JP5873714B2 - Method for producing sustained release particles - Google Patents
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Description
本発明は、徐放性粒子およびその製造方法、詳しくは、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートを徐放する徐放性粒子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to sustained release particles and a method for producing the same, and more particularly to sustained release particles for gradually releasing 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate and a method for producing the same.
近年、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートを含有する徐放性粒子が提案されている。 In recent years, sustained release particles containing 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate have been proposed.
そのような徐放性粒子の製造方法として、以下の方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a method for producing such sustained release particles, the following method has been proposed (for example, see Patent Document 1).
すなわち、特許文献1では、まず、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメート(IPBC、防かび剤)、メタクリル酸メチルなどの重合性ビニルモノマーおよびジラウロイルパーオキシド(重合開始剤)を配合して、疎水性溶液を調製するとともに、水およびポリビニルアルコール(分散剤)を配合して、水溶液を調製する。 That is, in Patent Document 1, first, a polymerizable vinyl monomer such as 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate (IPBC, antifungal agent), methyl methacrylate and dilauroyl peroxide (polymerization initiator) are blended, While preparing a hydrophobic solution, water and polyvinyl alcohol (dispersant) are mix | blended and aqueous solution is prepared.
その後、疎水性溶液および水溶液を配合して、懸濁液を調製して、その後、攪拌しながら昇温して、懸濁重合を行うことにより、IPBCを含有する徐放性粒子の懸濁液を得ている。 Thereafter, a suspension of IPBC-containing sustained-release particles is prepared by blending a hydrophobic solution and an aqueous solution to prepare a suspension, and then raising the temperature while stirring to perform suspension polymerization. Have gained.
しかし、特許文献1で提案される徐放性粒子は、懸濁重合によって得られることから、メジアン径が1μm以上と大きい。そのため、徐放性粒子が懸濁液中で沈降して、ケーキングを生じる場合がある。 However, since the sustained release particles proposed in Patent Document 1 are obtained by suspension polymerization, the median diameter is as large as 1 μm or more. Therefore, the sustained release particles may settle in the suspension and cause caking.
本発明の目的は、徐放性は元より、分散性にも優れる徐放性粒子およびその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide sustained-release particles having excellent dispersibility as well as sustained-release properties, and a method for producing the same.
本発明者らは、上記目的の徐放性粒子およびその製造方法について鋭意検討したところ、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートを疎水性の重合性ビニルモノマーで溶解することにより、疎水性溶液を調製し、水と乳化剤とを配合して乳化剤水溶液を調製し、疎水性溶液を乳化剤水溶液中に乳化させ、乳化された疎水性溶液の重合性ビニルモノマーを、重合開始剤の存在下、ミニエマルション重合することにより、徐放性は元より、分散性に優れる徐放性粒子を得ることができるという知見を見出し、さらに研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。 The present inventors diligently studied the above-mentioned sustained-release particles and the production method thereof. As a result, 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate was dissolved in a hydrophobic polymerizable vinyl monomer to obtain a hydrophobic solution. Prepare and mix water and emulsifier to prepare an aqueous emulsifier solution, emulsify the hydrophobic solution in the aqueous emulsifier solution, and then dissolve the polymerizable vinyl monomer in the emulsified hydrophobic solution in the presence of a polymerization initiator. As a result of finding out that sustained-release particles can be obtained by polymerization, sustained-release particles having excellent dispersibility can be obtained, and further studies have been made. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、
(1) 3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートを疎水性の重合性ビニルモノマーで溶解することにより、疎水性溶液を調製し、水と乳化剤とを配合して乳化剤水溶液を調製し、前記疎水性溶液を前記乳化剤水溶液中に乳化し、前記重合性ビニルモノマーを、重合開始剤の存在下、ミニエマルション重合して、平均粒子径1μm未満の重合体を生成することにより得られる徐放性粒子であり、ミニエマルション重合により得られる前記重合体は、Hansenで定義され、van Klevelen and Hoftyzer法で算出される溶解度パラメータδの双極子間力項δp,polymerが5.0〜6.0[(J/cm3)1/2]であり、前記溶解度パラメータδの水素結合力項δh,polymerが9.0〜9.9[(J/cm3)1/2]であることを特徴とする、徐放性粒子、
(2) 前記重合性ビニルモノマーは、第1モノマーを50質量%以上含有し、前記第1モノマーは、前記第1モノマーから得られる重合体を構成するモノマー単位の前記溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st monomer unit(s)が5.6〜6.0[(J/cm3)1/2]であり、前記溶解度パラメータδの水素結合力項δh,1st monomer unit(s)が9.2〜9.9[(J/cm3)1/2]である第1モノマーを50質量%以上含有することを特徴とする、前記(1)に記載の徐放性粒子、
(3) 前記第1モノマーは、メタクリル酸メチルおよび/またはエチレングリコールジメタクリレートを含有することを特徴とする、前記(2)に記載の徐放性粒子、
(4) 3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートを疎水性の重合性ビニルモノマーで溶解することにより、疎水性溶液を調製する工程、水と乳化剤とを配合して乳化剤水溶液を調製する工程、前記疎水性溶液を前記乳化剤水溶液中に乳化させる工程、および、乳化された前記疎水性溶液の前記重合性ビニルモノマーを、重合開始剤の存在下、ミニエマルション重合して、平均粒子径1μm未満の重合体を生成する工程を備える、徐放性粒子の製造方法であり、ミニエマルション重合により得られる前記重合体は、Hansenで定義され、van Klevelen and Hoftyzer法で算出される溶解度パラメータδの双極子間力項δp,polymerが5.0〜6.0[(J/cm3)1/2]であり、前記溶解度パラメータδの水素結合力項δh,polymerが9.0〜9.9[(J/cm3)1/2]であることを特徴とする、徐放性粒子の製造方法
である。
That is, the present invention
(1) A hydrophobic solution is prepared by dissolving 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate with a hydrophobic polymerizable vinyl monomer, and an aqueous emulsifier solution is prepared by blending water and an emulsifier. The sustained-release particles obtained by emulsifying the solution in the aqueous emulsifier solution and miniemulsion polymerization of the polymerizable vinyl monomer in the presence of a polymerization initiator to produce a polymer having an average particle size of less than 1 μm. The polymer obtained by miniemulsion polymerization is defined by Hansen, and the dipole force term δ p, polymer of the solubility parameter δ calculated by the van Klevelen and Hoftyzer method is 5.0 to 6.0 [( J / cm 3) 1/2], wherein the solubility parameter hydrogen bonding term of [delta] [delta] h, Polymer is from 9.0 to 9.9 [ Characterized in that J / cm 3) 1/2] is, the controlled release particles,
(2) The polymerizable vinyl monomer contains 50% by mass or more of the first monomer, and the first monomer is between dipoles of the solubility parameter δ of the monomer unit constituting the polymer obtained from the first monomer. The force term δ p, 1st monomer unit (s) is 5.6 to 6.0 [(J / cm 3 ) 1/2 ], and the hydrogen bonding force term δ h, 1 st monomer unit (s ) of the solubility parameter δ ) Containing 50 mass% or more of the first monomer of 9.2 to 9.9 [(J / cm 3 ) 1/2 ], the sustained release particles according to (1) above,
(3) The sustained-release particles according to (2), wherein the first monomer contains methyl methacrylate and / or ethylene glycol dimethacrylate,
(4) A step of preparing a hydrophobic solution by dissolving 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate with a hydrophobic polymerizable vinyl monomer, a step of preparing an aqueous emulsifier solution by blending water and an emulsifier, Emulsifying a hydrophobic solution in the aqueous emulsifier solution, and subjecting the polymerizable vinyl monomer of the emulsified hydrophobic solution to miniemulsion polymerization in the presence of a polymerization initiator to produce a polymer having an average particle size of less than 1 μm. A method for producing sustained-release particles, comprising a step of forming a coalescence, wherein the polymer obtained by miniemulsion polymerization is defined by Hansen and has a solubility parameter δ calculated by the van Klevelen and Hoftyzer method. force term [delta] p, Polymer is 5.0~6.0 [(J / cm 3) 1/2], wherein the solubility parameter Wherein the hydrogen bonding term [delta] h, Polymer of over data [delta] is 9.0~9.9 [(J / cm 3) 1/2], a method for producing controlled release particles.
本発明の徐放性粒子の製造方法は、乳化された疎水性溶液の重合性ビニルモノマーを、重合開始剤の存在下、ミニエマルション重合して、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートを含有する平均粒子径1μm未満の重合体を生成することにより、本発明の徐放性粒子を得るので、徐放性粒子は、分散性に優れる。 The method for producing sustained-release particles of the present invention comprises 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate by subjecting a polymerizable vinyl monomer in an emulsified hydrophobic solution to miniemulsion polymerization in the presence of a polymerization initiator. Since the sustained release particles of the present invention are obtained by producing a polymer having an average particle diameter of less than 1 μm, the sustained release particles are excellent in dispersibility.
さらに、本発明の徐放性粒子では、重合体は、Hansenで定義され、van Klevelen and Hoftyzer法で算出される溶解度パラメータδの双極子間力項δp,polymerが5.0〜6.0[(J/cm3)1/2]に、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,polymerが9.0〜9.9[(J/cm3)1/2]に設定されるので、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートとの相溶性がより一層顕著に優れている。その結果、重合体において、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートが均一に存在するように、重合体が3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートを含有する。 Furthermore, in the sustained-release particles of the present invention, the polymer is defined by Hansen, and the dipole force term δ p, polymer of the solubility parameter δ calculated by the van Klevelen and Hoftyzer method is 5.0 to 6.0. In [(J / cm 3 ) 1/2 ], the hydrogen bonding force term δ h, polymer of the solubility parameter δ is set to 9.0-9.9 [(J / cm 3 ) 1/2 ]. The compatibility with 3-iodo-2-propynyl butyl carbamate is even more outstanding. As a result, the polymer contains 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate so that 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate is uniformly present in the polymer.
