(57)【要約】【課題】従来行われている電界を用いた解乳化法では，電界を発生するための電極を容器内に配置する必要があり，生化学分野で使われる小さな容器ではそれを組み込むことは困難である。また，従来法では常に電極と溶液が接触する構造がとられるので，溶液を電極材料で汚染したり，溶液が電気分解したりする不具合が生じる。【解決手段】容器の外側から電界、好ましくは交流電界を印加することにより、非接触で油中水型エマルジョンの解乳化が行えることを見出した。すなわち、誘電体からなる容器に保持された油中水型エマルジョンに、該容器の外側に設置した電極に電圧を印加して形成した電界を作用させることにより解乳化することができることを見出した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体からなる容器に保持された油中水型エマルジョンを，該容器の外側に設置した一対の電極に電圧を印加して形成した電界を作用させることによって解乳化する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の誘電体からなる容器が、合成高分子もしくはガラスで形成された容器で、かつその容量が０．１ミリリットルないし１０ミリリットルである請求項１に記載の油中水型エマルジョンを解乳化する方法。
【請求項３】
電界を形成するために印加する電圧が交流電圧である請求項１並びに請求項２に記載の油中水型エマルジョンを解乳化する方法。
【請求項４】
一対の電極が形成する電極間電場空間に複数の容器を設置し、該容器群に保持された油中水型エマルジョンに電界を作用させる請求項１、２、３に記載の油中水型エマルジョンを解乳化する方法。
【請求項５】
請求項４に記載の電極間電場空間に温度調節機能を付加した請求項４に記載の油中水型エマルジョンを解乳化する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油中水型エマルジョンを解乳化する技術に関する。油中水型エマルジョンの解乳化技術は、例えば，廃油中からの水分の除去、原油中に含まれる水分の除去などに利用される。また，近年，生化学，生物学的な反応場に油中水型エマルジョンを利用する研究が行われている。そこでは油中水型エマルジョンを構成する微小水滴内で反応させた物質を回収する際，油中水型エマルジョンの解乳化技術を必要とする。
【背景技術】
【０００２】
油中水型エマルジョンの解乳化の代表的な方法は遠心分離である。これは，水成分と油成分との比重の差を利用し、遠心力によって，それらを分離する方法である。また特定の解乳化剤を加える方法（特公開平６−１２８５５８）やフィルター（特許公開２００６−４３４８７，特公開２００５−１９９１４０）を用いる方法がある。
【０００３】
電界を用いた解乳化法も提案されている（特公開平１０−４３５０４，特公開平７−２４２１２，非特許文献１、非特許文献２）。遠心法以外の方法は，比較的大きな容量（例えば，１〜数リットル）で分離を行うための手法である。
【０００４】
【非特許文献１】Ｊ．Ｓ．Ｅｏｗ  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｊ．，８５，３５７−３６８，２００２
【非特許文献２】Ｊ．Ｓ．Ｅｏｗ，  ｅｔ  ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｊ．，８４，１７３−１９２，２００１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年，油中水型エマルジョンを生化学，生物学的手法に応用する試みが盛んに行われている。この場合、容量が０．１ミリリットル〜１ミリリットルの小さな合成高分子製の容器が使用するのが普通である。この容器内に油中水型エマルジョンを導入し，微小水滴内で反応を行う。その後，その反応生成物を回収するために，解乳化して生成物を回収する。このような場合，多くは遠心操作が用いられるが，遠心操作ではひとつひとつの容器を遠心器の中に移す必要があり，容器の数が多くなると非常に面倒である。また，一連の操作を自動化することにも困難が付きまとう。
【０００６】
一方，これまでに発表されている電界を用いた解乳化法では，電界を発生するための電極を容器内に配置する必要があり，上述のような小さな容器ではそれを組み込むことは困難である。また，従来法では常に電極と溶液が接触する構造がとられるので，溶液を電極材料で汚染したり，溶液が電気分解したりする不具合が生じる。
【０００７】
遠心操作は分離に関しては有効な手法である。しかし、以下の点において困難を伴う。遠心器内部における容器保持部は容器外形にそった形状をしていなければならない。遠心操作において，重心を保つために，常にバランスの取れた容器配置を行う必要がある。また前述のように、複数の容器を分離する場合は，そのひとつひとつを遠心器内に移すことが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意検討した結果、容器の外側から電界、好ましくは交流電界を印加することにより、非接触で油中水型エマルジョンの解乳化が行えることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、誘電体からなる容器に保持された油中水型エマルジョンを，該容器の外側に設置した一対の電極に電圧を印加して形成した電界を作用させることにより解乳化することができることを見出した。
