高圧湿式ジェットミルを用いたサブミクロンo/wエマルション生成に及ぼす分散相粘度および体積分率の影響

Abstract

サブミクロンサイズの液滴からなるエマルションはその特異的な性質により広く工業製品に用いられているが, その生産方法の一つである高圧ホモジナイザーを用いた研究は少ない. 本研究ではサブミクロンサイズの液滴からなるエマルションの作成が可能である高圧湿式ジェットミルを用いて, 水中油滴型(o/w)エマルションを分散相に種々の粘度の流動パラフィンを用いて作成し, 平均滴径に及ぼす分散相粘度および操作条件の影響と生成エマルション粘度に及ぼす分散相粘度, 操作条件および生成滴径の影響を検討した.通過回数(N)1のとき体積基準の滴径分布は分散相粘度(ηd)の上昇に伴い顕著な二元の対数正規分布を示す. N≥3では実験範囲内のいずれのηdにおいても一元の対数正規分布を示す. 体面積平均径(d32)は, 実験範囲内のηdおよび処理圧力(P)でNの増加に伴い減少し, 一定値に漸近する. ηdが小さいほど一定値への漸近は早く, Pの影響を受けにくくなり, ηdが大きくなると, d32はほぼ一定値を示す. N=1のときエマルションの個数基準の最大滴径dmaxとd32の間には全ての実験条件でのデータからdmax=1.96d32という比例関係がある. しかし, この比例定数はηdおよびφの影響を受け, ηdの増大にともない増大し, φの増大にともない減少する. N=1とし, 種々のηdおよびφのときのd32とPの関係は, 両対数紙上で直線関係を示す. その傾きは, φおよびηdの増加にともない急になる. 生成エマルション粘度(ηe)はN, Pおよびφの増加にともない増加する. しかしηdが大きくなると, ηeはNおよびPの影響を受けにくくなる. また, d32が0.1μm以下になるとηeは急激に増大する.