そのため、本発明の徐放性粒子は、優れた徐放性と、優れた分散性とを有する徐放性粒子として、種々の工業製品に用いることができる。 Therefore, the sustained release particles of the present invention can be used in various industrial products as sustained release particles having excellent sustained release properties and excellent dispersibility.
また、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートがミニエマルション重合におけるハイドロホーブを兼用することができるので、別途、ハイドロホーブを配合することなく、簡易に、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートを含有する平均粒子径1μm未満の重合体を生成することができる。 In addition, since 3-iodo-2-propynyl butyl carbamate can also be used as a hydrophobe in miniemulsion polymerization, it contains 3-iodo-2-propynyl butyl carbamate easily without any additional hydrophobe. A polymer having an average particle diameter of less than 1 μm can be produced.
本発明の徐放性粒子は、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメート(以下、単にIPBCという場合がある。)を疎水性の重合性ビニルモノマーで溶解することにより、疎水性溶液を調製し、別途、水と乳化剤とを配合して乳化剤水溶液を調製し、続いて、疎水性溶液を乳化剤水溶液中に乳化し、その後、重合性ビニルモノマーを、重合開始剤の存在下、ミニエマルション重合して、IPBCを含有する重合体を生成することにより得られる。 The sustained-release particles of the present invention are prepared by dissolving 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate (hereinafter sometimes simply referred to as IPBC) with a hydrophobic polymerizable vinyl monomer to prepare a hydrophobic solution, Separately, water and an emulsifier are blended to prepare an emulsifier aqueous solution, followed by emulsifying the hydrophobic solution in the emulsifier aqueous solution, and then polymerizing the polymerizable vinyl monomer in the presence of a polymerization initiator by miniemulsion polymerization. It is obtained by producing a polymer containing IPBC.
IPBCは、ヨウ素系の抗生物活性化合物(例えば、防かび剤)である。 IPBC is an iodine-based antibiotic compound (for example, fungicides).
IPBCは、ミニエマルション重合におけるハイドロホーブ(コスタビライザー)として作用し、具体的には、ミニエマルション重合におけるミニエマルション(後述)の安定化に寄与することにより、オストワルド熟成を防止して、ミニエマルション粒子の肥大化(粒子径の増大)を抑制する。 IPBC acts as a hydrophobe (costabilizer) in miniemulsion polymerization, specifically, by preventing the Ostwald ripening by contributing to stabilization of the miniemulsion (described later) in miniemulsion polymerization, miniemulsion particles Suppresses the enlargement of particles (increase in particle diameter).
IPBCは、実質的に疎水性であって、例えば、水に対する室温(20〜30℃、より具体的には、25℃)における溶解度が極めて小さく、具体的には、室温の溶解度が、質量基準で、0.015質量部/水100質量部(150ppm)である。 IPBC is substantially hydrophobic and has, for example, extremely low solubility in water at room temperature (20 to 30 ° C., more specifically 25 ° C.). Specifically, the solubility at room temperature is based on mass. And 0.015 parts by mass / 100 parts by mass of water (150 ppm).
また、IPBCは、Klevelen and Hoftyzer法で算出される溶解度パラメータδの双極子間力項δp,IPBCが、3.23であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,IPBCが、7.83である。 The IPBC has a dipole force term δ p, IPBC of the solubility parameter δ calculated by the Klevelen and Hoftyzer method is 3.23, and the hydrogen bond strength term δ h, IPBC of the solubility parameter δ is 7. 83.
なお、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,IPBCおよび水素結合力項δh,IPBCは、Hansenで定義され、van Klevelen and Hoftyzer法で算出され、具体的には、特開2011−79816号公報に詳述されている。 Incidentally, polar term [delta] p, IPBC and hydrogen bonding term [delta] h, IPBC solubility parameter [delta] is defined in Hansen, calculated in van Klevelen and Hoftyzer method, specifically, JP 2011-79816 Detailed in this publication.
なお、各項δ(δpおよびδh)の添字IPBCは、IPBCを示し、後述する重合体、第1モノマーのモノマー単位(モノマーユニット)および第2モノマーのモノマー単位(モノマーユニット)についても、同様である。 The subscript IPBC of each term δ (δ p and δ h ) indicates IPBC, and the polymer, the monomer unit (monomer unit) of the first monomer, and the monomer unit (monomer unit) of the second monomer, which will be described later, It is the same.
重合性ビニルモノマーは、例えば、重合性の炭素−炭素二重結合を少なくとも1つ分子内に有する重合性モノマーであって、重合により得られる重合体の双極子間力項δp,polymerおよび水素結合力項δh,polymerが所望の範囲となるように選択される。 The polymerizable vinyl monomer is, for example, a polymerizable monomer having at least one polymerizable carbon-carbon double bond in the molecule, and a dipole force term δ p, polymer and hydrogen of the polymer obtained by polymerization. The binding force term δ h, polymer is selected to be in a desired range.
重合性ビニルモノマーとしては、例えば、第1モノマーが挙げられる。 Examples of the polymerizable vinyl monomer include a first monomer.
第1モノマーは、それから得られる重合体を構成するモノマー単位(後述)の溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st monomer unit(s)が、例えば、5.6〜6.0[(J/cm3)1/2]、好ましくは、5.7〜6.0[(J/cm3)1/2]であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,1st monomer unit(s)が、例えば、9.2〜9.9[(J/cm3)1/2]、好ましくは、9.2〜9.8[(J/cm3)1/2]である。 The first monomer has a dipole force term δ p, 1st monomer unit (s) of a solubility parameter δ of a monomer unit (described later) constituting the polymer obtained therefrom, for example, 5.6 to 6.0 [( J / cm 3 ) 1/2 ], preferably 5.7 to 6.0 [(J / cm 3 ) 1/2 ], and the hydrogen bonding force term δ h, 1 st monomer unit (s ) Is, for example, 9.2 to 9.9 [(J / cm 3 ) 1/2 ], preferably 9.2 to 9.8 [(J / cm 3 ) 1/2 ].
なお、第1モノマーから得られる重合体を構成するモノマー単位の溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st monomer unit(s)および水素結合力項δh,1st monomer unit(s)を、以下、単に「第1モノマーに基づくモノマー単位の双極子間力項δp,1st monomer unit(s)および水素結合力項δh,1st monomer unit(s)」とそれぞれいう場合がある。第1モノマーに基づくモノマー単位については、後述する。 It should be noted that the dipole force term δ p, 1st monomer unit (s) and hydrogen bond term δ h, 1st monomer unit (s) of the solubility parameter δ of the monomer unit constituting the polymer obtained from the first monomer, Hereinafter, they may be simply referred to as “a dipole force term δ p, 1st monomer unit (s) and a hydrogen bond force term δ h, 1st monomer unit (s) ” of the monomer unit based on the first monomer ”. The monomer unit based on the first monomer will be described later.
第1モノマーは、重合性ビニルモノマーに主成分として含有される主モノマーであり、例えば、得られる重合体のIPBCに対する相溶性が高くなるように選択される相溶性モノマーが挙げられる。第1モノマーとして、具体的には、メタクリル酸メチル(MMA)、エチレングリコールジメタクレート(EGDMA)などが挙げられ、さらに好ましくは、MMAが挙げられる。 A 1st monomer is a main monomer contained as a main component in a polymerizable vinyl monomer, for example, the compatible monomer selected so that the compatibility with respect to IPBC of the polymer obtained may become high. Specific examples of the first monomer include methyl methacrylate (MMA), ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), and more preferably MMA.
具体的には、第1モノマーは、好ましくは、少なくともMMAを必須成分として含有する。 Specifically, the first monomer preferably contains at least MMA as an essential component.
第1モノマーは、単独使用または2種以上併用することができる。好ましくは、MMAの単独使用、MMAおよびEGDMAの併用が挙げられ、さらに好ましくは、MMAの単独使用が挙げられる。 The first monomer can be used alone or in combination of two or more. Preferably, MMA is used alone, or MMA and EGDMA are used in combination, and more preferably, MMA is used alone.
第1モノマーとしてMMAおよびEGDMAのみが併用されて使用される場合におけるMMAの配合割合は、第1モノマーに対して、例えば、50質量%以上、好ましくは、60質量%以上、さらに好ましくは、70質量%以上、さらには、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、98質量%以上が好ましく、また、100質量%未満でもある。また、第1モノマーとしてMMAおよびEGDMAのみが併用されて使用される場合におけるEGDMAの配合割合は、第1モノマーに対して、例えば、50質量%以下、好ましくは、40質量%以下、さらに好ましくは、30質量%以下、さらには、20質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、2質量%以下が好ましく、また、0質量%超でもある。 When only MMA and EGDMA are used in combination as the first monomer, the blending ratio of MMA is, for example, 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass with respect to the first monomer. It is preferably at least 80% by mass, more preferably at least 80% by mass, at least 90% by mass, at least 95% by mass, at least 98% by mass, and it is also less than 100% by mass. Further, when only MMA and EGDMA are used in combination as the first monomer, the blending ratio of EGDMA is, for example, 50% by mass or less, preferably 40% by mass or less, more preferably, with respect to the first monomer. 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, 10% by mass or less, 5% by mass or less, and 2% by mass or less, and more than 0% by mass.
