(57)【要約】【課題】一方の材料の融点が他方の材料の沸点より高いものを混合した乳化組成物を溶剤なしでも製造することが可能な乳化組成物製造システムを提供する。【解決手段】  本発明に係る乳化組成物製造システムは、２つの材料を常圧より高い圧力で加圧しながら第２材料の沸点より高い第１材料の融点以上の温度で混合して乳化組成物を生成する乳化手段（１０）と、該乳化手段に第１搬送路（５０）を介して連結され、該乳化手段により生成された乳化組成物を冷却する冷却手段（３０）と、該冷却手段から乳化組成物を排出する第２搬送路（５４）の途中に設けられ、少なくとも該第１搬送路及び該冷却手段の内部を２つの材料が液相状態を維持するのに必要な圧力に調整する圧力調整手段（４０）と、を備える。【選択図】図１
2020124695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに溶解しない液相状態を有する２つの材料を混合して乳化組成物を製造する乳化組成物製造システムにおいて、
前記２つの材料は、一方の第１材料の融点が他方の第２材料の沸点より高く、
前記２つの材料を常圧より高い圧力で加圧しながら前記第２材料の沸点より高い温度で混合して乳化組成物を生成する乳化手段と、
該乳化手段に第１搬送路を介して連結され、該乳化手段により生成された乳化組成物を冷却する冷却手段と、
該冷却手段から乳化組成物を排出する第２搬送路の途中に設けられ、少なくとも該第１搬送路及び該冷却手段の内部を前記２つの材料が液相状態を維持するのに必要な圧力に調整する圧力調整手段とを備えたことを特徴とする乳化組成物製造システム。
【請求項２】
請求項１に記載の乳化組成物製造システムにおいて、
該乳化手段は、前記２つの材料を撹拌体の振動により混合する振動型混合装置、または、前記２つの材料を表面にピンが設けられた回転板の回転により混合する回転型混合装置であることを特徴とする乳化組成物製造システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の乳化組成物製造システムにおいて、
該乳化手段により生成された乳化組成物に水相を追加して希釈する希釈手段を更に備えたことを特徴とする乳化組成物製造システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の乳化組成物製造システムにおいて、
該乳化手段は、該第１材料である油相と該第２材料である水相とを混合して得られる油中水型（Ｗ／Ｏ型）の乳化組成物を更に撹拌し、水中油型（Ｏ／Ｗ型）の乳化組成物に転相させることを特徴とする乳化組成物製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳化組成物を製造する乳化組成物製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化粧品や医療品などの分野において、乳化組成物（いわゆる「エマルション」）が広く利用されている。乳化組成物は、一般に、互いに溶解しない液相状態を有する２つの材料を混合することで製造される。乳化組成物には様々なタイプのものがあり、水相及び油相を材料とした水−油系の乳化組成物だけでも、水滴が油中に分散するＷ／Ｏ（Water in Oil；油中水）型、油滴が水中に分散するＯ／Ｗ（Oil in Water；水中油）型、更にはこれらを多層化したＷ／Ｏ／Ｗ型などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３１３８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
乳化組成物を製造する技術に関し、従前より種々の発明が提案されている。例えば、特許文献１には、ＷＯＷ型の乳化組成物を製造する方法や装置が開示されている。
水−油系の乳化組成物の製造において、水相の沸点よりも融点が高い油相を使用する場合には、溶剤を使用して油相を流動化させ、水相と混合することが一般的であった。しかしながら、この方法では、本来は不要な溶剤の成分が乳化組成物に含まれてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解決するために為されたものであり、一方の材料の融点が他方の材料の沸点より高いものを混合した乳化組成物を溶剤なしでも製造することが可能な乳化組成物製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る乳化組成物製造システムは、以下のような技術的特徴を有する。
（１）  互いに溶解しない液相状態を有する２つの材料を混合して乳化組成物を製造する乳化組成物製造システムにおいて、前記２つの材料は、一方の第１材料の融点が他方の第２材料の沸点より高く、前記２つの材料を常圧より高い圧力で加圧しながら前記第１材料の融点以上の温度で混合して乳化組成物を生成する乳化手段と、該乳化手段に第１搬送路を介して連結され、該乳化手段により生成された乳化組成物を冷却する冷却手段と、該冷却手段から乳化組成物を排出する第２搬送路の途中に設けられ、少なくとも該第１搬送路及び該冷却手段の内部を前記２つの材料が液相状態を維持するのに必要な圧力に調整する圧力調整手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
