(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の溶媒と、前記第１の溶媒に対する溶解度が１％以下の第２の溶媒と、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、牛血清アルブミン、スチレン及びスチレン誘導体よりなる群から選ばれる１種の化合物と、を含む混合液を準備し、
前記混合液に超音波発生装置を用いて超音波を照射しながら液中プラズマ処理を施すことによって、前記第１の溶媒もしくは前記第２の溶媒をマイクロカプセル化し分散させることを特徴とする、分散液の製造方法。
【請求項２】
前記超音波発生装置の発振周波数が１０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下である、請求項１に記載の分散液の製造方法。
【請求項３】
前記混合液は、前記第１の溶媒および前記第２の溶媒のいずれか一方に溶解する固体材料をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の分散液の製造方法。
【請求項４】
前記混合液中の（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、牛血清アルブミン、スチレン及びスチレン誘導体よりなる群から選ばれる１種の前記化合物の含有量が０．０１質量％以上５０質量％以下である、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の分散液の製造方法。
【請求項５】
第１の溶媒と、前記第１の溶媒に対する溶解度が１％以下の第２の溶媒と、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、牛血清アルブミン、スチレン及びスチレン誘導体よりなる群から選ばれる１種の化合物と、を含む混合液が投入される貯留槽と、
前記貯留槽に投入された混合液に超音波を照射するための超音波発生機構と、
前記貯留槽に投入された混合液内でプラズマ処理を施すための液中プラズマ処理機構と、
を備え、
前記混合液内で超音波照射により形成されたマイクロカプセルに対して、前記液中プラズマ処理機構によって液中プラズマ処理を施すことによって、前記マイクロカプセルを前記混合液中に分散させる、分散液の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散液の製造方法及び分散液の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラズマを利用して、物質の表面状態を改質する研究が盛んに行われている。対象物質にプラズマを照射することにより、プラズマの電離された分子（例えば、ヒドロキシ基）が表面に修飾されて水に対する濡れ性が向上することが知られている。
【０００３】
このようなプラズマを利用した技術としては、液面近傍にプラズマを発生させる液面プラズマの技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、一対の電極のうち、一方は液中に浸す又は液面に接触させ、他方は液面上部の気中に配置して、これらの電極間に電圧を加えてプラズマを発生させる液面プラズマ処理と、機械的分散処理（粒子を剪断して撹拌する処理）とを併用することにより、分散質の分散効果の向上を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３４９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されている技術は、分散質が固体である場合には、機械的分散処理によって液中で分散質が粉砕されて新たな界面が形成され、該界面にプラズマ処理することで分散質の分散効果の向上を図ることができる。しかしながら、分散質が液体である場合には、機械的分散処理によって新たな界面が形成されても、該界面は流動性を有しているため、プラズマ処理による効果が得られにくいという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上記課題の少なくとも一部を解決することで、液液分散系において分散安定性に優れた分散液が得られる分散液の製造方法及び分散液の製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【０００８】
［適用例１］
本発明に係る分散液の製造方法の一態様は、
第１の溶媒と、前記第１の溶媒に対する溶解度が１％以下の第２の溶媒と、重合性官能基を有する化合物と、を含む混合液を準備し、
前記混合液に超音波発生装置を用いて超音波を照射しながら液中プラズマ処理を施すことによって、前記第１の溶媒もしくは前記第２の溶媒をマイクロカプセル化し分散させることを特徴とする。
【０００９】
適用例１の分散液の製造方法によれば、混合液に超音波を照射することにより、第１の溶媒及び第２の溶媒のいずれか一方が分散質となる液液分散系が得られると共に、その液液分散系における第１の溶媒と第２の溶媒との界面において、重合性官能基を有する化合物が超音波のキャビテーションで発生したラジカルにより重合体を形成して分散質をマイ