【００１０】
また好ましくは上記誘電体からなる容器が、合成高分子もしくはガラスで形成された容器で、かつその容量が０．１ミリリットル乃至１０ミリリットル、さらに、電界を形成するために印加する電圧が交流電圧である場合に本発明がとくに有効であることを見出した。
【００１１】
多数の容器に保持された油中水型エマルジョンを同時処理するためには、一対の電極が形成する電極間電場空間に複数の容器を設置し、該容器群に保持された油中水型エマルジョンに、該電場空間に形成される電界を作用させることで目的を達成することができる。
【００１２】
また最適温度条件で解乳化作業を行うために、上記電極間電場空間に温度調節機能を付加した油中水型エマルジョンの解乳化方法を見出した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明が示すのは，遠心操作を行わず，複数同時操作および連続操作が可能で，電極と溶液とが接触しない，少量でも解乳化可能な技術である。電極を容器の外部に配置することで，容器外形に関わらず，解乳化を行うことができる。またあらかじめ電極を配置したアレイに容器群を設置することで，複数の容器を同時に解乳化することができる。また電極と容器内の溶液を接触させずに解乳化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明について更に詳細に説明する。本発明において解乳化の対象となる油中水型エマルジョンを保持する容器を形成する材料は誘電体であることが必要であるが、該容器を形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリスチレン、シリコーン樹脂、ポリアセタールなどの合成高分子材料、ガラス、セラミック材料などを挙げることができる。ただし、誘電体材料である限りこれらに限られるものではない。
【００１５】
本発明で用いられる誘電体からなる容器の容量は０．１ミリリットル乃至１０ミリリットルであるであることが要請される。容器の容量が０．１ミリリットルより少なくては、容器容量に対する容器表面が過大となり、解乳化プロセスで生成する水滴の合体が十分行われず、解乳化が不十分になる。一方、１０ミリリットル以上では水滴の合体に長時間を要し、実用的ではない。本発明で用いられる容器例を図１に例示する。本発明において用いられる油中水型エマルジョンを保持する容器はこの形状、大きさに限られるものではないが、図１に示す容器例では、０．２ミリリットルの油中水型エマルジョンを保持することができる。
【００１６】
本発明では、誘電体からなる容器に保持された油中水型エマルジョンに電圧を印加するための電極は、該容器の外側に設置する。図２は，アルミニウムテープ１，２を、図１に示す０．２ミリリットルの容器の蓋５とエマルジョン液面付近に貼り付けたものである。図２は、本発明に基づいて、油中水型エマルジョンを保持する容器３の外側に一対の電極１，２を設置し、電極間に電圧、好ましくは交流電圧を印加することで，容器３に保持された油中水型エマルジョン４に鉛直方向の電界を作用させる例を示す。ただし、本発明における電極の設置場所、電極材料、電極の形状はこの例に限られるものではない。
【００１７】
多数の容器に保持された油中水型エマルジョンを同時処理するためには、図３に例示するように，直方体状の容器９の向かい合う２面に一対の電極（アルミニウムテープ）６を設置することで，複数の誘電体からなる容器１０に保持された油中水型エマルジョンに水平方向の電界を作用させる。すなわち、電圧、好ましくは交流電圧を印加された一対の電極６が形成する電極間電場空間に複数の容器を設置し、該容器群に保持された油中水型エマルジョンに該電場空間に形成される電界を作用させることで目的を達成することができる。この際、一対の電極の一方に交流電圧７を印加させ、もう一方は接地することにより交流電界を形成させる。ただし、電極の設置場所、電極材料、電極の形状、電極間電場空間の形状、大きさはこの例に限られるものではない。付け加えて，上記直方体状の容器の上下に電極を配置することも可能である。
【００１８】
また上記容器群に保持された油中水型エマルジョンの解乳化作業を、最適温度条件で行うために、上記電極間電場空間にヒーターを設置し、温度調節した状態で行うこともできる。
【実施例】
【００１９】
[実施例１]
