JP2005512803A - 銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、内核に収容された機能性物質によって提供される特有の機能のみならず、銀固有の抗菌と治癒機能を与える、銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法である。本発明のマイクロカプセルの製造方法は、香料などの機能性物質と界面活性剤入りの水を混合して乳化させた後、ここにメラミン初期縮合物などの外殻形成物質を加えて、機能性物質を球状内核に含み且つ外殻を有するマイクロカプセルを製造した後、上記カプセル外殻が硬化する前に、水溶性のスチレン無水マレイン酸ポリマーに銀ナノ粒子が分散した溶液を加えて撹拌し、上記マイクロカプセルの外殻に銀ナノ粒子を固着させる。

Description

本発明は、銀固有の機能を発揮する、銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法に関する。
さらに詳しくは、本発明は、銀粒子を超微細なナノ粒子の形で機能性マイクロカプセルの外殻にしみこませて該機能性マイクロカプセルの機能に銀固有の天然抗菌・治癒機能を付与することからなる銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法に関する。

最近は、機能性物質に関する関心が高まる中で、いろいろの分野へ幅広くマイクロカプセルを適用しようとする試みが増加しており、ナノ粒子分野の関心と重要性が日増しに高まっている趨勢である。
機能性物質中の一つである銀（Ａｇ）は、医学界では古来から天然の抗生物質として用いられてきたが、その効果も合成的に製造した人工抗生剤と対等であり、何の副作用も伴わないものと判定された。
微生物に対する銀の抵抗力についてもよく知られているが、実際、銀は公知の抗生物質の中でも最も優れた効能をもっていることが医学的に立証された。

一方、機能性マイクロカプセルは、最近、幅広い分野に用いられており、比較的単純な構造のマイクロカプセルから高機能性を有するマイクロカプセルに至るまで具体的、且つ様々な分野にその応用を広げている。
例えば、香料加工用マイクロカプセル、感熱変色マイクロカプセル、感光変色マイクロカプセル、殺虫剤を含んだマイクロカプセル及び医療用薬剤を含んだマイクロカプセルなどが製造されて広く用いられている。
最近、関心の的となっているナノ粒子の場合、その応用分野が予測できないほど様々で幅広い研究が世界的に行われており、このようなナノ粒子の応用は実生活分野で既に試みられている。実際、このようなナノ粒子を用いた各分野の応用と関連して、金属に限定された既知の一般的な機能以外にも、様々な分野で新しい機能が持続的に研究、発表されている。

ところが、既存の機能性マイクロカプセルは、製造当時に設定された機能のみを担当するようになっているので、最も広く用いられている最近の香料加工用マイクロカプセルの場合、初期製造当時に設定した香料放出機能のみを行う。
人体内の銀含量が基準（０.０００１％）以下に低下すると、病気にかかる確率が高くなることが知られている。人体の免疫力を高めるために多量の銀を体内に含有するには、土に根を下ろして生きる野菜をたくさん食べなければならない。銀から放出される数多くの銀イオン（Ａｇ^＋）は、風邪ウィルスも殺菌するだけでなく、体内に浸透して病菌を撃退させる。
また、銀は殺菌機能を有する上、電磁波や水脈波など人体に有害な波長を完璧に吸収・遮断するため、われわれは銀を周辺から容易に接する機会を提供することにより健康を増進させることができる。

最近は、香料又は薬剤含有のマイクロカプセルに関する技術が、韓国特許公開第２００１−３９２２６号及び韓国特許公開第１９９３−２３０４１号で提案されている。例えば、韓国特許公開第２００１−３９２２６号では、香料含有の繊維柔軟剤組成物を開示している。この技術は、香料を内核物質とし、ポリマーを外殻物質としたマイクロカプセルを繊維柔軟剤に０.５〜５重量％添加することにより、洗濯後に持続的に香料を発散させる技術である。
また、韓国特許公開第１９９３−２３０４１号では、内核を芳香剤、脱臭剤及び抗菌剤で充填し、外殻をポリマー物質としたマイクロカプセルを開示している。この技術で用いられる抗菌剤は、４級アンモニウム、ジフェニルエーテル類、ＤＤＶＰ、ビス（トリブチル錫）オキシド及びイミダゾール類よりなる群の中から選ばれる少なくとも一つである。
前者の技術は、香料を持続的に発散させる効果があっても、抗菌効果を発揮しないという問題点があり、後者の技術は、香料発散と抗菌効果を同時に備えたという利点はあるが、抗菌効果が持続的でなく、広範囲な抗菌力を持っていないという欠点がある。