ミニエマルション粒子の表面積(界面面積)のミニエマルション粒子体積に対する比(表面積/体積)は、平均粒子径に反比例し、かつ、ミニエマルション粒子の平均粒子径が1μm未満(後述)であることから、IPBCは水相へ漏出し易くなる傾向にある。特に、IPBCに重合体が相溶状態であっても、得られる重合体の架橋などにより単位体積における重合体密度が高い場合には、重合体に対してIPBCが相溶する量(割合)が低下し、ミニエマルション重合中、重合後の冷却中、あるいは、冷却後数日以内にIPBCの結晶が一部析出する場合がある。 The ratio (surface area / volume) of the surface area (interface area) of the miniemulsion particles to the miniemulsion particle volume is inversely proportional to the average particle diameter, and the average particle diameter of the miniemulsion particles is less than 1 μm (described later). IPBC tends to leak into the aqueous phase. In particular, even when the polymer is in a compatible state with IPBC, when the polymer density in a unit volume is high due to crosslinking of the resulting polymer, the amount (ratio) with which IPBC is compatible with the polymer is In some cases, IPBC crystals partially precipitate during miniemulsion polymerization, during cooling after polymerization, or within several days after cooling.
しかしながら、第1モノマーとしてMMAおよびEGDMAのみが併用して使用される場合、MMAの配合割合が上記した下限以上であれば、架橋密度が低いので、重合体に対してIPBCが相溶する量(割合)が十分となる。そのため、上記した相溶性する量の低下を有効に防止して、IPBCの析出を有効に防止することができる。 However, when only MMA and EGDMA are used in combination as the first monomer, the crosslink density is low if the blending ratio of MMA is equal to or more than the lower limit described above, so that the amount of IPBC compatible with the polymer ( Ratio) is sufficient. Therefore, it is possible to effectively prevent the above-described decrease in the compatible amount and effectively prevent the precipitation of IPBC.
次に、第1モノマーに基づくモノマー単位の双極子間力項δp,1st monomer unit(s)および水素結合力項δh,1st monomer unit(s)について、第1モノマーとしてMMAが単独使用される場合、および、第1モノマーとしてMMAおよびEGDMAのみが併用されて使用される場合を例示にとってそれぞれ説明する。 Next, for the monomer unit dipole force term δ p, 1st monomer unit (s) and hydrogen bond strength term δ h, 1st monomer unit (s) based on the first monomer, MMA is used alone as the first monomer. And MMA and EGDMA are used as the first monomer in combination.
1.双極子間力項δpおよび水素結合力項δhの定義
双極子間力項δpおよび水素結合力項δhの定義は、特開2011−79816号公報に記載の通りであり、具体的には、下記式(1)および(2)でそれぞれ示される。
1. Definition of Dipole Force Term δ p and Hydrogen Bond Force Term δ h Definitions of dipole force term δ p and hydrogen bond force term δ h are as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-79816. Are represented by the following formulas (1) and (2), respectively.
(式中、Fpは、分子間力の双極子間力要素(ポーラー・コンポーネント・オブ・ザ・モーラー・アトラクション・ファンクション(polar component of the molar attraction function)、Vはモル体積である。) (In the formula, F p is a dipole force element of intermolecular force (polar component of the molar attraction function), and V is a molar volume.)
(式中、Ehは、分子間力の水素結合力の要素(コントリビューション・オブ・ザ・ハイドロジェン・ボンディング・フォーセズ・ツー・ザ・コーヘシヴ・エナジー(contribution of the hydrogen bonding forces to the cohesive energy)、Vはモル体積である。)
2.第1モノマーとしてMMAが単独使用される場合
(1)ポリメタクリル酸メチル(PMMA)の構造式
MMAの重合体であるPMMAは、下記式(3)で表される。
(Where E h is an element of hydrogen bonding force of intermolecular force (contribution of the hydrogen bonding to the cohesive energy). energy), V is the molar volume.)
2. When MMA is used alone as the first monomer (1) Structural formula of polymethyl methacrylate (PMMA) PMMA which is a polymer of MMA is represented by the following formula (3).
(式中、nは、重合度を示す。)
(2)双極子間力項δp,monomer unit (=双極子間力項δp,MMA unit)
上記式(3)のモノマー単位(−CH2−C(CH3)COOCH3−)において、各原子団に対応するFpおよびVを以下に記載する。
−CH3 Fp:0(J1/2・cm3/2・mol−1)
V:33.5(cm3・mol)
−CH2− Fp:0(J1/2・cm3/2・mol−1)
V:16.1(cm3・mol)
>C< Fp:0(J1/2・cm3/2・mol−1)
V:−19.2(cm3・mol)
−COO− Fp:490(J1/2・cm3/2・mol−1)
V:18(cm3・mol)
従って、モノマー単位の双極子間力項δp,monomer unit(双極子間力項δp,MMA unit)は、下記式(4)に示すように、5.98[(J/cm3)1/2]と算出される。
(In the formula, n represents the degree of polymerization.)
(2) Dipole force term δ p, monomer unit (= dipole force term δ p, MMA unit )
In the monomer unit (—CH 2 —C (CH 3 ) COOCH 3 —) of the above formula (3), F p and V corresponding to each atomic group are described below.
-CH 3 F p: 0 (J 1/2 · cm 3/2 · mol -1)
V: 33.5 (cm 3 · mol)
-CH 2 - F p: 0 ( J 1/2 · cm 3/2 · mol -1)
V: 16.1 (cm 3 · mol)
> C <F p : 0 (J 1/2 · cm 3/2 · mol -1 )
V: -19.2 (cm 3 · mol)
-COO- F p: 490 (J 1/2 · cm 3/2 · mol -1)
V: 18 (cm 3 · mol)
Accordingly, the dipole force term δ p, monomer unit (dipole force term δ p, MMA unit ) of the monomer unit is 5.98 [(J / cm 3 ) 1 as shown in the following formula (4). / 2 ].
なお、上記したモノマー単位の双極子間力項δp,MMA unitは、モノマー単位の繰り返し構造であるポリメタクリル酸メチルの双極子間力項δp,PMMAと同値である。
(3)水素結合力項δh,monomer unit(水素結合力項δh,MMA unit)
上記式(3)のモノマー単位(−CH2−C(CH3)COOCH3−)において、各原子団に対応するEhを以下に記載する。
−CH3 Eh:0(J・mol−1)
−CH2− Eh:0(J・mol−1)
>C< Eh:0(J・mol−1)
−COO− Eh:7000(J・mol−1)
従って、モノマー単位の水素結合力項δh,monomer unit(水素結合力項δh,MMA unit)は、下記式(5)に示すように、9.25[(J/cm3)1/2]と算出される。
The above-mentioned dipole force term δ p, MMA unit of the monomer unit is equivalent to the dipole force term δ p, PMMA of polymethyl methacrylate which is a repeating structure of the monomer unit.
(3) Hydrogen bond strength term δ h, monomer unit (hydrogen bond strength term δ h, MMA unit )
In the monomer unit (—CH 2 —C (CH 3 ) COOCH 3 —) of the above formula (3), E h corresponding to each atomic group is described below.
—CH 3 E h : 0 (J · mol −1 )
—CH 2 —E h : 0 (J · mol −1 )
> C <E h : 0 (J · mol -1 )
—COO—E h : 7000 (J · mol −1 )
Therefore, the hydrogen bond strength term δ h, monomer unit (hydrogen bond strength term δ h, MMA unit ) of the monomer unit is 9.25 [(J / cm 3 ) 1/2 as shown in the following formula (5). ] Is calculated.
上記したモノマー単位の水素結合力項δh,MMA unitは、モノマー単位の繰り返し構造であるPMMAの水素結合力項δh,PMMAと同値である。 The above hydrogen bond strength term δ h, MMA unit of the monomer unit is equivalent to the hydrogen bond strength term δ h, PMMA of the PMMA which is the repeating structure of the monomer unit.
3.第1モノマーとしてMMAおよびEGDMAのみが併用されて使用される場合
第1モノマーが複数種類のモノマーが併用されて使用される場合には、各モノマーに基づくモノマー単位の双極子間力項δp,1st monomer unitに、各モノマーの質量比を乗じて、それらを足し合わせること(相加平均)により、第1モノマー全体から得られる共重合体を構成するモノマー単位の双極子間力項δp,1st monomer unitsを算出する。
3. When only MMA and EGDMA are used in combination as the first monomer When the first monomer is used in combination with a plurality of types of monomers, the dipole force term δ p, of monomer units based on each monomer Multiplying the first monomer unit by the mass ratio of each monomer and adding them together (arithmetic mean), the dipole force term δ p, of the monomer units constituting the copolymer obtained from the entire first monomer Calculate 1st monomer units .
また、各モノマーに基づくモノマー単位の水素結合力項δh,1st monomer unitに、モノマーの質量比を乗じて、それらを足し合わせること(相加平均)により、第1モノマー全体から得られる共重合体を構成するモノマー単位の水素結合力項δh,monomer unitsを算出する。 In addition, by multiplying the hydrogen bonding force term δ h, 1st monomer unit of the monomer unit based on each monomer by the mass ratio of the monomers and adding them together (arithmetic mean), the copolymer weight obtained from the entire first monomer The hydrogen bond strength term δ h, monomer units of the monomer unit constituting the coalescence is calculated.