（２）  上記（１）に記載の乳化組成物製造システムにおいて、該乳化手段は、前記２つの材料を撹拌体の振動により混合する振動型混合装置、または、前記２つの材料を表面にピンが設けられた回転板の回転により混合する回転型混合装置であることを特徴とする。
【０００８】
（３）  上記（１）又は（２）に記載の乳化組成物製造システムにおいて、該乳化手段により生成された乳化組成物に水相を追加して希釈する希釈手段を更に備えたことを特徴とする乳化組成物製造システム。
【０００９】
（４）  上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の乳化組成物製造システムにおいて、該乳化手段は、該第１材料である油相と該第２材料である水相とを混合して得られる油中水型（Ｗ／Ｏ型）の乳化組成物を更に撹拌し、水中油型（Ｏ／Ｗ型）の乳化組成物に転相させることを特徴とする乳化組成物製造システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一方の材料の融点が他方の材料の沸点より高いものを混合した乳化組成物を溶剤なしでも製造することが可能な乳化組成物製造システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る乳化組成物製造システムの第１実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る乳化組成物製造システムの第２実施形態の概略構成を示す図である。
【図３】本発明に係る乳化組成物製造システムの第３実施形態の概略構成を示す図である。
【図４】本発明に係る乳化組成物製造システムの第４実施形態の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る乳化組成物製造システムについて説明する。
本発明に係る乳化組成物製造システムは、互いに溶解しない液相状態を有する２つの材料、特に、一方の第１材料の融点が他方の第２材料の沸点より高いものを混合して乳化組成物を製造する場合に使用することが好適である。本発明に係る乳化組成物製造システムは、例えば図１に示すように、２つの材料を常圧より高い圧力で加圧しながら第１材料の融点以上の温度で混合して乳化組成物を生成する乳化手段（１０）と、該乳化手段に第１搬送路（５０）を介して連結され、該乳化手段により生成された乳化組成物を冷却する冷却手段（３０）と、該冷却手段から乳化組成物を排出する第２搬送路（５４）の途中に設けられ、少なくとも該第１搬送路及び該冷却手段の内部を２つの材料が液相状態を維持するのに必要な圧力に調整する圧力調整手段（４０）と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
（第１実施形態）
図１には、本発明に係る乳化組成物製造システムの第１実施形態の概略構成を示してある。
第１実施形態に係る乳化組成物製造システムは、乳化手段を構成する振動型混合装置１０と、冷却手段を構成する冷却装置３０とを備える。振動型混合装置１０と冷却装置３０は、第１搬送路を構成する連結管５０により連結されている。冷却装置３０には、第２搬送路を構成する排出管５４が接続されており、排出管５４の途中には、圧力調整弁４０を設けてある。振動型混合装置１０、連結管５０及び冷却装置３０は互いに連通されているので、圧力調整弁４０でこれらの内部の圧力を一括して調整することができる。
【００１４】
振動型混合装置１０は、２つの材料を撹拌体の振動により混合する、いわゆる「バイブロミキサー」である。振動型混合装置１０は、内部に流路を有する筒状のケーシングと、ケーシングの内部に配置された撹拌体とを備える。撹拌体は、振動源に接続された振動軸と、振動軸の周囲に設けられた撹拌羽根を有する。撹拌体は、振動源の駆動により、ケーシング内を振動軸の軸方向（図の上下方向）に振動する。本例の撹拌羽根は、振動軸の周囲に螺旋状の羽根を設けた構造であるが、これに限定されるものではなく、例えば、所定の間隔で複数枚の平板を設けた構造でもよい。また、撹拌羽根に複数の貫通孔や切欠きを設けて、より高い撹拌混合効果を得られるような構造としてもよい。
【００１５】
振動型混合装置１０は、第１材料である油相の導入口と、第２材料である水相の導入口とをケーシング下部に有すると共に、油相と水相を混合して得られる乳化組成物の排出口をケーシング上部に有する。なお、混合材料（油相及び水相）の供給口と混合物（乳化組成物）の排出口の配置はこれに限られず、例えば、ケーシング上部に混合材料の供給口を設け、ケーシング下部に混合物の排出口を設ける構造でもよい。
【００１６】