クロカプセル化することができる。また、超音波を照射しながら液中プラズマ処理を行っているため、マイクロカプセルにプラズマ処理を施すことができる。また、超音波照射で生じたキャビテーションによって作られる気泡を利用してプラズマの発生を促進させることもできる。これらにより、液液分散系の分散処理効率が向上する。また、液液分散系における分散質の凝集や沈降等を長期間防ぐことができ、分散安定性が向上する。
【００１０】
［適用例２］
適用例１の分散液の製造方法において、
前記超音波発生装置の発振周波数が１０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下であることができる。
【００１１】
適用例２の分散液の製造方法によれば、十分な超音波のエネルギーが得られるため、液液分散系における第１の溶媒と第２の溶媒との界面において、重合性官能基を有する化合物の重合反応を惹起することができる。また、超音波照射で生じたキャビテーションによって生じる気泡中でプラズマを発生させることができるので、プラズマ発生の効率が上がり、結果として分散処理効率がさらに向上する。
【００１２】
［適用例３］
適用例１または適用例２の分散液の製造方法において、
前記重合性官能基が、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、ビニルエーテル基及びメルカプト基よりなる群から選択される少なくとも１種であることができる。
【００１３】
適用例３の分散液の製造方法によれば、液液分散系における第１の溶媒と第２の溶媒との界面において、重合性官能基を有する化合物がラジカル重合反応して、分散質をマイクロカプセル化することができる。
【００１４】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか一例の分散液の製造方法において、
前記重合性官能基を有する化合物が、両親媒性物質であることができる。
【００１５】
適用例４の分散液の製造方法によれば、液液分散系における第１の溶媒と第２の溶媒との界面に重合性官能基を有する化合物が局在化しやすくなり、第１の溶媒と第２の溶媒との界面でマイクロカプセル被膜を形成することが容易となる。
【００１６】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか一例の分散液の製造方法において、
前記混合液は、前記第１の溶媒及び前記第２の溶媒のいずれか一方に溶解する固体材料をさらに含むことができる。
【００１７】
適用例５の分散液の製造方法によれば、マイクロカプセル被膜によって内包されるいずれかの溶媒中に固体材料を溶解させておくことができる。これにより、得られる分散液に様々な付加価値をつけることができる。
【００１８】
［適用例６］
適用例１ないし適用例５のいずれか一例の分散液の製造方法において、
前記混合液中の前記重合性官能基を有する化合物の含有量が０．０１質量％以上５０質量％以下であることができる。
【００１９】
適用例６の分散液の製造方法によれば、液液分散系における第１の溶媒と第２の溶媒との界面で形成されるマイクロカプセルの数や粒子径が適度となり過分散を抑制でき、分散
安定性がさらに向上する。
【００２０】
［適用例７］
本発明の係る分散液の製造装置の一態様は、
第１の溶媒と、前記第１の溶媒に対する溶解度が１％以下の第２の溶媒と、重合性官能基を有する化合物と、を含む混合液が投入される貯留槽と、
前記貯留槽に投入された混合液に超音波を照射するための超音波発生機構と、
前記貯留槽に投入された混合液内でプラズマ処理を施すための液中プラズマ処理機構と、を備え、
前記混合液内で超音波照射により形成されたマイクロカプセルに対して、前記液中プラズマ処理機構によって液中プラズマ処理を施すことによって、前記マイクロカプセルを前記混合液中に分散させることを特徴とする。
【００２１】
適用例７の分散液の製造装置によれば、液液分散系における超音波処理とプラズマ処理とが液中でほぼ同時に施されるため、第１の溶媒と第２の溶媒との界面で形成されたマイクロカプセルにプラズマ処理を施すことができる。また、超音波発生機構で生じたキャビテーションによって作られる気泡を利用してプラズマの発生を促進させることができる。これらにより、液液分散系の分散処理効率が向上する。また、液液分散系における分散質の凝集や沈降等を長期間防ぐことができ、分散安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る分散液の製造装置の概略図。
【図２】第２実施形態に係る分散液の製造装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の好適な実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【００２４】
本発明における「液中プラズマ」とは、液中非平衡低温プラズマのことを指し、より詳しくは一対の電極を両方とも分散媒中に浸漬もしくは分散媒の液面に接触した状態で、分散媒中に気泡をつくりながら分散媒中に浸された両電極に電圧を加えて気泡の中で発生させるプラズマのことをいう。
【００２５】
本発明における「マイクロカプセル」とは、メジアン径が０．０１〜１０００μｍのカプセルのことをいう。
【００２６】
以下、本実施の形態に係る分散液の製造装置、分散液の製造方法、及びこの製造方法によって製造される分散液の順に説明する。
【００２７】