次に、共重合体の一例として、MMAおよびEGDMAを、質量比で94:6で含む第1モノマーの共重合体であるポリ(メタクリル酸メチル−エチレングリコールジメタクリレート)(P(MMA−EGDMA))を挙げて、モノマー単位の溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st monomer unitsおよび水素結合力項δh,1st monomer unitsを算出する方法を説明する。
(1)双極子間力項δp,1st monomer units
MMAのモノマー単位の双極子間力項δp,MMA unitは、上記で算出したように、5.98[(J/cm3)1/2]である。
Next, as an example of a copolymer, poly (methyl methacrylate-ethylene glycol dimethacrylate) (P (MMA-EGDMA)), which is a copolymer of a first monomer containing MMA and EGDMA at a mass ratio of 94: 6 ) And a method for calculating the dipole force term δ p, 1st monomer units and the hydrogen bond force term δ h, 1st monomer units of the solubility parameter δ of the monomer unit will be described.
(1) Force term between dipoles δ p, 1st monomer units
The dipole force term δ p, MMA unit of the monomer unit of MMA is 5.98 [(J / cm 3 ) 1/2 ] as calculated above.
また、EGDMAのモノマー単位の双極子間力項δp,EDGMA unitは、上記と同様に算出することにより、5.37[(J/cm3)1/2]である。 Further, the dipole force term δ p, EDGMA unit of the monomer unit of EGDMA is 5.37 [(J / cm 3 ) 1/2 ] by calculation in the same manner as described above.
そして、これら第1モノマーに基づくモノマー単位の双極子間力項δp,1st monomer unitsは、下記式(6)のように算出される。
δp,1st monomer units=(94/100)δp、MMA unit+(6/100)δp、EGDMA unit
=(94/100)×5.98+(6/100)×5.37
=5.95[(J/cm3)1/2] (6)
なお、この値は、ポリ(メタクリル酸メチル−エチレングリコールジメタクリレート)の双極子間力項δp,P(MMA−EGDMA)と同値である。
(2)水素結合力項δh,1st monomer units
MMAのモノマー単位の水素結合力項δh,MMA unitは、9.25[(J/cm3)1/2]である。
Then, the dipole force term δ p, 1st monomer units of the monomer unit based on these first monomers is calculated as in the following formula (6).
δ p, 1st monomer units = (94/100) δ p, MMA unit + (6/100) δ p, EGDMA unit
= (94/100) x 5.98 + (6/100) x 5.37
= 5.95 [(J / cm 3 ) 1/2 ] (6)
This value is equivalent to the dipole force term δ p, P (MMA-EGDMA) of poly (methyl methacrylate-ethylene glycol dimethacrylate).
(2) Hydrogen bond strength term δ h, 1st monomer units
The hydrogen bond term δ h, MMA unit of the monomer unit of MMA is 9.25 [(J / cm 3 ) 1/2 ].
また、EGDMAのモノマー単位の水素結合力項δh,EGDMAは、10.42[(J/cm3)1/2]である。 Further, the hydrogen bond term δ h , EGDMA of the monomer unit of EGDMA is 10.42 [(J / cm 3 ) 1/2 ].
そして、この第1モノマーの水素結合力項δh,1st monomer unitsは、下記式(7)のように算出される。
δh,1st monomer units=(94/100)δh,1st monomer unit+(6/100)δh,EGDMA unit
=(94/100)×9.25+(6/100)×10.42
=9.32[(J/cm3)1/2] (7)
なお、この値は、共重合体であるポリメタクリル酸メチル−エチレングリコールジメタクリレートの水素結合力項δh,PMMA−EGDMAと同値である。
Then, the hydrogen bonding force term δ h, 1st monomer units of the first monomer is calculated as in the following formula (7).
δh, 1st monomer units = (94/100) δh, 1st monomer units + (6/100) δh, EGDMA units
= (94/100) x 9.25 + (6/100) x 10.42
= 9.32 [(J / cm 3 ) 1/2 ] (7)
This value is the same as the hydrogen bond term δh, PMMA-EGDMA of polymethyl methacrylate-ethylene glycol dimethacrylate, which is a copolymer.
なお、第1モノマーに基づくモノマー単位の双極子間力項δp,1st monomer unit(s)および水素結合力項δh,1st monomer unit(s)の算出方法は、特開2011−79816号公報に詳述されている。 In addition, the calculation method of the dipole force term δ p, 1st monomer unit (s) and the hydrogen bond force term δ h, 1st monomer unit (s) of the monomer unit based on the first monomer is disclosed in JP 2011-79816 A. Is described in detail.
上記から、第1モノマーの溶解度パラメータδ(双極子間力項δp,2nd monomer unitsおよび水素結合力項δh,2nd monomer units)は、異なる種類が併用される場合には、第1モノマー全体(つまり、異なる種類の混合物)として算出される値である。 From the above, the solubility parameter δ (dipole force term δ p, 2nd monomer units and hydrogen bond strength term δ h, 2nd monomer units ) of the first monomer is different from that of the first monomer when different types are used in combination. (That is, a value calculated as a mixture of different types).
そして、第1モノマーの配合割合は、重合性ビニルモノマーに対して、例えば、50質量%以上、好ましくは、70質量%以上、さらに好ましくは、75質量%以上、とりわけ好ましくは、80質量%以上、さらには、85質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、98質量%以上が好ましく、また、100質量部%以下でもある。 The blending ratio of the first monomer is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more with respect to the polymerizable vinyl monomer. Furthermore, 85 mass% or more, 90 mass% or more, 95 mass% or more, 98 mass% or more is preferable, and it is also 100 mass parts or less.
また、重合性ビニルモノマーは、第2モノマーを含有することもできる。 Moreover, the polymerizable vinyl monomer can also contain a second monomer.
第2モノマーは、第1モノマーとともに併用され、重合性ビニルモノマーに任意的に含有される副モノマーであり、具体的には、第1モノマーと共重合可能であり、第1モノマーとの共重合体の双極子間力項δp,polymerおよび水素結合力項δh,polymerが所望の範囲となるように選択される。 The second monomer is a secondary monomer that is used together with the first monomer and is optionally contained in the polymerizable vinyl monomer. Specifically, the second monomer is copolymerizable with the first monomer, and is co-polymerized with the first monomer. The combined dipole force term δ p, polymer and the hydrogen bond force term δ h, polymer are selected to be in the desired ranges.
第2モノマーとしては、例えば、MMAを除く(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、(メタ)アクリル酸系モノマー、芳香族系ビニルモノマー、ビニルエステル系モノマー、マレイン酸エステル系モノマー、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、窒素含有ビニルモノマー、EGDMAを除く架橋性モノマーなどが挙げられる。 Examples of the second monomer include (meth) acrylic acid ester monomers excluding MMA, (meth) acrylic acid monomers, aromatic vinyl monomers, vinyl ester monomers, maleic acid ester monomers, vinyl halides, halogens And vinylidene chloride, nitrogen-containing vinyl monomers, and crosslinkable monomers other than EGDMA.
第2モノマーを重合性ビニルモノマーに配合することにより、第1モノマーとの共重合によって生成する共重合体のガラス転移温度を低下させる場合には、そのような共重合体は、架橋密度を、第1モノマーの単独重合によって生成する単独重合体に比べて、高めることが可能である。すなわち、第1モノマーおよび第2モノマーが併用されて使用され、かつ、第1モノマーのMMAおよびEGDMAが併用されて使用される場合におけるEGDMAの配合割合は、重合性ビニルモノマーに対して、例えば、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上、さらに好ましくは、20質量%以上、とりわけ好ましくは、30質量%以上であり、また、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下、さらに好ましくは、40質量%以下でもある。 In the case where the glass transition temperature of the copolymer produced by copolymerization with the first monomer is lowered by blending the second monomer with the polymerizable vinyl monomer, such a copolymer has a crosslinking density, Compared to a homopolymer produced by homopolymerization of the first monomer, it can be increased. That is, when the first monomer and the second monomer are used in combination, and the MMA and EGDMA of the first monomer are used in combination, the blending ratio of EGDMA with respect to the polymerizable vinyl monomer is, for example, 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, particularly preferably 30% by mass or more, and for example, 60% by mass or less, preferably 50% by mass or less, More preferably, it is 40 mass% or less.
また、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーも、上記した第1モノマーとの共重合体がIPBCに対する相溶性が比較的高いことから、相溶性モノマーとされる。 The (meth) acrylic acid ester monomer is also a compatible monomer because the copolymer with the first monomer described above has a relatively high compatibility with IPBC.
(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、例えば、メタクリル酸エステル(MMAを除く)および/アクリル酸エステルであって、具体的には、アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸iso−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸iso−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどのアルキル部分の炭素数1〜20の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(MMAを除く)や、例えば、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチルなどの(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルなどが挙げられる。好ましくは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(MMAを除く)が挙げられる。 Examples of (meth) acrylic acid ester monomers include methacrylic acid esters (excluding MMA) and / or acrylic acid esters, specifically, methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Alkyl such as n-propyl acid, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 20 carbon atoms (excluding MMA) or (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester such as 2-methoxyethyl (meth) acrylic acid, for example, (meth) acrylic And hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl acid . Preferably, (meth) acrylic acid alkyl ester (except MMA) is mentioned.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、さらに好ましくは、炭素数2以上のアルキル部分を有するアクリル酸アルキルエステル、とりわけ好ましくは、アクリル酸エチル、また、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸iso−プロピルなどのアクリル酸プロピル、さらには、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸iso−ブチル、アクリル酸tert−ブチルなどのアクリル酸ブチルなどが挙げられる。また、メタクリル酸アルキルエステルとして、さらに好ましくは、炭素数4以上のアルキル部分を有するメタクリル酸アルキルエステル、とりわけ好ましくは、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸iso−ブチル、メタクリル酸tert−ブチルなどのメタクリル酸ブチルが挙げられる。 As the (meth) acrylic acid alkyl ester, more preferably, an acrylic acid alkyl ester having an alkyl moiety having 2 or more carbon atoms, particularly preferably ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, etc. Examples thereof include propyl acrylate, and butyl acrylate such as n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, and the like. Further, as the methacrylic acid alkyl ester, more preferably, a methacrylic acid alkyl ester having an alkyl moiety having 4 or more carbon atoms, particularly preferably methacrylic acid such as n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, and tert-butyl methacrylate. Examples include butyl acid.