振動型混合装置１０に供給された油相と水相は、ケーシング内の流路を移動する過程で撹拌体の振動によって混合される。このとき、振動型混合装置１０は、常圧より高い圧力になるように圧力調整弁４０で加圧しながら、水相の沸点より高い油相の融点以上の温度で混合を行う。例えば、ケーシング内を２３０度にして混合を行う場合には、２３０度でも水相が気化せずに液相状態を維持できるように、高い圧力をケーシング内にかけた状態にして混合を行う。これにより、油相を流動化させるための溶剤なしでも、油相を流動化させて水相と混合することが可能となる。
【００１７】
本例の振動型混合装置１０は、油相と水相とを混合して油中水型（Ｗ／Ｏ型）の乳化組成物を生成し、これを更に撹拌して水中油型（Ｏ／Ｗ型）の乳化組成物に転相させる。なお、水中油型（Ｏ／Ｗ型）の乳化組成物に転相させずに、油中水型（Ｗ／Ｏ型）の乳化組成物の生成までに留めても構わない。
【００１８】
ここで、上記の説明は、不図示の加熱手段により事前に加熱して流動化させた状態の油相を振動型混合装置１０に供給し、水相と混合することを想定しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、非流動化状態の油相（例えば、粉体状や粒体状の樹脂）を振動型混合装置１０に供給し、振動型混合装置１０内を不図示の加熱手段により加熱して油相を流動化させる構成にしても構わない。
【００１９】
振動型混合装置１０により生成された乳化組成物は、連結管５０を通じて冷却装置３０へと搬送される。冷却装置３０は、高温状態にある乳化組成物を冷却する。冷却装置３０による乳化組成物の冷却は、常圧下でも水相が気化しないように、少なくとも水相の沸点より低い温度になるまで行われる。冷却装置３０は、例えば、連結管５０に連結された筒状のケーシングと、該ケーシングの外壁を取り巻くように形成された冷却水の流路とを有する構造として実現できるが、他の構造であってもよいことは言うまでもない。
【００２０】
冷却装置３０により冷却された乳化組成物は、排出管５４を通じて外部へと排出される。この排出管５４の途中には圧力調整弁４０を設けてあり、圧力調整弁４０よりも上流側にある機器の内部空間の圧力を調整できる。すなわち、振動型混合装置１０から圧力調整弁４０に至るまで連続的な構造となっている本例では、振動型混合装置１０、連結管５０及び冷却装置３０の内部の圧力をまとめて調整することができる。したがって、水相が常圧でも気化しない温度（常圧で液相状態を維持できる温度）になるまで乳化組成物を冷却する処理を、高圧の環境下で実施することができる。
【００２１】
以上のように、第１実施形態に係る乳化組成物製造システムでは、第１材料である油相と第２材料である水相とを、水相の沸点よりも高い第１材料の融点以上の温度で混合して乳化組成物を生成し、その後、水相の沸点より低い温度まで冷却させる一連の工程を、高圧の環境下で実施する構成となっている。したがって、融点が水相の沸点よりも高い油相を水相と混合した乳化組成物を、油相の溶剤なしでも製造することが可能となる。
【００２２】
なお、上記の説明では、油相と水相を混合する場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、一方の第１材料の融点が他方の第２材料の沸点より高い任意の２種類の材料を混合して乳化組成物を製造する場合に適用することができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図２には、本発明に係る乳化組成物製造システムの第２実施形態の概略構成を示してある。
第２実施形態に係る乳化組成物製造システムは、乳化手段を構成する第１の振動型混合装置１０と、希釈手段を構成する第２の振動型混合装置２０と、冷却手段を構成する冷却装置３０とを備える。すなわち、第２実施形態に係る乳化組成物製造システムは、第１実施形態に係る乳化組成物製造システムに、希釈手段を構成する第２の振動型混合装置２０を追加した構造となっている。なお、振動型混合装置２０の構造は、振動型混合装置１０の構造と基本的に同じため、具体的な構造の説明は省略する。
【００２４】
第１の振動型混合装置１０と第２の振動型混合装置２０は、第１搬送路の一部（上流側の部分）を構成する連結管５０により連結されており、第２の振動型混合装置２０と冷却装置３０は、第１搬送路の残り部分（下流側の部分）を構成する連結管５２により連結されている。冷却装置３０には、第２搬送路を構成する排出管５４が接続されており、排出管５４の途中には、圧力調整弁４０を設けてある。第１の振動型混合装置１０、連結管５０、第２の振動型混合装置２０、連結管５２及び冷却装置３０は互いに連通されているので、圧力調整弁４０でこれらの内部の圧力を一括して調整することができる。
【００２５】
第２の振動型混合装置２０は、第１の振動型混合装置１０により生成された乳化組成物に希釈水（水相）を追加して混合及び撹拌し、乳化組成物を希釈する。第２の振動型混合装置２０により希釈された乳化組成物は、連結管５２を通じて冷却装置３０へと搬送され、冷却装置３０によって冷却される。なお、第２の振動型混合装置２０は、本例のように乳化組成物を希釈する用途に使用する構成に限られず、例えば、乳化組成物に第３材料を更に追加して混合する用途に使用されてもよい。