１．分散液の製造装置
本実施の形態に係る分散液の製造装置は、第１の溶媒と、前記第１の溶媒に対する溶解度が１％以下の第２の溶媒と、重合性官能基を有する化合物と、を含む混合液が投入される貯留槽と、前記貯留槽に投入された混合液に超音波を照射するための超音波発生機構と、前記貯留槽に投入された混合液内でプラズマ処理を施すための液中プラズマ処理機構と、を備え、前記混合液内で超音波照射により形成されたマイクロカプセルに対して、前記液中プラズマ処理機構によって液中プラズマ処理を施すことによって、前記マイクロカプセルを前記混合液中に分散させることを特徴とする。以下、本実施の形態に係る分散液の製造装置について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
１．１．第１実施形態の装置構成
図１に、第１実施形態に係る分散液の製造装置の概略図を示す。製造装置１００は、混合液が投入される貯留槽１０と、貯留槽１０に投入された混合液に超音波を照射するための超音波発生機構２０と、貯留槽１０に投入された混合液内でプラズマ処理を施すための液中プラズマ処理機構３０と、によって構成されている。
【００２９】
貯留槽１０の材質は、プラズマ発生前後において混合液を保持できるものであれば特に制限されないが、ガラス、樹脂、金属等の材質を挙げることができる。貯留槽１０の材質にガラスや樹脂等の可視光において透明性を有する材質を選択すると、貯留槽１０の外部から分散状態を観察することができるので好ましい。また、濁度や光散乱式の粒度分布を測定することによって、分散状態を機器によって評価することも可能となる。透明性を有する材質としては、例えばガラス、ポリエチレンテレフタレート樹脂、塩ビ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート等が挙げられる。貯留槽１０の形状については、液中プラズマ処理機構３０の電極３２及び電極３４を貯留槽１０の内部に挿入でき、かつ、固定できる形状であれば特に制限されない。貯留槽１０は、後述する超音波洗浄機２２の洗浄槽２４内に投入された水に浸かるように配置される。
【００３０】
第１実施形態では、超音波発生機構２０は、超音波洗浄機２２によって構成されている。超音波洗浄機２２は、洗浄槽２４と、超音波発生部２６とを備えている。図１に示す例では、超音波発生部２６は、洗浄槽２４の底面の外側だけに接着されているが、この構成に限定されず、洗浄槽２４の側面の外側に接着されていてもよい。また、円板型振動子や球面型振動子等の超音波振動子を洗浄槽２４内や貯蓄槽１０内に直接置く構成としてもよい。超音波洗浄機２２によって発生したキャビテーションにより、第１の溶媒及び第２の溶媒のいずれかの溶媒が分散質となる液液分散系を調製することができる。通常は、第１の溶媒及び第２の溶媒のうち、容量の少ない方が分散質となり、容量の多い方が分散媒となる。また、この超音波により発生するエネルギーを、液液分散系における第１の溶媒と第２の溶媒との界面に存在する重合性官能基を有する化合物に与えることで重合反応が起こり、マイクロカプセル被膜を形成することができる。なお、洗浄槽２４には、キャビテーションを発生させるのに必要な水を投入しておく必要がある。
【００３１】
通常の水の中で、キャビテーションを発生させるのに必要なエネルギー量は周波数により異なっている。すなわち、周波数が小さい方が少ないエネルギー量でキャビテーションを発生させることができるが、エネルギー量は振幅及び振動数に影響を受けるため、周波数が小さすぎると、その分振幅が必要となる。そのため、キャビテーションの発生量とそれに必要なエネルギー量とのバランスを考慮すると、超音波洗浄機２２の発振周波数は、１０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下であることが好ましく、２０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下であることがより好ましい。超音波洗浄機２２においては、発振回路を構成する抵抗、コンデンサあるいはコイルといった回路素子のパラメータを調整することにより、超音波発生部２６内にある振動子（図示せず）の発振周波数および位相をそれぞれ独立して調整できるようにしておくとよい。
【００３２】
このような超音波洗浄機としては、例えば、本多電子株式会社製の型式「Ｗ−１１３」、「Ｗ−３５７−０７ＨＰＤ」、「Ｗ−３５７ＨＰＤ」；ＢＲＮＡＳＯＮ社製のＢＲＡＮＳＯＮＩＣシリーズ等を使用することができる。
【００３３】
液中プラズマ処理機構３０は、貯留槽１０に投入された混合液中に浸漬し又は混合液の液面に接触した状態で配置された一対の電極３２及び電極３４と、電源３６と、によって構成されている。また、図示していないが、電極３２と電極３４の間にあるプラズマ発生部３８にガスを導入するためのガス貯留部及びガス導入管を備えてもよい。
【００３４】
電極３２及び電極３４の先端部の形状は、例えば針状、中空針状、円筒状、球状、半球状、線状、平板状等が挙げられるが、低電圧でもプラズマを発生させやすい針状のものが好ましい。電極３２及び３４の先端部は、必ずしも揃っている必要はなく、液中プラズマを発生させることができる程度に段差が生じていてもよい。
【００３５】
