
【００１９】
第１混合器１００は、公知の液液混合器で構成されていてもよい。具体的には、例えば、体積平均粒径が１００〜１０００μｍの増粘前の油滴分散液（以下、「増粘前油滴分散液」という。）を調製可能な装置として、特開２００４−１２２１０７号公報に開示されたマイクロ流路が交差して設けられた構造のもの、非特許文献Shoji Takeuchi et al., Advanced Materials 2005, 17, No.8, 1067-1072に開示された同心軸の２重管構造のもの、特開２００６−１１０５０５号公報に開示された細孔とスロット状孔との２段の貫通孔の構造のもの等が挙げられる。
【００２０】
第２混合器２００は、第１液流入部２０１、第２液流入部２０２、及び製品流出部２０３を有する。
【００２１】
第１液流入部２０１には、第１混合器１００の第１液流出部１０３から延びた第１液供給管３７が接続されている。
【００２２】
第２液流入部２０２には、第２液を貯蔵するための第２液貯槽３１ｃから延びた第２液供給管３２ｃが接続されている。第２液供給管３２ｃには、第２液を流通させるためのポンプ３３ｃ、その流量を検知するための流量計３４ｃ、及び夾雑物を除去するためのフィルタ３５ｃが上流側から順に介設されており、流量計３４ｃとフィルタ３５ｃとの間の部分に第２液の圧力を検知するための圧力計３６ｃが取り付けられている。ポンプ３３ｃ、流量計３４ｃ、及び圧力計３６ｃのそれぞれも、図示しない流量コントローラに電気的に接続されている。流量コントローラは、第２液の設定流量及び設定圧力の入力も可能に構成されており、第２液の設定流量情報、流量計３４ｃで検知された流量情報、及び圧力計３６ｃで検知された圧力情報に基づいてポンプ３３ｃを運転制御するように構成されている。
【００２３】
第２混合器２００の製品流出部２０３からは製品回収管３８が延びており、その製品回収管３８は製品貯槽３９に接続されている。製品貯槽３９には熱交換器や温調ジャケット等の冷却手段が設けられていてもよい。
【００２４】
第２混合器２００は、第１液の内部から第２液を添加する構成を有する。以下、第２混合器２００の具体的な構成例について説明する。
【００２５】
＜構成例１＞
図２（ａ）〜（ｃ）は構成例１の第２混合器２００を示す。
【００２６】
構成例１の第２混合器２００は、液流通管２１０とその側壁を貫通して導入された１本の小径管２２０とを有する。なお、液流通管２１０の上流端部が第１液流入部２０１に、また、小径管２２０の液流通管２１０の外部に露出した端部が第２液流入部２０２に、さらに、液流通管２１０の下流端部が製品流出部２０３にそれぞれ構成されている。また、小径管２２０の液流通管２１０の内部の先端の開口が第２液流出部２２１に構成されている。なお、小径管２２０の第２液流出部２２１は小径管２２０の側面に穿孔された開口で構成されていてもよい。
【００２７】
液流通管２１０は、特に限定されるものではないが、液流動方向に均一な流路断面を有する直管で構成されていることが好ましい。直管の液流通管２１０は、上流端部の第１液流入部２０１が上及び下流端部の製品流出部２０３が下となるように鉛直乃至傾斜配置とされていてもよく、また、その逆に、上流端部の第１液流入部２０１が下及び下流端部の製品流出部２０３が上となるように鉛直乃至傾斜配置とされていてもよく、さらに、上流端部の第１液流入部２０１及び下流端部の製品流出部２０３が同じ高さの水平配置とされていてもよい。
【００２８】
液流通管２１０の流路断面形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、円環形、星形、不定形等が挙げられ、これらのうち円形が好ましい。液流通管２１０の内径Ｄ１は例えば１〜１０ｍｍであり、好ましくは１〜６ｍｍである。なお、ここでいう内径とは水力相当直径（＝４×（流路断面積）／（浸辺長））を意味する（以下同様）。
【００２９】
液流通管２１０の少なくとも内壁部分を形成する材質としては、特に限定されるものではないが、安定した増粘操作を行う観点から、油滴を構成する油性成分に濡れにくい物性を有することが好ましく、具体的には、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体）などのフッ素樹脂；ステンレスやガラスなどの水との接触角が９０°以下の材質等が挙げられ、これらのうち得られる油滴径分布の単分散性が優れるという観点から、ガラスが好ましい。
【００３０】
液流通管２１０の内部は、上流端部の第１液流入部２０１から小径管２２０の第２液流出部２２１までの領域が第１液流路２１１に、また、小径管２２０の第２液流出部２２１から下流端部の製品流出部２０３までの領域が液混合流路２１２にそれぞれ構成されている。液混合流路２１２の液流動方向の長さＬは例えば５０〜５００ｍｍである。
【００３１】
第１液流路２１１及び液混合流路２１２は、液流動方向に断面形状や内径が変化しない連続した構成であることが好ましく、また、それらの液流動方向が同一であることが好ましい。
【００３２】
小径管２２０は、特に限定されるものではないが、液流動方向に均一な流路断面を有する直管で構成されていることが好ましい。直管の小径管２２０は、水平配置された直管の液流通管２１０の上方から導入されていてもよく、また、下方から導入されていてもよく、さらに、側方乃至斜め側方から導入されていてもよい。