(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、例えば、メタクリル酸、アクリル酸などが挙げられる。(メタ)アクリル酸系モノマーは、第1モノマーとの共重合体により形成する乳濁液のコロイド安定性を高める働きがあり、この効果を得るために必要により配合される。 Examples of (meth) acrylic acid monomers include methacrylic acid and acrylic acid. The (meth) acrylic acid monomer has a function of enhancing the colloidal stability of the emulsion formed by the copolymer with the first monomer, and is blended as necessary to obtain this effect.
芳香族系ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。 Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, and α-methylstyrene.
ビニルエステル系モノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどが挙げられる。 Examples of vinyl ester monomers include vinyl acetate and vinyl propionate.
マレイン酸エステル系モノマーとしては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of maleate monomers include dimethyl maleate, diethyl maleate, and dibutyl maleate.
ハロゲン化ビニルとしては、例えば、塩化ビニル、フッ化ビニルなどが挙げられる。 Examples of the vinyl halide include vinyl chloride and vinyl fluoride.
ハロゲン化ビニリデンとしては、例えば、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどが挙げられる。 Examples of the vinylidene halide include vinylidene chloride and vinylidene fluoride.
窒素含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロニトリル、N−フェニルマレイミド、ビニルピリジンなどが挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing vinyl monomer include (meth) acrylonitrile, N-phenylmaleimide, vinylpyridine, and the like.
架橋性モノマー(EGDMAを除く)としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのモノまたはポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(EGDMAを除く)、例えば、1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレートなどのアルカンジオールジ(メタ)アクリレート、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどのアルカンポリオールポリ(メタ)アクリレート、例えば、アリル(メタ)メタクリレート、トリアリル(イソ)シアヌレートなどのアリル系モノマー、例えば、ジビニルベンゼンなどのジビニル系モノマーなどが挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer (excluding EGDMA) include mono- or polyethylene glycol di (meth) acrylate (excluding EGDMA) such as ethylene glycol diacrylate and diethylene glycol di (meth) acrylate, such as 1,3-propanediol diene. Alkanediol di (meth) acrylates such as (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,5-pentanediol di (meth) acrylate, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, penta Alkane polyol poly (meth) acrylates such as erythritol tetra (meth) acrylate, for example, allyl monomers such as allyl (meth) methacrylate, triallyl (iso) cyanurate, such as divinyl vinyl Such as divinyl monomers such as Zen and the like.
重合性ビニルモノマーとして、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーが挙げられる。 The polymerizable vinyl monomer is preferably a (meth) acrylic acid ester monomer.
第2モノマーは、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd monomer unit(s)が、例えば、3.0〜6.0[(J/cm3)1/2]、好ましくは、3.5〜6.0[(J/cm3)1/2]であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd monomer unit(s)が、例えば、7.0〜10.0[(J/cm3)1/2]、好ましくは、7.2〜9.5[(J/cm3)1/2]である。 The second monomer has a dipole force term δ p, 2nd monomer unit (s) having a solubility parameter δ of, for example, 3.0 to 6.0 [(J / cm 3 ) 1/2 ], preferably 3 5 to 6.0 [(J / cm 3 ) 1/2 ], and the hydrogen bonding term δ h, 2nd monomer unit (s) of the solubility parameter δ is, for example, 7.0 to 10.0 [( J / cm 3 ) 1/2 ], preferably 7.2 to 9.5 [(J / cm 3 ) 1/2 ].
なお、第2モノマーの溶解度パラメータδ(双極子間力項δp,2nd monomer unitsおよび水素結合力項δh,2nd monomer units)は、異なる種類が併用される場合には、第2モノマー全体(つまり、異なる種類の混合物)として算出される値である。そのような算出方法は、上記した第1モノマー全体と同様である。 It should be noted that the solubility parameter δ of the second monomer (dipole force term δ p, 2nd monomer units and hydrogen bond force term δ h, 2nd monomer units ) is different from the second monomer as a whole ( That is, it is a value calculated as a mixture of different types). Such a calculation method is the same as that for the entire first monomer.
第2モノマーの配合割合は、重合体の溶解度パラメータδ(双極子間力項δp,polymerおよび水素結合力項δh,polymer)が、第1モノマーの溶解度パラメータδ、その配合割合、第2モノマーの溶解度パラメータδおよびその配合割合から算出される(特開2011−79816号公報参照)ことから、適宜設定され、具体的には、重合性ビニルモノマーに対して、例えば、50質量%以下、好ましくは、40質量%以下、さらに好ましくは、38質量%以下、さらには、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、2質量%以下が好ましく、また、0質量%を超過する。 The blending ratio of the second monomer is such that the solubility parameter δ of the polymer (dipole force term δ p, polymer and hydrogen bonding force term δ h, polymer ) is the solubility parameter δ of the first monomer, its blending ratio, Calculated from the solubility parameter δ of the monomer and the blending ratio thereof (see JP 2011-79816 A), set appropriately, specifically, for example, 50% by mass or less with respect to the polymerizable vinyl monomer, Preferably, 40% by mass or less, more preferably 38% by mass or less, further 30% by mass or less, 25% by mass or less, 20% by mass, 15% by mass, 10% by mass or less, 5% by mass or less, 2 mass% or less is preferable, and exceeds 0 mass%.
第2モノマーの配合割合が上記した上限を超える場合には、共重合体とIPBCとの相溶性が低下することがあり、その場合には、ミニエマルション重合中、重合後の冷却中、あるいは、冷却後数日以内にIPBCの結晶が一部析出する場合がある。 When the blending ratio of the second monomer exceeds the above upper limit, the compatibility between the copolymer and IPBC may be reduced. In this case, during miniemulsion polymerization, during cooling after polymerization, or Some IPBC crystals may precipitate within a few days after cooling.
上記した重合性ビニルモノマーは、実質的に疎水性であって、例えば、水に対する室温における溶解度が極めて小さく、具体的には、室温における溶解度が、例えば、8質量部/水100質量部以下、好ましくは、5質量部/水100質量部以下、さらに好ましくは、3質量部/水100質量部以下である。なお、重合性ビニルモノマーは、異なる種類が併用される場合(例えば、第1モノマーおよび第2モノマーが併用される場合や、例えば、異なる種類の第1モノマーが併用される場合)には、重合性ビニルモノマー全体(つまり、異なる種類の重合性ビニルモノマーの混合物)として実質的に疎水性である。 The polymerizable vinyl monomer described above is substantially hydrophobic and has, for example, extremely low solubility in water at room temperature. Specifically, the solubility at room temperature is, for example, 8 parts by mass / 100 parts by mass or less of water, Preferably, it is 5 parts by mass / 100 parts by mass or less of water, more preferably 3 parts by mass / 100 parts by mass or less of water. The polymerizable vinyl monomer is polymerized when different types are used together (for example, when the first monomer and the second monomer are used together, for example, when different types of the first monomer are used together). The entire reactive vinyl monomer (ie, a mixture of different types of polymerizable vinyl monomers) is substantially hydrophobic.
そして、ミニエマルション重合により得られる重合性ビニルモノマーは、その重合体に関し、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,polymerが、5.0〜6.0[(J/cm3)1/2]、好ましくは、5.1〜6.0[(J/cm3)1/2]であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,polymerが、9.0〜9.9[(J/cm3)1/2]、好ましくは、9.0〜9.8[(J/cm3)1/2]である。 The polymerizable vinyl monomer obtained by miniemulsion polymerization has a dipole force term δ p, polymer with a solubility parameter δ of 5.0 to 6.0 [(J / cm 3 ) 1 / 2 ], preferably 5.1 to 6.0 [(J / cm 3 ) 1/2 ], and the hydrogen bond term δ h, polymer of the solubility parameter δ is 9.0 to 9.9 [( J / cm 3 ) 1/2 ], preferably 9.0 to 9.8 [(J / cm 3 ) 1/2 ].
重合体の双極子間力項δp,polymerおよび/または水素結合力項δh,polymerが上記範囲に満たないと、重合体の疎水性が過度に高くなり、IPBCとの十分な相溶性を得ることができない場合があり、たとえ相溶性を得ることができた場合でも、IPBCがミニエマルション重合中に徐放性粒子外へ漏出して、IPBCを十分内包した徐放性粒子の合成が困難となる場合がある。 If the dipole force term δ p, polymer and / or the hydrogen bond force term δ h, polymer of the polymer is less than the above range , the polymer becomes excessively hydrophobic and has sufficient compatibility with IPBC. Even if compatibility can be obtained, IPBC leaks out of the sustained-release particles during the miniemulsion polymerization, making it difficult to synthesize sustained-release particles sufficiently containing IPBC. It may become.