電極３２及び３４の材質は、導電性を有するものであれば特に制限されないが、銅、タングステン、銅タングステン、グラファイト、チタン、ステンレス、モリブデン、アルミ、鉄、ニッケル、白金、金などが挙げられる。
【００３６】
液中プラズマの発生に使用する電源３６は、直流電源、パルス電源、低周波・高周波交流電源、マイクロ波電源等の方式を用いることができる。その中でも、低温かつ安定にプラズマを発生させるために３０ｋＨｚ以下の交流周波数に出力可能な電源を用いることが好ましい。
【００３７】
液中プラズマ処理機構３０における液中プラズマの発生メカニズムは、以下の通りである。プラズマ発生部３８において、電極３２と電極３４との間にパルス電圧が印加されると、パルス電圧印加により局地的なジュール熱が発生し、電極３２及び電極３４において分散媒や溶存酸素が気化し、混合液中にミクロ以下の気泡が発生する。そして、電極３２と電極３４との間が一定密度の気泡によって充填されると、絶縁破壊が起こり、気泡内でプラズマが発生する。このプラズマの発生に伴い、電流が急激に増大し、電力を維持するようにして電圧を低下させるのである。
【００３８】
第１実施形態に係る製造装置１００では、超音波洗浄機２２によってキャビテーションが発生し、このキャビテーションによって作られる気泡中でプラズマを発生させることができる。これにより、プラズマ発生の効率が上がるので、分散処理効率を向上させることができる。
【００３９】
上述したように、プラズマ発生部３８に上記のガス貯留部に接続されたガス導入管から任意のガスを導入しながら放電することもできる。このようなガスの原料としては、例えば酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）、空気（少なくとも窒素（Ｎ２）及び酸素（Ｏ２）を含む）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、アンモニア（ＮＨ３）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）等が挙げられる。これらのガスは、１種単独で導入してもよいし、２種以上混合したものを導入してもよい。
【００４０】
電極３２及び電極３４の直径は、液中プラズマの安定性を高める観点から、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．２〜１ｍｍであることがより好ましい。また、電極３２と電極３４との距離（電極間距離）は、液中プラズマの安定性を高める観点から、０．００１〜１００ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ〜３０ｍｍであることがより好ましい。また、印加電圧は、安全性と電極の消耗等を考慮しながら、一定の印加ができるように０ｋＶを超えて３０ｋＶ以下で行うことが好ましく、１ｋＶ以上１０ｋＶ以下で行うことがより好ましい。
【００４１】
第１実施形態の分散液の製造装置を用いることにより、液液分散系における超音波処理とプラズマ処理とが液中でほぼ同時に施されるため、第１の溶媒と第２の溶媒との界面において形成されたマイクロカプセルに対してプラズマ処理を施すことができる。また、超音波発生機構で生じたキャビテーションによって作られる気泡を利用してプラズマの発生を促進させることができる。これらにより、液液分散系での分散処理効率が向上する。さらに、液液分散系における分散質の凝集や沈降等を長期間防ぐことができ、分散安定性に優れた分散液を製造することができる。
【００４２】
１．２．第２実施形態の装置構成
図２に、第２実施形態に係る分散液の製造装置の概略図を示す。製造装置２００は、第１の溶媒と、前記第１の溶媒に対する溶解度が１％以下の第２の溶媒と、重合性官能基を有する化合物と、を含む混合液が投入される貯留槽１１０と、貯留槽１１０に投入された混合液に超音波を照射するための超音波発生機構１２０と、貯留槽１１０に投入された混合液内でプラズマ処理を施すための液中プラズマ処理機構１３０と、によって構成されている。
【００４３】
第２実施形態に係る製造装置２００では、貯留槽１１０の基本的な構成は第１実施形態に係る製造装置１００と同じである。また、液中プラズマ処理機構１３０の基本的な構成は第１実施形態に係る製造装置１００と同じであり、電極１３２、電極１３４、電源１３６を備えている。
【００４４】
第２実施形態では、超音波発生機構１２０が、超音波ホモジナイザー１２２によって構成されている。超音波ホモジナイザー１２２は、図示しない発振器、コンバーター、ホーンによって構成されている。超音波ホモジナイザー１２２は、貯留槽１１０の開口部から混合液に浸漬するように設置する。そのため、液中プラズマ処理機構１３０における電極１３２および電極１３４は、第１実施形態よりも低い位置にある。ホーンを通して貯留槽１１０に投入された混合液中に超音波によるキャビテーションを発生させることにより、液液分散系を調製することができると共に、第１の溶媒と第２の溶媒との界面に存在する重合性官能基を有する化合物を重合反応させてマイクロカプセル化することができる。超音波ホモジナイザー１２２は、超音波洗浄機２２に比べて超音波照射対象の体積が小さい点で、エネルギー効率が良く、キャビテーションの発生効率も良いと考えられる。
【００４５】
このような超音波ホモジナイザーとしては、例えば、ＢＲＡＮＳＯＮ社製の型式「Ｓ−２５０Ｄ」や「ＳＬＰｅ４０」等を使用することができる。