本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、広範囲、且つ持続的な抗菌効果を有し、内核に含有される機能性物質を持続的に放出させる機能性マイクロカプセルを提供することにある。

この発明の上記及び他の目的、特徴及びその他の利点は、添付図面を参照する次の説明によって明確に理解されるだろう。
本発明に係る銀ナノ粒子を含んだ機能性マイクロカプセルの構造図である。 本発明で用いられる銀ナノ粒子の大きさを示すグラフである。

本発明では、香料、感熱色素、感光色素、蓄熱色素又は医療用薬剤より選ばれた機能性物質と界面活性剤とを水中で混合し、混合物を乳化し、生成エマルジョンにメラミン初期縮合物、ゼラチン、ウレタン又はエポキシから選ばれた少なくとも一種の外殻形成物質を加えて撹拌し、球状の内核に該機能性物質を持ち、該内核の外周に外殻を有するマイクロカプセルを形成し、該カプセル外殻が硬化する前に下記化学式１の構造を有する水溶性のスチレン無水マレイン酸ポリマーが水に３〜６重量％溶解された溶液に銀ナノ粒子を分散せしめた溶液で処理して該マイクロカプセルの外殻に該銀ナノ粒子を固着させることによって、銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法を提供する。

また、本発明では、上記銀ナノ粒子の分散した溶液を上記化学式１の構造を有する水溶性のスチレン無水マレイン酸の水溶液に硝酸銀とヒドラジンを加えることによって調製する方法を提供する。
さらに、本発明では、次亜塩素酸ナトリウム溶液を加えて未反応のヒドラジンを除去する工程を付加して銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルを製造する方法を提供する。
さらに、本発明では、ステンレス製メッシュを用いて濾過された銀ナノ粒子分散液を用いることによって銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルを製造する方法を提供する。

図１によって説明すると、本発明に係る機能性マイクロカプセル１０は内核１１と外殻１３から構成する。内核１１は、球状であり、香料、感熱色素、感光色素、蓄熱物質及び医療用薬剤の中から選択された機能性物質を含む。外殻１３は、メラミン初期縮合物、ゼラチン及びウレタン及びエポキシの中より選択されたいずれか一つから構成され、内核１１を取り囲んでいる。外殻１３は、銀ナノ粒子を含有する。
上記機能性物質は、疎水性であるので、該機能性物質は、親水性と疎水性の両性を有する界面活性剤入りの水によって乳化する必要がある。乳化した機能性物質は、疎水性の外殻形成物質とを混合することによって、該機能性物質を取り囲む外殻を形成し、さらに内核１１と外殻１３からなるマイクロカプセル１０を生成する。

カプセルの内核に位置する機能性物質は、このマイクロカプセルの使用によってカプセルの外殻が部分的に破壊されることにより徐々に放出され、カプセル外殻形成物質の強度調節によって機能性物質の徐放性が調節される。すなわち、カプセル外殻形成物質の強度が高い場合には、カプセルの外殻の破壊が徐々に起こるので、少量の機能性物質が持続的に放出され、カプセル外殻形成物質の強度が低い場合には多量の機能性物質が短時間内に放出される。

銀ナノ粒子をマイクロカプセルの外殻１3に固着するために、外殻形成物質からなる外殻１３が硬化する前に、マイクロカプセルに銀ナノ粒子分散液を加える。
固着完了状態でカプセルの外殻１３が硬化すると、銀ナノ粒子はカプセルの外殻に強く固着されて持続的に抗菌性を発揮する。使用目的と外殻形成物質の物性によっては、架橋剤又は硬化剤を加える必要な場合もあり、不要な場合もある。
上記化学式１の構造を有する水溶性のスチレン無水マレイン酸ポリマー３〜６重量％を水に溶解して界面活性剤溶液を調製した後、この溶液に硝酸銀溶液を加えて混合した後、ヒドラジンを加えて銀イオンを還元させて、銀ナノ粒子の分散液を製造する。