【００３３】
小径管２２０の流路断面形状としては、特に限定されるものではないが、例えば、円形、半円形、楕円形、半楕円形、正方形、長方形、台形、平行四辺形、円環形、星形、不定形等が挙げられ、これらのうち円形が好ましい。小径管２２０の外径Ｄ２は例えば０．５〜５ｍｍである。なお、ここでいう外径とは、水力相当直径に相当するものであって、小径管２２０の断面積を外周長で除して４倍したものである（以下同様）。
【００３４】
小径管２２０の少なくとも内壁部分を形成する材質も特に限定されるものではなく、液流通管２１０と同様のものが挙げられる。
【００３５】
小径管２２０は、液流通管２１０の内部において第１液流路２１１及び液混合流路２１２側に突出した部分を有し、先端の開口の第２液流出部２２１が第１液流路２１１及び液混合流路２１２の内壁から離れて位置し、これによって第１液の内部から第２液を添加するように構成されている。小径管２２０の先端の第２液流出部の第１液流路２１１及び液混合流路２１２の内壁からの距離ｈは、第１液流路２１１及び液混合流路２１２の内径Ｄ１（水力相当直径）に対して１０〜５０％であることが好ましく、２０〜５０％であることがより好ましく、２５〜５０％であることがさらに好ましい。
【００３６】
小径管２２０の先端の第２液流出部２２１は、第１液流路２１１を流通する第１液に、その液流動方向に対して直交乃至所定の角度を有するように第２液を添加するように構成されていてもよく、第１液に対する第２液の流出角度は任意である。
【００３７】
以上の通り、構成例１の第２混合器２００は、液流通管２１０内の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から小径管２２０より第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００３８】
＜構成例２＞
図３は構成例２の第２混合器２００を示す。なお、構成例１と同一名称の部分は構成例１と同一符号で示す。
【００３９】
構成例２の第２混合器２００は、液流通管２１０とその側壁を貫通して導入された１本の小径管２２０とを有する。
【００４０】
小径管２２０は、液流通管２１０の側壁を貫通して第１液流路２１１及び液混合流路２１２の中央まで延び、それに続いて下流側に屈曲して液流動方向に沿って延び、そして、先端の開口が第２液流出部２２１に構成されている。この小径管２２０の先端の第２液流出部２２１は、第１液流路２１１を流通する第１液に、その液流動方向に沿って第２液を添加するように構成されている。
【００４１】
その他の各部の詳細な構成は構成例１と同一である。
【００４２】
以上の通り、構成例２の第２混合器２００は、液流通管２１０内の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から小径管２２０より第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００４３】
＜構成例３＞
図４（ａ）〜（ｃ）は構成例３の第２混合器２００を示す。なお、構成例１と同一名称の部分は構成例１と同一符号で示す。
【００４４】
構成例３の第２混合器２００は、液流通管２１０と、各々、その側壁を貫通して導入された複数本（図４では３本）の小径管２２０とを有する。なお、液流通管２１０の上流端部が第１液流入部２０１に、また、各小径管２２０の液流通管２１０の外部に露出した端部が第２液流入部２０２に、さらに、液流通管２１０の下流端部が製品流出部２０３にそれぞれ構成されている。また、各小径管２２０の液流通管２１０の内部の先端の開口が第２液流出部２２１に構成されている。
【００４５】
複数本の小径管２２０は、図４（ａ）に示すように液流通管２１０における液流動方向の同一位置に周方向に間隔（好ましくは等間隔）をおいて設けられている。なお、複数本の小径管２２０は、液流動方向に間隔をおいて周方向に規則的に又は不規則に設けられていてもよい。
【００４６】
その他の各部の詳細な構成は構成例１と同一である。
【００４７】
以上の通り、構成例３の第２混合器２００は、液流通管２１０内の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から複数の小径管２２０のそれぞれより第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００４８】
＜構成例４＞
図５（ａ）〜（ｃ）は構成例４の第２混合器２００を示す。なお、構成例１と同一名称の部分は構成例１と同一符号で示す。
【００４９】
構成例４の第２混合器２００は、横断面が横長矩形状に形成された液流通管２１０と、各々、その上面壁を貫通して導入された複数本（図５では６本）の小径管２２０とを有する。
【００５０】
複数本の小径管２２０は、図５（ａ）に示すように液流通管２１０の上面壁における液流動方向の同一位置に間隔（好ましくは等間隔）をおいて並列に設けられている。なお、複数本の小径管２２０は、液流動方向に間隔をおいて設けられていてもよく、また、液流通管２１０の上面壁以外に設けられていてもよい。