【００４６】
２．分散液の製造方法
本実施の形態に係る分散液の製造方法は、第１の溶媒と、前記第１の溶媒に対する溶解度が１％以下の第２の溶媒と、重合性官能基を有する化合物と、を含む混合液を準備し、前記混合液に超音波発生装置を用いて超音波を照射しながら液中プラズマ処理を施すことによって、前記第１の溶媒もしくは前記第２の溶媒をマイクロカプセル化し分散させることを特徴とする。かかる分散液の製造方法は、例えば上述の第１実施形態に係る製造装置や第２実施形態に係る製造装置を用いることにより容易に実施することができる。以下、各工程ごとに詳細に説明する。
【００４７】
２．１．混合液準備工程
まず、第１の溶媒と、前記第１の溶媒に対する溶解度が１％以下の第２の溶媒と、重合性官能基を有する化合物と、を含有する混合液を準備する。
【００４８】
この混合液における第１の溶媒及び第２の溶媒は、第２の溶媒の第１の溶媒に対する溶解度が１％以下（第１の溶媒の第２の溶媒に対する溶解度が１％以下でもある。）となるような関係にあればよい。すなわち、第１の溶媒と第２の溶媒とが互いに均一に溶解しない（任意的に混ざり合わない）二種類の液体であり、第１の溶媒及び第２の溶媒のいずれか一方が分散媒、他方が分散質となる液液分散系を構成し得る溶媒を選定する必要がある。
【００４９】
例えば第１の溶媒として水系媒体を選定した場合には、第２の溶媒として非水系媒体を選定することができる。第１の溶媒及び第２の溶媒は、それぞれ二種以上の混合物であっ
てもよい。
【００５０】
水系媒体としては、例えば、水、水及び水溶性有機溶媒（エタノール、ｎ−プロパノール等のアルコール；ジエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類；２−ピロリドン等のピロリドン系溶媒）の混合物などが挙げられる。水と水溶性有機溶媒とを任意の割合で混合することにより、水系媒体の表面張力を調整してもよい。
【００５１】
非水系媒体としては、例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ｎ−テトラデカン、ｎ−ヘキサデカン等の脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等の脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の高級脂肪酸；パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、オレイン酸エステル、リノール酸エステル、リノレン酸エステル等の油脂等が挙げられる。
【００５２】
また、第１の溶媒又は第２の溶媒として、フッ素系媒体を選択することもできる。フッ素系媒体としては、例えばハイドロフルオロエーテル、パーフルオロカーボン等が挙げられる。例えば第１の溶媒としてフッ素系媒体を選定した場合には、第２の溶媒として上記の水系媒体及び非水系媒体のうちのいずれかを選択することができる。
【００５３】
また、本実施の形態に係る分散液の製造方法で使用する混合液に、マイクロカプセルによって包み込まれるいずれかの溶媒（第１の溶媒又は第２の溶媒）に溶解する固体材料をさらに添加することにより、当該固体材料をマイクロカプセルの内側の溶媒中に溶解させておくことができる。これにより、得られる液液分散系にさらなる付加価値を付与することできる。例えば、非水系媒体に薬剤を溶解させてマイクロカプセルで内包し、当該マイクロカプセルを患者の患部で崩壊させることにより、ドラッグデリバリーシステムとしての応用が可能となる。
【００５４】
前記混合液には、液液分散系の分散安定性を高める観点から、界面活性剤（乳化剤）を添加することもできる。しかしながら、本実施の形態に係る分散液の製造方法によれば、界面活性剤を添加しなくても、マイクロカプセルの表面にプラズマ処理を施すことにより分散安定性を向上させることが可能であり、良好な液液分散系を製造できる点に大きなメリットがある。界面活性剤は、液液分散系の分散安定性に確かに寄与するが、当該液液分散系を塗料、インク、筆記具、紙、プラスチック、布、建材、電気製品、電子材料、医薬品、化粧品、セラミック等に応用する場合には機能を阻害する可能性が否定できない。したがって、混合液には界面活性剤を添加しないことが望ましい。
【００５５】
前記混合液における第１の溶媒と第２の溶媒との含有割合は、第１の溶媒１質量部に対して、第２の溶媒を０．０１質量部以上１００質量部以下とすることが好ましい。前記混合液において、第１の溶媒の含有量が第２の溶媒の含有量よりも多ければ、通常、第２の溶媒が分散質となり、第１の溶媒が分散媒となる。逆に、第２の溶媒の含有量が第１の溶媒の含有量よりも多ければ、通常、第１の溶媒が分散質となり、第２の溶媒が分散媒となる。
【００５６】
重合性官能基を有する化合物は、第１の溶媒と第２の溶媒との界面に重合体の膜を形成するための材料である。そのため、重合性官能基を有する化合物は、両親媒性を有することが好ましい。重合性官能基を有する化合物が両親媒性を有することにより、分散質と分散媒との界面に該化合物が存在しやすくなり、マイクロカプセル化しやすくなる。なお、本発明における「両親媒性」とは、第１の溶媒及び第２の溶媒の両者に同時に馴染む性質のことをいう。より具体的には、両親媒性を有する化合物とは、第１の溶媒及び第２の溶