一方、重合体の双極子間力項δp,polymerおよび/または水素結合力項δh,polymerが上記範囲を超えると、重合体の親水性が過度に高くなり、IPBCとの十分な相溶性が得ることができない場合があり、たとえ相溶性を得ることができたとしても、ミニエマルション重合における水相との界面自由エネルギーが低くなり、IPBCがミニエマルション重合中に徐放性粒子外へ漏出して、IPBCを十分内包した徐放性粒子の合成が困難となる場合がある。 On the other hand, when the polymer dipole force term δ p, polymer and / or the hydrogen bond force term δ h, polymer exceeds the above range, the hydrophilicity of the polymer becomes excessively high and sufficient compatibility with IPBC is achieved. Even if compatibility can be obtained, the free energy of the interface with the aqueous phase in the miniemulsion polymerization becomes low, and IPBC leaks out of the sustained release particles during the miniemulsion polymerization. Thus, it may be difficult to synthesize sustained release particles sufficiently encapsulating IPBC.
さらに、溶解度パラメータδにおいて、重合体の双極子間力項δp,polymerからIPBCの双極子間力項δp,IPBC(=3.23)を差し引いた値Δδp(=δp,polymer−δp,IPBC)は、例えば、0〜3[(J/cm3)1/2]、好ましくは、1〜3[(J/cm3)1/2]である。 Further, in the solubility parameter δ, a value Δδ p (= δ p, polymer −−) obtained by subtracting the dipole force term δ p, IPBC (= 3.23) of IPBC from the polymer dipole force term δ p, polymer of the polymer. [delta] p, IPBC), for example, 0~3 [(J / cm 3 ) 1/2], preferably, 1~3 [(J / cm 3 ) 1/2].
また、重合体の水素結合力項δh,polymerからIPBCの水素結合力項δh,IPBC(=7.83)を差し引いた値Δδh(=δh,polymer−δh,IPBC)は、例えば、0〜3[(J/cm3)1/2]、好ましくは、1〜3[(J/cm3)1/2]である。 The hydrogen bonding term polymer [delta] h, the hydrogen bonding term of IPBC from polymer δ h, IPBC (= 7.83 ) obtained by subtracting the value Δδ h (= δ h, polymer -δ h, IPBC) is For example, 0 to 3 [(J / cm 3 ) 1/2 ], preferably 1 to 3 [(J / cm 3 ) 1/2 ].
ΔδpおよびΔδhが上記した範囲内にあれば、IPBCおよび重合体の優れた相溶性を確保して、優れた徐放性を確保することができる。 If .DELTA..delta p and .DELTA..delta h is within the range shown above to ensure excellent compatibility IPBC and polymers, it can ensure excellent sustained release.
IPBCの双極子間力項δp,IPBCおよび水素結合力項δh,IPBCが上記した値であって、重合体の双極子間力項δp,polymerおよび水素結合力項δh,polymerが上記した範囲内であれば、IPBCは、ミニエマルション重合中、徐放性粒子から漏出せずに重合体と相溶していると定義される。 IPBC dipole force term δ p, IPBC and hydrogen bond force term δ h, IPBC are the values described above, and the dipole force term δ p, polymer and hydrogen bond force term δ h, polymer of the polymer are Within the above range, IPBC is defined as being compatible with the polymer without leakage from the sustained release particles during miniemulsion polymerization.
乳化剤は、ミニエマルション重合で通常用いられる乳化剤が挙げられ、例えば、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ノニルジフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩などのアニオン系乳化剤が挙げられる。 Examples of the emulsifier include emulsifiers commonly used in miniemulsion polymerization, such as sodium dioctyl sulfosuccinate, sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium lauryl sulfate, sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate, sodium nonyl diphenyl ether sulfonate, naphthalene sulfonate formaldehyde condensate Anionic emulsifiers such as sodium salts are listed.
また、乳化剤として、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシアルキレンアラルキルアリールエーテル、ポリオキシアルキレンブロックコポリマー、ポリオキシアルキレンアリールエーテルなどのノニオン系乳化剤が挙げられる。 Examples of the emulsifier include nonionic emulsifiers such as polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl aryl ether, polyoxyalkylene aralkyl aryl ether, polyoxyalkylene block copolymer, and polyoxyalkylene aryl ether.
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどが挙げられる。 Examples of the polyoxyalkylene alkyl ether include polyoxyethylene alkyl ether.
ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルとしては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどが挙げられる。 Examples of the polyoxyalkylene alkyl aryl ether include polyoxyethylene nonyl phenyl ether and polyoxyethylene octyl phenyl ether.
ポリオキシアルキレンアラルキルアリールエーテルとしては、例えば、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(例えば、ノイゲンEA−177(第一工業製薬社製))などが挙げられる。 Examples of the polyoxyalkylene aralkyl aryl ether include polyoxyethylene styrenated phenyl ether (for example, Neugen EA-177 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)).
ポリオキシアルキレンブロックコポリマーとしては、例えば、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマーなどが挙げられる。 Examples of the polyoxyalkylene block copolymer include a polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer.
ポリオキシアルキレンアリールエーテルとしては、例えば、ポリオキシエチレンアリールエーテルなどが挙げられる。 Examples of the polyoxyalkylene aryl ether include polyoxyethylene aryl ether.
ノニオン系乳化剤のHLBは、例えば、11〜20、好ましくは、12〜19、さらに好ましくは、13〜18である。 HLB of a nonionic emulsifier is 11-20, for example, Preferably, it is 12-19, More preferably, it is 13-18.
なお、HLBは、下記式(1)で示されるグリフィンの式によって計算される。 The HLB is calculated by the Griffin equation shown by the following equation (1).
HLB=20×(親水部の式量の総和/分子量) (1)
ノニオン系乳化剤としては、好ましくは、ポリオキシアルキレンアラルキルアリールエーテルが挙げられる。
HLB = 20 × (sum of formula weight of hydrophilic part / molecular weight) (1)
As a nonionic emulsifier, Preferably, a polyoxyalkylene aralkyl aryl ether is mentioned.
乳化剤は、単独使用または2種以上併用することができる。好ましくは、アニオン系乳化剤およびノニオン系乳化剤の併用が挙げられ、さらに好ましくは、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムおよびポリオキシアルキレンアラルキルアリールエーテルの併用が挙げられる。 The emulsifiers can be used alone or in combination of two or more. Preferably, an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier are used in combination, and more preferably, a dioctyl sodium sulfosuccinate and a polyoxyalkylene aralkyl aryl ether are used in combination.
アニオン系乳化剤およびノニオン系乳化剤が併用される場合には、アニオン系乳化剤の配合割合が、乳化剤に対して、例えば、10〜60質量%、好ましくは、15〜50質量%であり、ノニオン系乳化剤の配合割合が、乳化剤に対して、例えば、40〜90質量%、好ましくは、50〜85質量%である。 When an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier are used in combination, the blending ratio of the anionic emulsifier is, for example, 10 to 60% by mass, preferably 15 to 50% by mass with respect to the emulsifier. Is, for example, 40 to 90 mass%, preferably 50 to 85 mass% with respect to the emulsifier.
なお、乳化剤は、予め水に適宜の割合で配合して溶解させ、乳化剤含有水溶液として調製することもできる。乳化剤含有水溶液における乳化剤の配合割合は、例えば、10〜90質量%、好ましくは、20〜80質量%である。 In addition, an emulsifier can also be previously mixed and dissolved in water at an appropriate ratio to prepare an emulsifier-containing aqueous solution. The mixture ratio of the emulsifier in the emulsifier-containing aqueous solution is, for example, 10 to 90% by mass, preferably 20 to 80% by mass.
重合開始剤は、ミニエマルション重合で通常用いられる重合開始剤が挙げられ、例えば、油溶性重合開始剤、水溶性重合開始剤などが挙げられる。 Examples of the polymerization initiator include polymerization initiators usually used in miniemulsion polymerization, and examples include oil-soluble polymerization initiators and water-soluble polymerization initiators.
油溶性重合開始剤としては、例えば、ジラウロイルパーオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキシドなどの油溶性有機過酸化物、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)などの油溶性アゾ化合物などが挙げられる。 Examples of the oil-soluble polymerization initiator include dilauroyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, and diisopropyl. Oil-soluble organic peroxides such as peroxydicarbonate and benzoyl peroxide, such as 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2 Examples thereof include oil-soluble azo compounds such as' -azobis (2-methylbutyronitrile).
水溶性重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩などの水溶性アゾ化合物、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩化合物、例えば、過酸化水素などの水溶性無機過酸化物、例えば、tert−ブチルパーオキサイド、クメンパーオキサイドなどの水溶性有機過酸化物などが挙げられる。さらに、水溶性重合開始剤として、例えば、水溶性アゾ化合物を除く水溶性重合開始剤と、アスコルビン酸ナトリウム、次亜硫酸ナトリウムなどの水溶性還元剤とを組み合わせたレドックス系水溶性重合開始剤なども挙げられる。 Examples of the water-soluble polymerization initiator include 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) disulfate, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, and 2,2′-azobis. (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] hydrate, 2,2′-azobis (N, N′-dimethylene) Water-soluble azo compounds such as isobutylamidine), 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, for example persulfuric acid such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate Salt compounds, for example, water-soluble inorganic peroxides such as hydrogen peroxide, for example, water-soluble organic peroxides such as tert-butyl peroxide, cumene peroxide, etc. And the like. Furthermore, as a water-soluble polymerization initiator, for example, a redox-based water-soluble polymerization initiator in which a water-soluble polymerization initiator excluding a water-soluble azo compound and a water-soluble reducing agent such as sodium ascorbate and sodium hyposulfite are combined. Can be mentioned.