【００５１】
その他の各部の詳細な構成は構成例１と同一である。
【００５２】
以上の通り、構成例４の第２混合器２００は、液流通管２１０内の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から複数の小径管２２０のそれぞれより第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００５３】
＜構成例５＞
図６（ａ）及び（ｂ）は構成例５の第２混合器２００を示す。なお、構成例１と同一名称の部分は構成例１と同一符号で示す。
【００５４】
構成例５の第２混合器２００は、液流通管２１０とその内部に同軸に設けられた第２液流通管２３０とを備えた二重管構造を有し、液流通管２１０と第２液流通管２３０との間の部分が第１液流路２１１及び液混合流路２１２に構成されている。そして、第２液流通管２３０には、各々、第１液流路２１１及び液混合流路２１２側に突出した複数本（図６では１２本）の小径管２２０が設けられている。
【００５５】
複数本の小径管２２０は、図６（ａ）に示すように液流動方向の同一位置に周方向に間隔（好ましくは等間隔）をおいて放射状に設けられている。なお、複数本の小径管２２０は、液流動方向に間隔をおいて周方向に規則的に又は不規則に設けられていてもよい。
【００５６】
その他の各部の詳細な構成は構成例１と同一である。
【００５７】
以上の通り、構成例５の第２混合器２００は、液流通管２１０と第２液流通管２３０との間の第１液流路２１１を流通する第１液に、その内部から複数の小径管２２０のそれぞれより第２液を添加し、それらを混合させるように構成されている。
【００５８】
（増粘油滴分散液の製造方法）
次に、この増粘油滴分散液の製造システムＳを用いた増粘油滴分散液の製造方法について説明する。
【００５９】
＜第１液＞
第１液は、成分Ａを含有する水性成分からなる連続相に、体積平均粒径が１００〜１０００μｍである油性成分の油滴からなる分散相が分散した増粘前油滴分散液である。
【００６０】
−水性成分−
水性成分からなる連続相に含有される成分Ａは、後に説明する成分Ｂとの混合により増粘前油滴分散液を増粘させる性質を有するものである。成分Ａとしては、例えば、水溶性高分子及び／又は界面活性剤が挙げられる。
【００６１】
水溶性高分子は、合成高分子であってもよく、また、天然高分子であってもよい。かかる水溶性高分子としては、水への溶解の容易さ、粘度調整の容易さの観点から、カルボキシル基を有するものが好ましく、カルボキシル基を有するアクリル系高分子やアルギン酸アルカリ金属塩、カルボキシルメチルセルロースなどの多糖類等が挙げられる。アクリル系高分子としては、例えば、（アクリル酸／アクリル酸アルキル（Ｃ１０−３０））共重合体（例えば、日光ケミカルズ社製 商品名：CARBOPOL）、アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体（例えば、日光ケミカルズ社製 商品名：PEMULEN）、アクリル酸系共重合体（例えば、ローム＆ハース社製 商品名：ACULYN）等が挙げられる。これらのうち、得られる増粘前油滴分散液のｐＨを調整することにより容易に増粘安定化を図ることができるという観点からカルボキシル基を有するアクリル系高分子が好ましく、アクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体（例えば、日光ケミカルズ社製 商品名：PEMULEN）が最も好ましい。水溶性高分子は、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。
【００６２】
水性成分中の水溶性高分子の濃度は、第１混合器１００において体積平均粒径が１００〜１０００μｍの増粘前油滴分散液が生成されるのであれば特に限定されないが、例えば０．０２〜５質量％である。
【００６３】
界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤であってもよく、また、陽イオン性界面活性剤であってもよい。かかる界面活性剤としては、化粧料等への応用の汎用性、粘度調整の容易さの観点から、アルキル硫酸ナトリウム、（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテル酢酸ナトリウムなどの陰イオン性界面活性剤や、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルオクタデキロシキプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−３−オクタデシルオキシプロピルアミンなどの陽イオン性界面活性剤等が挙げられる。これらのうち、粘度調整の容易さの観点から、（ポリ）オキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル−３−オクタデシルオキシプロピルアミンが最も好ましい。界面活性剤は、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。
【００６４】