媒のいずれにも１％を超えて溶解することができる化合物のことをいう。
【００５７】
重合性官能基を有する化合物の重合性官能基としては、特に限定されないが、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、ビニルエーテル基、メルカプト基、ウレタン基、エポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。これらの中でも、超音波のキャビテーションで発生したラジカルにより重合体を形成できる観点から、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、ビニルエーテル基、及びメルカプト基であることが好ましい。なお、上述した分散液の製造装置は、超音波発生機構を備えているため、超音波のキャビテーションで発生したラジカルにより重合体を形成することができれば、重合開始剤が不要となるという利点がある。
【００５８】
重合性官能基を有する化合物の具体例としては、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、牛血清アルブミン、スチレン、スチレン誘導体等が挙げられる。これらの中でも、両親媒性を有する観点から、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、牛血清アルブミンであることが好ましく、（メタ）アクリル酸であることがより好ましい。
【００５９】
前記混合液における重合性官能基を有する化合物の含有量は、好ましくは０．０１質量％以上５０質量％以下、より好ましくは０．０５質量％以上２０質量％以下、特に好ましくは０．１質量％以上１０質量％以下である。重合性官能基を有する化合物の含有量が前記範囲内であると、マイクロカプセルの数や粒子径が適切となり、分散安定性がより向上する。
【００６０】
第１の溶媒及び第２の溶媒中の溶存酸素量は、マイクロカプセル化した分散質の分散安定性に影響する場合がある。溶存酸素量が多いほど、液中プラズマ処理により酸素官能基の付与が起こりやすくなり、分散処理効率や分散安定性がより向上する。また、水系媒体を分散媒とする場合、分散媒中の溶存酸素量が多いと、水由来のプラズマ源に加え、酸素由来のプラズマ源も使用できるため、分散質表面のヒドロキシ化が有利に進行する。
【００６１】
２．２．超音波処理工程及び液中プラズマ処理工程
液中プラズマ処理自体には、分散質の粉砕を行う能力がない。したがって、液中プラズマ処理だけでは、粒子径が大きい場合には沈降してしまう。また、分散質を液中プラズマ処理した後、超音波処理を施したとしても、新たな液液分散系が形成されて、その界面が流動的であるため、プラズマ非処理面が生じてしまう。一方、液中プラズマ処理を行う前に超音波処理を行っていた場合、新たに形成された液液分散系の界面でマイクロカプセル化されるが、経時的に徐々に凝集が起こり、粒径が肥大化することにより沈降してしまう。
【００６２】
このような理由から、本工程では、上記で得られた混合液に対して、超音波処理を施しながら液中プラズマ処理を施すことによって、第１の溶媒及び第２の溶媒のいずれか一方が分散質となる液液分散系が得られると共に、その液液分散系における第１の溶媒と第２の溶媒との界面において重合性官能基を有する化合物が超音波のキャビテーションで発生したラジカルにより重合体を形成してマイクロカプセル化することができ、こうして形成されたマイクロカプセルにプラズマ処理を施すことができる。また、超音波照射で生じたキャビテーションによって作られる気泡を利用してプラズマの発生を促進させることもできる。これらにより、液液分散系の分散処理効率が向上すると共に、液液分散系における分散質の凝集や沈降等を長期間防ぐことができ、分散安定性が向上する。
【００６３】
本発明における「超音波処理を施しながら液中プラズマ処理を施す」とは、超音波処理と液中プラズマ処理とを完全に同時に実施する場合には限らない。本発明では、２つの処理が実質的に同時に実施される場合、たとえば以下のような（ａ）ないし（ｃ）のような
場合を含む。
（ａ）超音波処理と液中プラズマ処理を同時に開始し、２つの処理を所定時間継続した後、同時に終了する。
（ｂ）超音波処理と液中プラズマ処理を、ある程度短いサイクルで順番または交互に実施する。
（ｃ）超音波処理を先に開始して、その途中から超音波処理を継続しつつ液中プラズマ処理を開始し、２つの処理を所定時間継続した後、超音波処理を先に終了し、その後しばらくしてから液中プラズマ処理を終了する。
【００６４】
かかる工程においては、１対の液中プラズマ照射用の電極に対して、前記貯蓄槽の体積が、１０ｍＬ以上１００ｍＬ未満であることが好ましく、１０ｍＬ以上５０ｍＬ以下であることがより好ましい。貯蓄槽の体積が前記範囲にあると、超音波処理による熱の発生や過分散を防ぐことができ、分散処理効率や分散安定性がより向上する。また、前記混合液が循環可能な機構を設けた貯蓄槽や、複数の液中プラズマ照射用の電極と多量の混合液に対して粉砕処理可能な装置を用いることで、処理能力を向上させることも可能である。
【００６５】