重合開始剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。 The polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
好ましくは、油溶性重合開始剤、さらに好ましくは、油溶性有機過酸化物が挙げられる。 Preferably, an oil-soluble polymerization initiator is used, and more preferably, an oil-soluble organic peroxide is used.
そして、本発明の徐放性粒子の製造方法では、まず、IPBCを疎水性の重合性ビニルモノマーで溶解することにより、疎水性溶液を調製する。 And in the manufacturing method of the sustained release particle | grains of this invention, a hydrophobic solution is first prepared by melt | dissolving IPBC with a hydrophobic polymerizable vinyl monomer.
すなわち、IPBCおよび重合性ビニルモノマーを配合して、それらを均一に攪拌することにより、疎水性溶液を得る。 That is, by mixing IPBC and a polymerizable vinyl monomer and stirring them uniformly, a hydrophobic solution is obtained.
なお、疎水性溶液は、例えば、IPBCを溶解できる溶剤(ヘキサン、トルエン、酢酸エチルなどの疎水性の有機溶剤)、および/または、ハイドロホーブ(セチルアルコール、ヘキサデカンなどのコスタビライザー)を配合することなく、調製される。これにより、環境負荷を低減することができる。 The hydrophobic solution should contain, for example, a solvent capable of dissolving IPBC (hydrophobic organic solvent such as hexane, toluene and ethyl acetate) and / or hydrophobe (costabilizer such as cetyl alcohol and hexadecane). Prepared. Thereby, environmental load can be reduced.
IPBCの重合性ビニルモノマーに対する配合割合は、質量基準(つまり、IPBCの質量部/重合性ビニルモノマーの質量部)で、例えば、0.01〜1.5、好ましくは、0.05〜1.0である。 The blending ratio of IPBC to the polymerizable vinyl monomer is, for example, 0.01 to 1.5, preferably 0.05 to 1.1, in terms of mass (that is, IPBC mass part / polymerizable vinyl monomer mass part). 0.
疎水性溶液の調製は、例えば、常温で実施してもよく、あるいは、IPBCの重合性ビニルモノマーに対する溶解速度を高めるためには、加熱して実施することもできる。 The hydrophobic solution may be prepared at room temperature, for example, or may be heated to increase the dissolution rate of IPBC in the polymerizable vinyl monomer.
加熱温度は、例えば、30〜100℃、好ましくは、40〜80℃である。 The heating temperature is, for example, 30 to 100 ° C, preferably 40 to 80 ° C.
また、疎水性溶液の調製において、重合開始剤として油溶性重合開始剤が用いられる場合には、IPBCおよび重合性ビニルモノマーとともに、油溶性重合開始剤を配合する。油溶性重合開始剤の配合は、好ましくは、常温で実施する。IPBCおよび重合性ビニルモノマーを配合して、それらを加熱して、IPBCを重合性ビニルモノマーに溶解させた場合は、その溶液を室温に冷却し、その後、油溶性重合開始剤を配合する。 In the preparation of the hydrophobic solution, when an oil-soluble polymerization initiator is used as a polymerization initiator, an oil-soluble polymerization initiator is blended together with IPBC and a polymerizable vinyl monomer. The blending of the oil-soluble polymerization initiator is preferably carried out at room temperature. When IPBC and a polymerizable vinyl monomer are blended and heated to dissolve IPBC in the polymerizable vinyl monomer, the solution is cooled to room temperature, and then an oil-soluble polymerization initiator is blended.
油溶性重合開始剤の配合割合は、重合性ビニルモノマー100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、0.1質量部以上であり、例えば、5質量部以下、好ましくは、3質量部以下でもある。 The blending ratio of the oil-soluble polymerization initiator is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 0.1 parts by mass or more, for example, 5 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass of the polymerizable vinyl monomer. Is also 3 parts by mass or less.
油溶性重合開始剤の配合割合が上記上限を超える場合には、重合体の分子量が過度に低下する場合があり、上記下限に満たない場合には、転化率が十分に向上せず、未反応の重合性ビニルモノマーが残存する場合がある。 When the blending ratio of the oil-soluble polymerization initiator exceeds the above upper limit, the molecular weight of the polymer may be excessively decreased, and when it does not satisfy the above lower limit, the conversion rate is not sufficiently improved and unreacted. Of the polymerizable vinyl monomer may remain.
また、本発明の徐放性粒子の製造方法では、別途、水と乳化剤とを配合して乳化剤水溶液を調製する。 Moreover, in the manufacturing method of the sustained release particle | grains of this invention, water and an emulsifier are mix | blended separately and an emulsifier aqueous solution is prepared.
具体的には、水と乳化剤とを配合して、それらを均一に攪拌することにより、乳化剤水溶液を得る。 Specifically, an aqueous emulsifier solution is obtained by blending water and an emulsifier and stirring them uniformly.
乳化剤の配合割合は、乳化剤が疎水性溶液乳化液滴の全表面に吸着されるに十分な量であり、過剰な乳化剤の存在によりIPBCを含まない新しい重合性ビニルモノマーの乳化重合粒子の発生を抑制する量が選ばれ、乳化剤の種類により異なるが、疎水性溶液に対して、例えば、乳化剤の有効成分量として、例えば、0.1〜20質量%、好ましくは、0.2〜10質量%である。 The blending ratio of the emulsifier is an amount sufficient for the emulsifier to be adsorbed on the entire surface of the hydrophobic solution emulsified droplet, and the presence of excess emulsifier causes the generation of emulsion polymerized particles of a new polymerizable vinyl monomer that does not contain IPBC. The amount to be suppressed is selected and varies depending on the type of the emulsifier. For example, the effective amount of the emulsifier is 0.1 to 20% by mass, preferably 0.2 to 10% by mass with respect to the hydrophobic solution. It is.
乳化剤水溶液の調製は、例えば、常温で実施してもよく、あるいは、必要に応じて、加熱して実施することもできる。 Preparation of the emulsifier aqueous solution may be performed, for example, at room temperature, or may be performed by heating as necessary.
加熱温度は、例えば、40〜100℃、好ましくは、60〜80℃である。 The heating temperature is, for example, 40 to 100 ° C, preferably 60 to 80 ° C.
なお、乳化剤水溶液の調製において、重合開始剤として水溶性重合開始剤が用いられる場合には、水および乳化剤とともに、水溶性重合開始剤を配合する。水溶性重合開始剤の配合は、好ましくは、常温で実施する。水および乳化剤を配合して、それらを加熱して、乳化剤を水に溶解させた場合は、その水溶液を室温に冷却し、その後、水溶性重合開始剤を配合する。 In the preparation of the aqueous emulsifier solution, when a water-soluble polymerization initiator is used as the polymerization initiator, a water-soluble polymerization initiator is blended together with water and the emulsifier. The blending of the water-soluble polymerization initiator is preferably carried out at room temperature. When water and an emulsifier are blended and heated to dissolve the emulsifier in water, the aqueous solution is cooled to room temperature, and then a water-soluble polymerization initiator is blended.
水溶性重合開始剤の配合割合は、水100質量部に対して、例えば、0.01質量部以上、好ましくは、0.1質量部以上であり、例えば、5質量部以下、好ましくは、3質量部以下でもある。 The mixing ratio of the water-soluble polymerization initiator is, for example, 0.01 parts by mass or more, preferably 0.1 parts by mass or more, for example, 5 parts by mass or less, preferably 3 parts with respect to 100 parts by mass of water. It is also below mass parts.
水溶性重合開始剤の配合割合が上記上限を超える場合には、重合体の分子量が過度に低下する場合があり、上記下限に満たない場合には、転化率が十分に向上せず、未反応の重合性ビニルモノマーが残存する場合がある。 When the blending ratio of the water-soluble polymerization initiator exceeds the above upper limit, the molecular weight of the polymer may be excessively reduced. When the blending ratio is less than the above lower limit, the conversion rate is not sufficiently improved and unreacted. Of the polymerizable vinyl monomer may remain.
本発明の徐放性粒子の製造方法では、次いで、疎水性溶液を乳化剤水溶液中に乳化する。 In the method for producing sustained-release particles of the present invention, the hydrophobic solution is then emulsified in an aqueous emulsifier solution.
具体的には、疎水性溶液を乳化剤水溶液に配合し、それらに高い剪断力を与えることにより、疎水性溶液を乳化剤水溶液中に乳化させて、ミニエマルションを調製する。 Specifically, a hydrophobic solution is blended in an emulsifier aqueous solution, and a high shear force is applied to them to emulsify the hydrophobic solution in the emulsifier aqueous solution to prepare a mini-emulsion.
疎水性溶液の乳化では、例えば、ホモミキサー(ホモミクサー)、超音波ホモジナイザー、加圧式ホモジナイザー、マイルダー、多孔膜圧入乳化機などの乳化機が用いられ、好ましくは、ホモミキサーが用いられる。 In emulsification of the hydrophobic solution, for example, an emulsifier such as a homomixer (homogenizer), an ultrasonic homogenizer, a pressure homogenizer, a milder, or a porous membrane press emulsifier is used, and preferably a homomixer is used.
攪拌条件は、適宜設定され、ホモミキサーを用いる場合には、その回転数を、例えば、6000rpm以上、好ましくは、8000rpm以上、さらに好ましくは、10000rpm以上に、例えば、30000rpm以下に設定する。 The stirring conditions are set as appropriate, and when a homomixer is used, the number of rotations is set to, for example, 6000 rpm or more, preferably 8000 rpm or more, more preferably 10,000 rpm or more, for example, 30000 rpm or less.