水性成分中の界面活性剤の濃度は、第１混合器１００において体積平均粒径が１００〜１０００μｍの増粘前油滴分散液が生成されるのであれば特に限定されないが、例えば１〜１５質量％である。
【００６５】
水性成分の溶媒は水であり、水は、例えば、イオン交換水、蒸留水等である。
【００６６】
水性成分の粘度は、粒径分布の狭い増粘前油滴分散液を生成することができる観点から、１０〜２００ｍＰａ・ｓの範囲にあることが好ましい。
【００６７】
水性成分には、粘度や界面張力に悪影響を与えない範囲で、水との混和性のある有機溶剤、防腐剤、塩類、界面活性剤、その他有効成分が含まれていてもよい。
【００６８】
−油性成分−
油性成分は、水と混じりあわない液体である。なお、油性成分は、常温固体のものであってもよく、その場合、操作時に温度を融点以上とすることにより液体として扱う。
【００６９】
油性成分は、水との界面張力が１０ｍＮ／ｍ以上であり、粘度が４０ｍＰａ・ｓ以下である物性を有するものが好ましい。かかる油性成分としては、具体的には、常温液体のものでは、ジメチコーン、環状シリコーン、スクワラン、植物油、エステル油等が挙げられ、常温固体のものでは、パーム油、牛脂、炭素数１４〜２２の高級アルコール、セレシンなどの鉱物油等が挙げられる。油性成分は、単一種で構成されていてもよく、また、複数種の混合物で構成されていてもよい。
【００７０】
油性成分には、その他に親油性界面活性剤や有機溶剤が含まれていてもよい。
【００７１】
−第１液の調整−
上記の増粘油滴分散液の製造システムＳを稼働させると、ポンプ３３ａは、水性成分を、水性成分貯槽３１ａから水性成分供給管３２ａを介し、流量計３４ａ、及びフィルタ３５ａを順に経由させて第１混合器１００の水性成分液流入部１０１に継続的に供給する。流量計３４ａは、検知した水性成分の流量情報を流量コントローラに送る。また、圧力計３６ａは、検知した圧力計３６ａの圧力情報を流量コントローラに送る。
【００７２】
ポンプ３３ｂは、油性成分を、油性成分貯槽３１ｂから油性成分供給管３２ｂを介し、流量計３４ｂ、及びフィルタ３５ｂを順に経由させて第１混合器１００の油性成分液流入部１０２に継続的に供給する。流量計３４ｂは、検知した油性成分の流量情報を流量コントローラに送る。また、圧力計３６ｂは、検知した圧力計３６ｂの圧力情報を流量コントローラに送る。
【００７３】
続いて、流量コントローラは、水性成分の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、流量計３４ａで検知された流量情報、及び圧力計３６ａで検知された圧力情報に基づいて、水性成分の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるようにポンプ３３ａを運転制御する。それと共に、流量コントローラは、油性成分の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、流量計３４ｂで検知された流量情報、及び圧力計３６ｂで検知された圧力情報に基づいて、油性成分の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるようにポンプ３３ｂを運転制御する。
【００７４】
ここで、水性成分の温度は、例えば５〜９５℃とすることが好ましい。油性成分の温度は、油性成分が液体状態となる温度とすることが好ましく、例えば５〜９５℃とすることが好ましい。このとき、必要に応じて増粘油滴分散液の製造システムＳ全体を加温してもよい。
【００７５】
水性成分及び油性成分のそれぞれの圧力設定は、送液の圧力が例えば０．００５〜０．５ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
【００７６】
水性成分及び油性成分のそれぞれの流量設定は、生産性及び流動安定性の観点から、水性成分及び油性成分の合計流量を０．２〜２０Ｌ／ｈとすることが好ましく、０．３〜８Ｌ／ｈとすることがより好ましい。また、水性成分に対する油性成分の体積比は、好ましい油滴の体積平均粒径及び粒径分布を得ることができるという観点から、油性成分／水性成分＝１／９９〜４０／６０とすることが好ましく、３／９７〜２０／８０とすることがより好ましい。
【００７７】
第１液の粘度は、増粘前油滴分散液の状態を維持しつつ第１液を第２混合器２００に供給させることができる観点から、１０〜２００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。粘度は、Ｂ型粘度計を用いて回転数６０ｒ／ｍの条件で測定されるものである（参照 ＪＩＳ Ｚ８８０３、Ｋ７１１７−１等）。
【００７８】
そして、第１混合器１００の第１液流出部１０３からは油滴の体積平均粒径が１００〜１０００μｍ（好ましくは１００〜６００μｍ）である増粘前油滴分散液の第１液が得られる。なお、後述のように得られた第１液は第１液供給管３７を介して続く第２混合器２００の第１液供給部２０１に継続的に供給される。また、このとき、必要に応じて第１液流出部１０３から流出する増粘前油滴分散液を冷却してもよく、その冷却操作は、例えば、第１液供給管３７に二重管ジャケット式の熱交換器などを設け、それに冷媒を流通させることにより行うことができる。