超音波処理工程における発振周波数は、好ましくは１０ｋＨｚ以上１０００ｋＨｚ以下、より好ましくは２０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下である。発振周波数は、キャビテーションを発生量に影響する。すなわち、周波数が小さい方が少ないエネルギー量でキャビテーションを発生させることができるが、エネルギー量は振幅および振動数に影響を受けるため、周波数が小さすぎると、その分振幅が必要となる。そのため、超音波処理工程における発振周波数は、前記範囲であることが好ましい。
【００６６】
超音波処理工程における超音波処理時間は、好ましくは０．０１分以上６０分以下、より好ましくは１分以上２０分以下である。超音波処理時間が前記範囲内にあると、マイクロカプセル化して十分に乳化できるだけでなく、マイクロカプセルの破壊も防ぐことができる。前記範囲を超えて超音波処理を行う場合、過度のエネルギーによりマイクロカプセルが破壊されてしまうことがあり、これにより液液分散系の分散安定性が損なわれる。
【００６７】
マイクロカプセル化した分散質の平均粒子径についても特に制限されないが、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは１．５μｍ以下である。マイクロカプセル化した分散質の粒子径が前記範囲内であると、分散質の分散安定性がより向上する傾向にある。マイクロカプセル化した分散質の粒子径が前記範囲を超えると、比重等の影響により沈降あるいは合一により分散系が破壊されやすくなる傾向がある。
【００６８】
３．分散液の用途
本実施の形態に係る分散液の製造方法によれば、分散質を分散媒中に効率良く分散させることができ、またこの製造方法によって得られた分散液は、分散安定性に優れている。したがって、本実施の形態に係る分散液の製造方法によって得られた分散液は、例えば以下の用途に応用することができる。
【００６９】
本実施の形態に係る分散液の製造方法によって得られた分散液は、塗料、インク、食品、化粧品、医薬品等に応用することができる。食品としては、例えば栄養ドリンク、滋養強壮剤、嗜好性飲料、冷菓などの一般的な食品類のみならず、カプセル状の栄養補助食品などにも好適に使用される。また、化粧料としては、例えば化粧水、美容液、乳液、クリームパック・マスク、パック、洗髪用化粧品、フレグランス化粧品、液体ボディ洗浄料、ＵＶケア化粧品、防臭化粧品、オーラルケア化粧品等などで好適に使用される。
【００７０】
４．実施例
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。実施例及び比較例中の「部」および「％」は、特に断らない限り質量基準である。
【００７１】
４．１．分散液製造装置の装置構成
上記の第１実施形態で説明した図１に示す製造装置ａと、上記の第２実施形態で説明した図２に示す製造装置ｂと、をそれぞれ用意した。各製造装置の詳細な構成は、以下の通りである。
【００７２】
＜製造装置ａ＞
・粉砕処理機構；卓上型超音波洗浄機、本多電子株式会社製、型式「Ｗ−１１３」、周波数：２８ｋＨｚ、４５ｋＨｚ、１００ｋＨｚの３段階で調節可能
・粉砕処理機構；卓上型超音波洗浄機、本多電子株式会社製、型式「Ｗ−３５７−０７ＨＰＤ」、周波数：７４０ｋＨｚ
・粉砕処理機構；卓上型超音波洗浄機、本多電子株式会社製、型式「Ｗ−３５７ＨＰＤ」、周波数：１０００ｋＨｚ
・液中プラズマ処理機構；電極材質：タングステン、電極間距離：５ｍｍ、電力：３０Ｖ、交流周波数：３０ｋＨｚ
【００７３】
＜製造装置ｂ＞
・粉砕処理機構；超音波ホモジナイザー、ＢＲＡＮＳＯＮ社製、型式「Ｓ−２５０Ｄ」、周波数：１９．９ｋＨｚ、電力（エネルギー）：２００Ｗ
・粉砕処理機構；超音波ホモジナイザー、ＢＲＡＮＳＯＮ社製、型式「ＳＬＰｅ４０」、周波数：４０ｋＨｚ、電力（エネルギー）：１５０Ｗ
・液中プラズマ処理機構；電極材質：タングステン、電極間距離：５ｍｍ、電力：３０Ｗ、交流周波数：３０ｋＨｚ
【００７４】
４．２．実施例１〜１９、比較例１〜２
＜分散液の製造＞
まず、表１〜表２中に記載の材料を混ぜ合わせて混合液を調製した。次いで、上記いずれかの製造装置を用いて、表１〜表２中に記載の条件で得られた混合液に超音波処理を施しながら液中プラズマ処理を施すことによって、各分散液を調製した。
【００７５】
＜分散安定性の評価＞
得られた分散液をサンプル瓶に移した後、密栓して１０秒間振とうし、常温下にて静置した。２４時間経過後、静置した分散液の状態を目視にて観察した。評価基準は、以下の通りである。
Ａ：静置後の分散液中に含まれる分散質がおおよそ均一に分散し続けている。
Ｂ：静置後の分散液中に含まれる分散質の一部が沈降もしくは液面に分離しているが、振とうすることで再度均一に分散する。
Ｃ：静置後の分散液中に含まれる分散質が沈降もしくは液面に完全に分離し、振とうしても均一に分散しない。
【００７６】
＜平均粒子径の測定＞
上記で２４時間静置した分散液について、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置（装置名「ナノトラックＵＰＡ」、日機装株式会社製）により体積基準の粒度分布を求め、その粒度分布から算出されたメジアン径を平均粒子径とした。評価基準は、以下の通りである。
Ａ：粒度分布がシングルピークで、メジアン径が１．５μｍ以下である。
Ｂ：粒度分布がシングルピークで、メジアン径が１．５μｍを超えて３μｍ以下である。Ｃ：メジアン径が３μｍを超える、あるいは、マイクロカプセル化していない。