【００２６】
（第３実施形態）
図３には、本発明に係る乳化組成物製造システムの第３実施形態の概略構成を示してある。
第３実施形態に係る乳化組成物製造システムは、乳化手段を構成する第１の振動型混合装置１０と、希釈手段及び冷却手段を構成する第２の振動型混合装置２０とを備える。すなわち、第３実施形態における第２の振動型混合装置２０は、第１の振動型混合装置１０により生成された乳化組成物の希釈だけでなく冷却も行う構成となっている。
【００２７】
第１の振動型混合装置１０と第２の振動型混合装置２０は、第１搬送路を構成する連結管５０により連結されている。第２の振動型混合装置２０には、第２搬送路を構成する排出管５４が接続されており、排出管５４の途中には、圧力調整弁４０を設けてある。第１の振動型混合装置１０、連結管５０及び第２の振動型混合装置２０は互いに連通されているので、圧力調整弁４０でこれらの内部の圧力を一括して調整することができる。
【００２８】
第３実施形態に係る乳化組成物製造システムでは、第２の振動型混合装置２０に供給する希釈水として冷水（例えば１０度以下）を使用して、乳化組成物を希釈しつつ水相の沸点より低い温度まで冷却させる。なお、圧力調整弁４０の下流側に冷却装置を追加して、乳化組成物を更に冷却する構成としてもよい。
【００２９】
（第４実施形態）
図４には、本発明に係る乳化組成物製造システムの第４実施形態の概略構成を示してある。
第４実施形態に係る乳化組成物製造システムは、乳化手段を構成する回転型混合装置１５と、冷却手段を構成する冷却装置３０とを備える。すなわち、第４実施形態に係る乳化組成物製造システムは、第１実施形態に係る乳化組成物製造システムの振動型混合装置１０を回転型混合装置１５に置き換えた構成となっている。
【００３０】
回転型混合装置１５と冷却装置３０は、第１搬送路を構成する連結管５０により連結されている。冷却装置３０には、第２搬送路を構成する排出管５４が接続されており、排出管５４の途中には、圧力調整弁４０を設けてある。回転型混合装置１５、連結管５０及び冷却装置３０は互いに連通されているので、圧力調整弁４０でこれらの内部の圧力を一括して調整することができる。
【００３１】
回転型混合装置１５は、２つの材料を表面にピンが設けられた回転板の回転により混合する、いわゆる「ピンミキサー」である。回転型混合装置１５は、駆動源により互いに逆方向に回転される２枚の回転板を対向させて配置し、それぞれの対向する側の面に複数のピン（凸部）を設けた構造である。回転板に設けるピンは、それぞれの回転板が逆方向に回転する際に衝突しない配置であればよい。したがって、少なくとも、回転板の径方向におけるピンの位置がそれぞれの回転板で異なればよい。つまり、所望の混合効率を実現できる位置にピンが配置されればよい。
【００３２】
回転型混合装置１５で混合する材料（本例では、油相及び水相）は、例えば、一方の回転板の中心付近に投入される。なお、油相を一方の回転板の側から供給し、水相を他方の回転板の側から供給しても構わない。回転型混合装置１５に供給された油相と水相は、逆方向回転する２枚の回転板の間を通り、回転板の外周方向に移動しながらピンに繰り返し激しく衝突し、互いに混合される。
【００３３】
なお、回転型混合装置１５は、回転板の高速回転による激しい混合に伴って、内部の温度が上昇する。このため、第１実施形態の振動型混合装置１０には必要であった加熱手段を設けない構成とすることもできる。また、回転型混合装置１５は、回転板の高速回転による激しい混合に伴って、内部の圧力も上昇する。このため、圧力調整弁４０で圧力調整する際に、回転型混合装置１５の内部の圧力をあまり考慮しなくてもよい。すなわち、少なくとも連結管５０（第１搬送路）及び冷却装置３０（冷却手段）の内部を、高温環境下で油相及び水相が液相状態を維持するのに必要な圧力になるように調整できればよい。
【００３４】
以上、複数の実施形態を例に挙げて本発明の説明をしたが、本発明は上述した内容に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。例えば、第１実施形態〜第４実施形態を部分的に組み合わせた構造としてもよい。一例として、第２実施形態又は第３実施形態における第１の振動型混合装置１０を、第４実施形態で用いた回転型混合装置に置き換えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上説明したように、本発明に係る乳化組成物製造システムによれば、一方の材料の融点が他方の材料の沸点より高いものを混合した乳化組成物を溶剤なしでも製造することが可能になる。
【符号の説明】
【００３６】
１０，２０  振動型混合装置
１５  回転型混合装置
３０  冷却装置
４０  圧力調整弁
５０，５２  連結管
５４  排出管
【図１】
2020124695.tif 000003
【図２】
2020124695.tif 000004
【図３】
2020124695.tif 000005
【図４】
2020124695.tif 000006