【００７９】
＜第２液＞
第２液は成分Ｂを含有する液体成分である。
【００８０】
成分Ｂは、第１液の連続相に含まれる成分Ａとの混合により第１液の増粘前油滴分散液を増粘させる性質を有するものであり、成分Ａの種類に応じて選択することができる。
【００８１】
成分Ａがカルボキシル基を有するアクリル系高分子である場合には、成分Ｂとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニア、トリメチルアンモニウム等が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さ、粘度調整の容易さの観点から、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが最も好ましい。
【００８２】
成分Ａがアルギン酸アルカリ金属塩である場合には、成分Ｂとしては、例えば、乳酸カルシウム、炭酸亜鉛、硫酸アルミニウムなどの多価金属塩等が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さ、粘度調整の容易さの観点から、乳酸カルシウムが最も好ましい。
【００８３】
成分Ａが陰イオン性界面活性剤である場合には、成分Ｂとしては、例えば、ヤシ油モノエタノールアミド、ヤシ油メチルモノエタノールアミド、脂肪酸アルカノールアミドなどの非イオン性界面活性剤、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムなどの無機塩等が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さ、粘度調整の容易さの観点から、ヤシ油モノエタノールアミド、ヤシ油メチルモノエタノールアミド、塩化ナトリウムが最も好ましい。
【００８４】
成分Ａが陽イオン性界面活性剤の場合には、成分Ｂ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などの高級アルコール等が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さ、粘度調整の容易さの観点から、セチルアルコール、ステアリルアルコールが最も好ましい。
【００８５】
これらの成分Ｂ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。
【００８６】
第２液は成分Ｂの溶液であってよい。その溶媒としては、例えば水、水との混和性のある有機溶剤、及びそれらの混合物が挙げられる。これらのうち、取り扱いの簡便さの観点から、溶媒としては水、エタノールが最も好ましい。第２液が成分Ｂの溶液である場合、第２液中の成分Ｂの濃度は、第２液の流動性が確保される限り特に限定されないが、例えば０．１〜５０質量％である。
【００８７】
第２液には、粘度や界面張力に悪影響を与えない範囲で、水との混和性のある有機溶剤、防腐剤、塩類、界面活性剤、その他有効成分が含まれていてもよい。
【００８８】
＜第１液と第２液との混合＞
上記の増粘油滴分散液の製造システムＳを稼働させると、第１液の調整と共に、第１液と第２液とを混合することによる増粘油滴分散液の製造が行われる。
【００８９】
具体的には、ポンプ３３ｃは、第２液を、第２液貯槽３１ｃから第２液供給管３２ｃを介し、流量計３４ｃ、及びフィルタ３５ｃを順に経由させて第２混合器２００の第２液流入部２０２に継続的に供給する。流量計３４ｃは、検知した第２液の流量情報を流量コントローラに送る。また、圧力計３６ｃは、検知した圧力計３６ｃの圧力情報を流量コントローラに送る。
【００９０】
続いて、流量コントローラは、第２液の設定流量情報及び設定圧力情報、並びに、流量計３４ｃで検知された流量情報、及び圧力計３６ｃで検知された圧力情報に基づいて、第２液の設定流量及び設定圧力がそれぞれ維持されるようにポンプ３３ｃを運転制御する。
【００９１】
流量コントローラによる制御は、第２混合器２００において、第１液流路２１１を流通した第１液と小径管２２０を流通した第２液とが、小径管２２０の第２液流出部２２１において、層流条件で流動する第１液の内部から第２液が添加され、それによって第１液で周囲が覆われるように第２液が合流することとなり、その後、それらの合流体が液混合流路２１２において、層流条件を保持して流通しつつ、第１液と第２液との混合が進行すると共に成分Ａと成分Ｂとの混合も進行して第１液の増粘前油滴分散液が増粘し、製品回収管３８を介して製品貯槽３９において、油滴径分布の単分散性を損なわずに増粘され、油滴の体積平均粒径が１００〜１０００μｍである増粘油滴分散液が回収されるように行う。
【００９２】
ここで、「層流条件」とは、下記式で定義されるレイノルズ数（Ｒｅ）が２３００よりも小さくなる流動条件である。
【００９３】
レイゾルズ数（Ｒｅ）
＝第１液密度［kg／m３］×合流体平均流速［m/s］×代表径［m］÷第１液の粘度[Pa・s]
代表径［m］は液混合流路２１２の水力相当直径［m］である。
【００９４】
第１液流路２１１での第１液、及び液混合流路２１２での第１液及び第２液の合流体のそれぞれのレイノルズ数（Ｒｅ）は、安定な層流状態を実現する観点から、０．５〜２００であることが好ましく、１〜１００であることがより好ましく、３〜２０であることが更に好ましい。