【００７７】
＜評価結果＞
表１〜表２に、実施例１〜１９、比較例１〜２の実験条件、混合液組成及び評価結果を示す。
【００７８】
【表１】
0006525137.tif 000002
【００７９】
【表２】
0006525137.tif 000003
【００８０】
表１〜表２中の材料については、以下に記載のものを使用した。
・ｎ−ヘキサン：和光純薬工業株式会社製
・トルエン：和光純薬工業株式会社製
・アクリル酸：和光純薬工業株式会社製
・ｎ−オクチルアクリレート（製品名「ＮＯＡＡ」、大阪有機化学工業株式会社製）
・牛血清アルブミン（和光純薬工業株式会社製、２２％）
・スチレン（和光純薬工業株式会社製）
・カーボン粉（商品名「Ｃｏｌｏｕｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１７０」、エボニックジャパン社製）
【００８１】
実施例１〜２では、装置構成ｂを使用して、超音波ホモジナイザーの周波数の条件を変更することにより各分散液を製造した。実施例１〜２の評価結果によれば、いずれも第２の溶剤からなる分散質を内包したマイクロカプセルを作製することができ、分散処理効率が良好で、分散安定性にも優れた分散液が得られた。
【００８２】
実施例３〜７では、装置構成ａを使用して超音波洗浄機の周波数の条件を変更することにより各分散液を製造した。実施例３〜７の評価結果によれば、いずれも第２の溶剤からなる分散質を内包したマイクロカプセルを作製することができたが、超音波ホモジナイザーを使用した場合（実施例１及び実施例２）に比べて、分散処理効率の点でやや劣ることが判明した。
【００８３】
実施例８〜１１では、装置構成ｂを使用して超音波処理時間の条件を変更することにより各分散液を製造した。実施例８〜９の評価結果によれば、超音波処理時間が０．１分でもまずまずの分散処理効率であったが、１分以上とすることで分散処理効率がより良好となり、分散安定性に優れた分散液が得られた。また、実施例１０〜１１の評価結果によれば、超音波処理時間を６０分とすると、形成されたマイクロカプセルが超音波により破壊される現象が認められ、実施例１及び実施例２に比べて分散安定性がやや損なわれることが判明した。
【００８４】
実施例１２〜１９では、装置構成ｂを使用して混合液の組成を変更することにより各分散液を製造した。実施例１２〜１３の評価結果によれば、重合性官能基を有する化合物としてｎ−オクチルアクリレートや牛血清アルブミンを用いた場合でも、分散処理効率が良好で、分散安定性に優れた分散液が得られた。実施例１４の評価結果によれば、固体材料としてカーボン粉を添加した場合、カーボン粉がｎ−ヘキサンに溶解した溶液が内包されたマイクロカプセルが得られ、分散処理効率が良好で、分散安定性に優れた分散液が得られた。実施例１５の評価結果によれば、重合性官能基を有する化合物としてスチレンを用いたが、スチレンは両親媒性に乏しいことから、マイクロカプセルだけでなく、独立したポリマー粒子も生成された。その結果、実施例１及び実施例２に比べて平均粒子径がやや大きくなり、分散安定性がやや損なわれることが判明した。
【００８５】
実施例１６〜１７では、第１の溶媒と第２の溶媒との含有割合を変更した混合液を用いて各分散液を製造した。実施例１７の評価結果によれば、分散質となる第２の溶媒が３０質量％となると、分散質同士が衝突する過分散の状態となりやすく、分散状態は良好であったが、実施例１及び実施例２に比べて平均粒子径がやや大きくなることが判明した。
【００８６】
実施例１８〜１９では、重合性官能基を有する化合物の含有割合を変更した混合液を用いて各分散液を製造した。実施例１８〜１９の評価結果によれば、重合性官能基を有する化合物の材料の含有量が多すぎても少なすぎても、形成されるマイクロカプセルの粒子径が大きくなる傾向があり、実施例１及び実施例２に比べて分散安定性がやや損なわれることが判明した。
【００８７】
比較例１では、装置構成ｂを使用して、第２の溶媒を含有しない混合液を用いて分散液
を製造した。比較例１の評価結果によれば、分散質となる第２の溶媒がない場合でもキャビテーション（気泡）を核としたマイクロカプセルは形成し得るが、それが液面に浮いてしまい液中プラズマ処理が困難であった。そのため、分散処理効率が低く、また分散質の平均粒子径が大きく、分散安定性にも優れないことが判明した。
【００８８】
比較例２では、装置構成ｂを使用して、重合性官能基を有する化合物を含有しない混合液を用いて分散液を製造した。比較例２の評価結果によれば、被膜形成材料がないため、マイクロカプセル化が起こらず、第２の溶媒からなる分散質に液中プラズマ処理を施しても界面が流動的であるため、分散質の平均粒子径が経時的に大きくなり、分散安定性に優れないことが判明した。
【００８９】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００９０】
１０・１１０…貯留部、２０・１２０…超音波処理機構、２２…超音波洗浄機、２４…洗浄槽、２６…超音波発生部、３０・１３０…液中プラズマ処理機構、３２・３４・１３２・１３４…電極、３６・１３６…電源、３８・１３８…プラズマ発生部、１２２…超音波ホモジナイザー、１００・２００…（分散液の）製造装置
【図１】
0006525137.tif 000004
【図２】
0006525137.tif 000005