容量０．２ミリリットルのポリプロピレン製マイクロチューブ（図１に形状を示す）を試料容器として用いた。該容器に，菜種油２００マイクロリットル（界面活性剤Ｔｗｅｅｎ  ８０（１％ｖ／ｖ）を含む）と水溶液５マイクロリットル（界面活性剤Ｔｒｉｔｏｎ−１００（０．１％ｖ／ｖ）を含む）を入れた。該容器を振動させて，試料溶液を乳化し、油中水型エマルジョンを得た。電界印加のための一対の電極は、図２に示す形状を採用した。すなわち、アルミニウムテープ（電極）１，２を該ポリプロピレン製容器（マイクロチューブ）の蓋５とエマルジョン液面付近に貼り付けたものである。電極間に交流高電圧を印加することで，マイクロチューブ内部に鉛直方向の電界を形成した。電源には，１次側にスライダックを接続した商用周波ネオントランス（巻線式ネオン変圧器）とインバータネオントランスを用いた。該商用周波ネオントランスは６０Ｈｚ，該インバータネオントランスは１７ｋＨｚの交流高電圧を発生することができる。交流高電圧を上記油中水型エマルジョンに１０分間印加し，解乳化の様子を観察したところ以下の結果を得た。
【００２０】
インバータネオントランス（１７ｋＨｚ）を用い、５キロボルトの交流電圧を印加した際の解乳化の様子を図４に示す。図４−ａは電圧印加前、図４−ｂは電圧印加後３分、図４−ｃは電圧印加後５分、図４−ｄは電圧印加後７分、図４−ｅは電圧印加後１０分後の様子を示す。このとき，次のような挙動が観察され、解乳化が確認された。まず，電界の方向（垂直方向）に水滴が数珠玉上に配列し，その後，水滴が合一して徐々に大きな水滴を形成し，最後に，大きくなった水滴がマイクロチューブ底部に沈んだ。商用周波ネオントランス（６０Ｈｚ）を用いた場合も同様に解乳化することを確認した．しかし，高い周波数のインバータネオントランス（１７ｋＨｚ）を用いた方が，油中水型エマルジョンの解乳化がより効果的に起こっていた。
【００２１】
[実施例２]
次に多数の容器に保持された油中水型エマルジョンを同時処理した。電界印加のための電極を図３に示す形状のものを採用した以外は、実施例１の方法で油中水型エマルジョンの解乳化を実施した。すなわち、直方体状の容器９の向かい合う２面の内壁に一対の電極（アルミニウムテープ）６を設置することで，誘電体からなる容器に保持された油中水型エマルジョン１０に水平方向の電界を作用させた。その結果、以下の結果を得た。
【００２２】
インバータネオントランス（１７ｋＨｚ）を用い、９キロボルトの交流電圧を印加した際の解乳化の様子を図５に示す。図５−ａは電圧印加前、図５−ｂは電圧印加後３分、図５−ｃは電圧印加後５分、図５−ｄは電圧印加後７分、図５−ｅは電圧印加後１０分後の様子を示す。このとき，次のような挙動が観察され、解乳化が確認された。まず，電界の方向（水平方向）に水滴が数珠玉上に配列し，その後，水滴が合一して徐々に大きな水滴を形成し，最後に，大きくなった水滴がマイクロチューブ底部に沈んだ。商用周波ネオントランス（６０Ｈｚ）を用いた場合も同様に解乳化することを確認した．しかし，高い周波数のインバータネオントランス（１７ｋＨｚ）を用いた方が，油中水型エマルジョンの解乳化がより効果的に起こった。
【００２３】
また図６には、実施例２における油中水型エマルジョンの電圧印加前と電圧印加１０分後の様子を比較して示した。図６−ａと図６−ｂは、印加電圧１３キロボルト、６０Ｈｚの場合の電圧印加前と電圧印加１０分後の様子を比較して示したものである。図６−ｃと図６−ｄは、印加電圧５キロボルト、６０Ｈｚの場合の電圧印加前と電圧印加１０分後の様子を比較して示したものである。図６−ｅと図６−ｆは、印加電圧１３キロボルト、１７ｋＨｚの場合の電圧印加前と電圧印加１０分後の様子を比較して示したものである。図６−ｇと図６−ｈは、印加電圧５キロボルト、１７ｋＨｚの場合の電圧印加前と電圧印加１０分後の様子を比較して示したものである。いずれの場合も，電圧印加することで油中水型エマルジョンが解乳化していることがわかる。電極配置で比較すると，形状Ａ（図２）に比べて形状Ｂ（図３）の方がマイクロチューブ底部に分離された水溶液の量が多かった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
とくに，油中水型エマルジョンを生化学，生物学的手法に用いる場合に利用されることが考えられる。この場合，電極と溶液が接触することによる汚染に非常に敏感であり，また，コンビナトリアルケミストリーを実施する場合が多く，この場合は，複数の容器を同時に処理する必要がある。また，上記にあるような小さな容器が使用されることが多い。このような場合において，本特許が示す解乳化法が利用できると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に基づく油中水型エマルジョンを入れる容器の例
【図２】本発明に基づく電極形状の例
【図３】本発明に基づく容器群を処理する際の電極形状の説明
【図４】本発明に基づく解乳化結果を示す写真例−１
【図５】本発明に基づく解乳化結果を示す写真例−２
【図６】本発明に基づく解乳化結果を示す写真例−３
【符号の説明】
【００２６】
１、２：アルミニュウムテープ
３：誘電体からなる容器
４：容器に保持された油中水型エマルジョン
５：容器の蓋
６：一対の電極
７：交流電圧
８：接地
９：直方体容器
１０：容器に保持された油中水型エマルジョン（複数）
１１：容器群を保持するウエルプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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