【００９５】
第１液の温度は、例えば５〜９５℃とすることが好ましい。第２液の温度は、成分Ｂの溶解度や融点によって調整して扱うことが好ましく、第２液が液体状態となる温度であって、例えば５〜９５℃とすることが好ましい。このとき、必要に応じて増粘油滴分散液の製造システムＳ全体を加温してもよい。
【００９６】
第２液の圧力設定は、送液の圧力が例えば０．００５〜０．５ＭＰａとなるようにすることが好ましい。
【００９７】
第２混合器２００に流通させる第１液及び第２液のそれぞれの流量設定は、液混合流路２１２を層流条件で流通させる観点から、液混合流路２１２を流通する第１液及び第２液の合計流量を０．２〜２０Ｌ／ｈとすることが好ましく、０．３〜８Ｌ／ｈとすることがより好ましい。また、第１液に対する第２液の体積比は、液混合流路２１２を好ましい流動状態で流通させることができるという観点から、第２液／第１液＝０．１／９９．９〜２０／８０とすることが好ましく、１／９９〜１０／９０とすることがより好ましい。
【００９８】
なお、必要に応じて製品流出部２０３から流出して回収される増粘油滴分散液を冷却してもよく、その冷却操作は、例えば、製品回収管３８或いは製品貯槽３９において、ジャケットに冷媒を流通させることにより行うことができる。
【００９９】
回収される増粘油滴分散液の粘度は、第１液の粘度の５〜１０００であることが好ましく、１０〜５００倍であることがより好ましく、具体的には、１０００〜１０００００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、２０００〜２００００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。粘度は、Ｂ型粘度計を用いて回転数１２ｒ／ｍの条件で測定されるものである。増粘油滴分散液がこのような粘度範囲であることにより、静置保存時に油滴の浮上分離（クリーミング）を防止することが可能となり、化粧品等に適用することができる。
【０１００】
以上の本実施形態に係る液体の増粘方法である増粘油滴分散液の製造方法によれば、第１液の内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させるので、液混合流路２１２の内壁近傍で第１液が増粘して付着するのが規制され、その結果、第１液及び第２液の合流体が液混合流路２１２をスムーズに流動して混合され、それによって液の品質低下を抑制することができる。
【０１０１】
また、大径の油滴の分散液を化粧品製剤として使用すれば、美観や使用感の向上を期待することができる一方、大径の油滴は、浮上速度が大きく、また、小さい剪断によっても容易に変形して分裂する。例えば、上記特許文献１に開示された方法で製造された油滴分散液では、連続相となる水性成分にポリビニルアルコールなどの高分子分散剤が含有されているが、静置保存時に油滴の浮上分離（クリーミング）を防止することが困難であり、化粧品等に応用することができない。上記特許文献２に開示された方法で製造された油滴分散液では、連続相となる水性溶媒がアルキル変性カルボキシビニルポリマーを含有しており十分高い粘度を有するため、化粧料等に応用可能であるが、バッチ式の攪拌槽を用いて製造するため、攪拌翼近傍では強い剪断を受け、油滴が液体の場合には分裂や合一が生じやすく、その結果油滴径分布の単分散性が損なわれ、化粧料等に応用する場合、視認性を訴求する商品に適さないこととなる。
【０１０２】
しかしながら、本実施形態に係る液体の増粘方法である増粘油滴分散液の製造方法によれば、第１液である増粘前油滴分散液と第２液とを一定の層流条件下に液混合流路２１２内で連続的に混合することにより増粘前油滴分散液を増粘させるため、油滴径が大きく、また、特に油滴が液体であったとしても、油滴が剪断を受けて分裂や合一するのを抑制することができる。また、第１液の内部から第２液を添加するので、混合進行中の部分的な粘度上昇に起因する偏流の発生を抑制でき、増粘前油滴分散液の安定な増粘操作が可能である。つまり、油滴の体積平均粒径が１００〜１０００μｍである増粘油滴分散液を、油滴径分布の単分散性を損なわず、安定操作で得ることができる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、増粘油滴分散液の製造方法を事例としたが、特にこれに限定されるものではなく、第１液を陽イオン活性剤水溶液及び第２液を高級アルコールとしたコンディショナーの製造方法等であってもよい。
【実施例】
【０１０４】
以下の試験評価を行った。その内容については表１及び２にも示す。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
（増粘油滴分散液の製造）
＜実施例１＞
図１に示すのと同様の構成の増粘油滴分散液の製造システムを準備した。
【０１０８】