銀イオン自体は、抗菌性を持たないため、金属状態への還元が必要である。
本発明で還元工程に用いられるヒドラジンは高い還元性を有し、水によって容易に分解されるという特徴をもっている。還元後、不安定な物質であるヒドラジンは、水によって容易に分解されるが、人体に有害な物質なので、残存する微量のヒドラジンを除去することが必要である。残存するヒドラジンは、次亜塩素酸ナトリウム(sodium hypochlorite)によって、完全に除去される。
このような工程を経て得られる銀ナノ粒子は、１０〜３００ｎｍの粒径を有する（図２参照）。

以下、添付図面に基づいて実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。ところが、これらの実施例は、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。

銀ナノ粒子分散液の製造
上記化学式１の構造を有する水溶性の４重量％のスチレン無水マレイン酸ポリマーを水に溶解させて界面活性剤溶液を調製した。調製された界面活性剤溶液は、常温で４時間放置した後、マイクロフィルタを通過させて沈殿した凝集状態の顆粒を除去した。
上記界面活性剤溶液１００ｇと蒸留水１５０ｇを１０００ｍｌの容器に入れた後、常温で十分に混合し、その後、０.１モルの硝酸銀溶液１００ｍｌを添加した。この混合溶液に０.１モルのヒドラジン溶液２００ｍｌを徐々に混合しながら加えた後、常温で２４時間放置する。その後、残留したヒドラジンを除去するために０.１モルの次亜塩素酸ナトリウム溶液２００ｍｌを添加した。常温で、５時間混合した後、３００メッシュのステンレス製の網で濾過して、顆粒の除去された銀ナノ粒子が分散した液を調製した。

銀ナノ粒子の粒度を粒径分析器を用いて分析した。
その結果を図２に示す。
銀ナノ粒子は、１０〜３００ｎｍの粒径を有していた。

銀固着マイクロカプセルの製造
ラベンダ香料と実施例１で使用した界面活性剤溶液入りの水を１：２の割合で混合して乳化させた。ここにメラミン初期縮合物を加えて撹拌し、カプセルの外殻が形成されるようにした。カプセルの外殻が硬化する前の皮膜が軟らかい状態で、実施例１によって調製された銀ナノ粒子分散液を１５重量％加えて撹拌し、カプセルの外部に銀粒子が固着されるようにした。その後、硬化剤として薄い酢酸溶液を加え、カプセルの外殻を硬化させて銀含有マイクロカプセルを製造した。

抗菌性試験
実施例２で製造されたマイクロカプセルが水に０.５重量％含有された溶液１０００ｍｌに試験布（綿）を５０ｇ加えて、１０分間撹拌し、乾燥させ、洗濯試験機で１５回洗濯した。
抗菌性の試験結果は、表１に示す。

以上述べたように、本発明によって得られるマイクロカプセルは、カプセル内核の機能性物質が外殻の破壊によって徐々に放出されることにより機能を発揮するとともに、カプセルの外殻に固着された銀ナノ粒子によって高い抗菌活性と広範囲、且つ持続的な抗菌効果を発揮する。

Claims (4)

1. 下記工程からなることを特徴とする銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法。
   １）香料、感熱色素、感光色素、蓄熱色素又は医療用薬剤より選ばれた機能性物質と界面活性剤とを水中で混合し、混合物を乳化する、
   ２）生成エマルジョンにメラミン初期縮合物、ゼラチン、ウレタン又はエポキシから選ばれた少なくとも一種の外殻形成物質を加えて撹拌し、球状の内核に該機能性物質を持ち、該内核の外周に外殻を有するマイクロカプセルを形成する、
   ３）該カプセル外殻が硬化する前に、下記化学式１の構造を有する水溶性のスチレン無水マレイン酸ポリマーが水に３〜６重量％溶解された溶液に銀ナノ粒子を分散せしめた溶液で処理して該マイクロカプセルの外殻に該銀ナノ粒子を固着させる。
   
   
2. 上記化学式１の構造を有する水溶性のスチレン無水マレイン酸の水溶液に硝酸銀とヒドラジンを加えることによって上記銀ナノ粒子の分散した溶液を製造することを特徴とする請求項１記載の銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法。
3. さらに次亜塩素酸ナトリウム溶液を加えて未反応のヒドラジンを除去する工程を含有することを特徴とする請求項２記載の銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法。
4. ステンレス製のメッシュを用いて濾過された銀ナノ粒子分散液であることを特徴とする請求項１記載の銀ナノ粒子含有の機能性マイクロカプセルの製造方法。