第１混合器１００として、図７に示すようなガラス製の二重管構造を有するものを用いた。この第１混合器１００は、大径管１１０の内径ｄ１が４．４ｍｍであり、小径管１２０の外径ｄ２が３．２ｍｍ及び内径ｄ３が１．６ｍｍである。第１混合器１００は、液合流部１３０におけるマイクロ流路１４０に連続する部分が、流路径が不連続に縮小した構成を有し、また、流路拡大部１５０におけるマイクロ流路１４０から連続する部分も、流路径が不連続に拡大した構成を有する。マイクロ流路１４０は、流路断面形状が円形に形成されており、内径φが０．５ｍｍ（流路面積ｓが０．２０ｍｍ２）、流路長さｌが３０ｍｍ、及び流路長さ／内径（ｌ／φ）が６０である。また、流路拡大部１５０は、流路断面形状が円形に形成されており、内径ｄ４が４．４ｍｍであり、マイクロ流路１４０に続いて接続された透明ビニールホースにより構成されている。
【０１０９】
第２混合器２００として、図２（ａ）〜（ｃ）に示すのと同様の構造を有するものを用いた。第２混合器２００は、液流通管２１０が、内径Ｄ１が５．０ｍｍであるＰＴＦＥ製の円筒管で形成され、また、小径管２２０が、外径Ｄ２が０．５ｍｍで及び内径が０．２ｍｍであるステンレス製の円筒管で形成され、そして、小径管２２０の先端が液流通管２１０の中心軸付近（ｈ＝約２．４ｍｍ）に位置付けられ、液混合流路２１２の液流動方向の長さＬが２００ｍｍである。
【０１１０】
なお、水性成分用のポンプ３３ａ及び油性成分用のポンプ３３ｂとしてギアポンプ（Zenith社製）を用い、第２液用のポンプ３３ｃとしてシリンジポンプ（HARVARD社製）を用いた。
【０１１１】
水性成分として、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-2）の０．１１質量％高分子水溶液を準備して仕込んだ。この水性成分の高分子水溶液は、Ｂ型粘度計を用いて回転数６０ｒ／ｍの条件で測定した粘度が４０ｍＰａ・ｓであった。また、水性成分を２０℃に調温した。
【０１１２】
油性成分としてスクワランを準備して仕込んだ。油性成分を２０℃に調温した。
【０１１３】
第２液として０．５Ｍの水酸化カリウム水溶液を準備して仕込んだ。
【０１１４】
そして、増粘油滴分散液の製造システムを稼働させて、第１混合器１００に対し、上記水性成分及び油性成分を、体積割合（油性成分／水性成分）＝１２／８８、並びにマイクロ流路１４０を流通する水性成分及び油性成分の合計流量が２．０Ｌ／ｈとなるように供給したところ、第１混合器１００から増粘前油滴分散液の第１液が得られ、第２混合器２００に対し、その第１液の流量を２．０Ｌ／ｈ及び第２液の流量を０．０２７Ｌ/ｈで供給することで増粘油滴分散液が得られた。以上の操作を実施例１とした。
【０１１５】
第１混合器１００から得られた増粘前油滴分散液について、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所社製 ＬＡ−９１０）を用いて油滴の体積平均粒径を求めたところ４３３μｍであった。また、実施例１での液混合流路２１２におけるレイノルズ数（Ｒｅ）は３．４であった。実施例１で得られた増粘油滴分散液の粘度は２６００ｍＰａ・ｓであった。増粘油滴分散液の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて回転数１２ｒ／ｍの条件で測定したものである（以下同様）。
【０１１６】
＜実施例２＞
第２混合器２００として、液流通管２１０の内径Ｄ１が３．２ｍｍ、液混合流路２１２の内壁からの距離ｈが約１．５ｍｍであるものを用いたことを除いて実施例１と同条件の操作により増粘油滴分散液を得た。この操作を実施例２とした。
【０１１７】
実施例２での液混合流路２１２におけるレイノルズ数（Ｒｅ）は５．４であった。実施例２で得られた増粘油滴分散液の粘度は２５００ｍＰａ・ｓであった。
【０１１８】
＜実施例３＞
第２混合器２００として、液流通管２１０の内径Ｄ１が１．６ｍｍ、液混合流路２１２の内壁からの距離ｈが約０．７ｍｍであるものを用いたことを除いて実施例１と同条件の操作により増粘油滴分散液を得た。この操作を実施例３とした。
【０１１９】
実施例３での液混合流路２１２におけるレイノルズ数（Ｒｅ）は１０．７であった。実施例３で得られた増粘油滴分散液の粘度は２６００ｍＰａ・ｓであった。
【０１２０】
＜比較例１＞
第２混合器２００’として、図８に示すようなガラス製の二重管構造を有し、外側の液流通管２１０’の内径Ｄ１’が２．５ｍｍ、内側の小径管２２０’の外径Ｄ２’が１．６ｍｍ及び内径Ｄ３’が１．１ｍｍ、液混合流路２１２の内径Ｄ４’が２．５ｍｍ、並びに液混合流路２１２’の液流動方向の長さＬ’が２００ｍｍであるものを用いたこと、更に第１液を内側の小径管２２０’から、第２液を外側の液流通管２１０’からそれぞれ供給したことを除いて実施例１と同条件の操作により増粘油滴分散液を得た。この操作を比較例１とした。
【０１２１】
比較例１での液混合流路２１２におけるレイノルズ数（Ｒｅ）は２．９であった。比較例１で得られた増粘油滴分散液の粘度は２４００ｍＰａ・ｓであった。
【０１２２】
＜比較例２＞
１００ｍＬビーカーに実施例１と同様にして得られた第１液の油滴分散液を７４ｍＬ仕込み、プロペラ翼で２００ｒ／ｍの回転数で攪拌しながら、実施例１で用いたのと同じ第２液１ｍＬを滴下して混合したところ増粘油滴分散液が得られた。この操作を比較例２とした。
【０１２３】
比較例２で得られた増粘油滴分散液の粘度は２８００ｍＰａ・ｓであった。
【０１２４】
（試験評価及び結果）
＜増粘油滴分散液の外観＞
実施例１〜３及び比較例１〜２のそれぞれで得られた増粘油滴分散液をガラス試験管にとって目視観察した。
【０１２５】
実施例１〜３のいずれも、粗大な油滴は認められるものの、数ｍｍ程度もある粗大な油滴は観察されず、また分散液の上液面に油浮きは観察されなかった。一方、比較例１及び２では、数ｍｍ程度の粗大な油滴が目立ち、また分散液の上液面に油浮きが観察された。
【０１２６】
＜油滴分散液の顕微鏡観察＞
実施例１〜３のそれぞれで得られた増粘油滴分散液をスライドガラスにとり、カバーグラスを載せて光学顕微鏡で観察した。
【０１２７】
図９（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ実施例１〜３の観察写真である。いずれも１ｍｍを大きく上回るほどの粗大な油滴は観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は液体の増粘方法及び増粘油滴分散液の製造方法について有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
２１２ 液混合流路
２２０ 小径管
２２１ 第２液流出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液に、それを増粘させる第２液を添加する液体の増粘方法であって、
流路を層流条件下で流通する第１液に、該流路を流通する第１液の内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させる、液体の増粘方法。
【請求項２】
上記流路の水力相当直径が１〜１０ｍｍである、請求項１に記載された液体の増粘方法。
【請求項３】
上記第２液の添加を、上記流路側に突出して設けられた管から行う、請求項１又は２に記載された液体の増粘方法。
【請求項４】
上記管の第２液流出部の上記流路の内壁からの距離が該流路の水力相当直径の１０％以上である、請求項３に記載された液体の増粘方法。
【請求項５】
第１液は、成分Ａを含有する水性成分からなる連続相に、体積平均粒径が１００〜１０００μｍである液体の油性成分の油滴からなる分散相が分散した油滴分散液であり、
第２液は、成分Ａとの混合により第１液を増粘させる成分Ｂを含有する、請求項１乃至４のいずれかに記載された液体の増粘方法。
【請求項６】
第１液に対する第２液の体積比（第２液／第１液）が０．１／９９．９〜２０／８０である、請求項５に記載された液体の増粘方法。
【請求項７】
成分Ａを含有する水性成分からなる連続相に、体積平均粒径が１００〜１０００μｍである液体の油性成分の油滴からなる分散相が分散した油滴分散液の第１液を層流条件下で流路に流通させると共に、該流路を流通する第１液に、該流路の内壁から離れた位置から成分Ｂを含有する第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させて成分Ａと成分Ｂとの混合により第１液を増粘させる、増粘した油滴分散液の製造方法。
【請求項１】
第１液に、それを増粘させる第２液を添加する液体の増粘方法であって、
流路を層流条件下で流通する第１液に、該流路を流通する第１液の内部から第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させる、液体の増粘方法。
【請求項２】
上記流路の水力相当直径が１〜１０ｍｍである、請求項１に記載された液体の増粘方法。
【請求項３】
上記第２液の添加を、上記流路側に突出して設けられた管から行う、請求項１又は２に記載された液体の増粘方法。
【請求項４】
上記管の第２液流出部の上記流路の内壁からの距離が該流路の水力相当直径の１０％以上である、請求項３に記載された液体の増粘方法。
【請求項５】
第１液は、成分Ａを含有する水性成分からなる連続相に、体積平均粒径が１００〜１０００μｍである液体の油性成分の油滴からなる分散相が分散した油滴分散液であり、
第２液は、成分Ａとの混合により第１液を増粘させる成分Ｂを含有する、請求項１乃至４のいずれかに記載された液体の増粘方法。
【請求項６】
第１液に対する第２液の体積比（第２液／第１液）が０．１／９９．９〜２０／８０である、請求項５に記載された液体の増粘方法。
【請求項７】
成分Ａを含有する水性成分からなる連続相に、体積平均粒径が１００〜１０００μｍである液体の油性成分の油滴からなる分散相が分散した油滴分散液の第１液を層流条件下で流路に流通させると共に、該流路を流通する第１液に、該流路の内壁から離れた位置から成分Ｂを含有する第２液を添加し、それらを層流条件を保持した状態で混合させて成分Ａと成分Ｂとの混合により第１液を増粘させる、増粘した油滴分散液の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−９８２７３（Ｐ２０１１−９８２７３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５３９１２（Ｐ２００９−２５３９１２）
【出願日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]