回転数が上記下限に満たない場合には、粒子径1μm未満のミニエマルション粒子が形成されない場合がある。 If the rotational speed is less than the lower limit, miniemulsion particles having a particle diameter of less than 1 μm may not be formed.
攪拌時間は、例えば、1分間以上、好ましくは、2分間以上であり、また、1時間以下でもある。 The stirring time is, for example, 1 minute or longer, preferably 2 minutes or longer, and 1 hour or shorter.
また、ミニエマルションの調製は、例えば、常温で実施してもよく、あるいは、加熱して実施することもできる。好ましくは、ミニエマルションの調製は、常温で実施する。 The miniemulsion can be prepared, for example, at room temperature or by heating. Preferably, the miniemulsion is prepared at room temperature.
なお、乳化時に、加熱することもできる。加熱温度は、例えば、重合開始剤が分解する温度未満であり、具体的には、30℃以上50℃以下、好ましくは、35℃以上40℃以下である。 In addition, it can also heat at the time of emulsification. The heating temperature is, for example, lower than the temperature at which the polymerization initiator decomposes, and specifically, 30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, preferably 35 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
疎水性溶液の配合割合は、乳化剤水溶液100質量部に対して、例えば、10〜1500質量部、好ましくは、25〜90質量部である。 The blending ratio of the hydrophobic solution is, for example, 10 to 1500 parts by mass, preferably 25 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the emulsifier aqueous solution.
上記の方法により、疎水性溶液のミニエマルションを調製する。なお、疎水性溶液のミニエマルションは、乳化剤が、ミニエマルション粒子(疎水性溶液乳化液滴)に吸着しており、水媒体中に、平均粒子径1μm未満の疎水性溶液のミニエマルション粒子が形成されている。 A mini-emulsion of a hydrophobic solution is prepared by the method described above. In addition, in the hydrophobic emulsion mini-emulsion, the emulsifier is adsorbed on the mini-emulsion particles (hydrophobic solution emulsified droplets), and the hydrophobic emulsion mini-emulsion particles having an average particle diameter of less than 1 μm are formed in the aqueous medium. Has been.
ミニエマルション粒子の平均粒子径(メジアン径、後述)は、例えば、1μm未満、好ましくは、750nm以下、さらに好ましくは、500nm以下、とりわけ好ましくは、300nm以下に、また、例えば、50nm以上に調節される。 The average particle diameter (median diameter, described later) of the miniemulsion particles is adjusted to, for example, less than 1 μm, preferably 750 nm or less, more preferably 500 nm or less, particularly preferably 300 nm or less, and for example, 50 nm or more. The
なお、このミニエマルション粒子の表面には、乳化剤が吸着されており、それによって、ミニエマルションが安定化されている。 Note that an emulsifier is adsorbed on the surface of the miniemulsion particles, thereby stabilizing the miniemulsion.
そのため、攪拌により調製されたミニエマルションを、調製して静置した後、次のミニエマルション重合に供することもできる。その場合には、静置時間を、例えば、24時間以上にすることもできる。 Therefore, after the miniemulsion prepared by stirring is prepared and allowed to stand, it can be subjected to the next miniemulsion polymerization. In that case, the standing time may be 24 hours or longer, for example.
ミニエマルション粒子の平均粒子径は、経時的に実質的に変化しないか、あるいは、変化率が極めて小さい。 The average particle size of the miniemulsion particles does not change substantially with time, or the rate of change is extremely small.
具体的には、ミニエマルションの調製から20分経過(室温にて静置)後の平均粒子径に対する、調製から24時間経過(室温にて静置)後の平均粒子径の比(調製から24時間経過後の平均粒子径/調製から20分間経過後の平均粒子径)が、例えば、0.9〜1.1、好ましくは、0.95〜1.05である。 Specifically, the ratio of the average particle size after the lapse of 24 hours (standing at room temperature) after the preparation to the average particle size after lapse of 20 minutes (standing at room temperature) from the preparation of the miniemulsion (from the preparation to 24 The average particle diameter after the lapse of time / the average particle diameter after the lapse of 20 minutes from the preparation) is, for example, 0.9 to 1.1, preferably 0.95 to 1.05.
本発明では、その後、乳化された疎水性溶液の重合性ビニルモノマーを、重合開始剤の存在下、ミニエマルション重合して、重合体を生成する。 In the present invention, the polymerized vinyl monomer in the emulsified hydrophobic solution is then subjected to miniemulsion polymerization in the presence of a polymerization initiator to produce a polymer.
このミニエマルション重合は、原料となる重合性ビニルモノマーがすべてミニエマルション粒子(疎水性液相)のみにあることから、インサイチュ(in situ)重合である。 This miniemulsion polymerization is an in situ polymerization because all of the polymerizable vinyl monomers as raw materials are only in the miniemulsion particles (hydrophobic liquid phase).
すなわち、ミニエマルション重合は、ミニエマルションを攪拌しながら加熱することにより、重合性ビニルモノマーがそのまま、ミニエマルション粒子中で重合を開始し、重合体が生成する。 That is, in the mini-emulsion polymerization, by heating the mini-emulsion while stirring, the polymerization vinyl monomer starts polymerization in the mini-emulsion particles as it is, and a polymer is generated.
攪拌は、例えば、攪拌羽根を有する攪拌器によって実施でき、ミニエマルションへの均一な熱伝導、ミニエマルション粒子の器壁固着、ミニエマルション表面でのミニエマルションの滞留膜張りを制御するに十分なかき混ぜ効果が実現できればよく、過剰な攪拌はミニエマルション粒子の凝集の原因となる。攪拌速度は、攪拌羽根の周速が、例えば、10m/分以上、好ましくは、20m/分以上であり、また、400m/分以下、好ましくは200m/分以下でもある。 Agitation can be performed, for example, with a stirrer having a stirring blade, and stirring sufficient to control uniform heat conduction to the miniemulsion, sticking of the miniemulsion particles to the wall, and retention of the miniemulsion on the surface of the miniemulsion. As long as the effect can be realized, excessive stirring causes aggregation of the miniemulsion particles. As for the stirring speed, the peripheral speed of the stirring blade is, for example, 10 m / min or more, preferably 20 m / min or more, and 400 m / min or less, preferably 200 m / min or less.
加熱条件では、加熱温度が、例えば、IPBCの融点(60℃)以上であり、具体的には、40〜100℃、好ましくは、60〜80℃である。なお、IPBCが重合体と相溶している状態でミニエマルション重合が進行することから、少なくとも重合末期、好ましくは、重合初期から、加熱温度が、IPBCの融点以上、すなわち、60℃以上であることが必要である。また、加熱時間は、例えば、2〜12時間、好ましくは、3〜8時間である。さらに、所定温度に加熱後、その温度を所定時間維持し、その後、加熱および温度維持を繰り返すことにより、段階的に加熱することもできる。なお、IPBCが加熱より、黄褐色に着色する傾向があり、加熱条件は重合性ビニルモノマーから重合体への転化率が98%以上、好ましくは99%以上となる場合には、60℃以上の温度範囲において、好ましくは、できるだけ低温かつ短時間に設定される。 Under heating conditions, the heating temperature is, for example, not less than the melting point (60 ° C.) of IPBC, specifically 40 to 100 ° C., preferably 60 to 80 ° C. Since the miniemulsion polymerization proceeds in a state where the IPBC is compatible with the polymer, the heating temperature is at least the melting point of the IPBC, that is, 60 ° C. or more, at least from the end of the polymerization, preferably from the beginning of the polymerization. It is necessary. The heating time is, for example, 2 to 12 hours, preferably 3 to 8 hours. Furthermore, after heating to a predetermined temperature, the temperature can be maintained for a predetermined time, and then heating and temperature maintenance can be repeated to heat in stages. In addition, IPBC tends to color yellowish brown by heating, and the heating condition is 60 ° C. or higher when the conversion rate from the polymerizable vinyl monomer to the polymer is 98% or higher, preferably 99% or higher. In the temperature range, the temperature is preferably set as low as possible and in a short time.
重合末期で残留する重合性ビニルモノマーを低減するには、水相中に飽和溶解している重合性ビニルモノマーを重合させるために、水溶性重合開始剤(水溶性アゾ化合物を除く)および水溶性還元剤を添加することもできる。 In order to reduce the polymerizable vinyl monomer remaining at the end of the polymerization, in order to polymerize the polymerizable vinyl monomer saturated and dissolved in the aqueous phase, a water-soluble polymerization initiator (excluding water-soluble azo compounds) and water-soluble A reducing agent can also be added.
水溶性重合開始剤(水溶性アゾ化合物を除く)としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩化合物、例えば、ターシャリーブチルパーオキシド、クメンヒドロキシパーオキシドなどの有機過酸化物(水溶性有機過酸化物)、例えば、過酸化水素などの無機過酸化物などが挙げられる。 Examples of water-soluble polymerization initiators (excluding water-soluble azo compounds) include persulfate compounds such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate, such as organic compounds such as tertiary butyl peroxide and cumene hydroxy peroxide. Peroxides (water-soluble organic peroxides), for example, inorganic peroxides such as hydrogen peroxide.
水溶性還元剤としては、例えば、アスコルビン酸、亜硫酸水素ナトリウム、次亜硫酸ナトリウム、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、2価鉄塩、1価銅塩、アミン類などが挙げられる。 Examples of the water-soluble reducing agent include ascorbic acid, sodium bisulfite, sodium hyposulfite, sodium formaldehyde sulfoxylate, divalent iron salt, monovalent copper salt, amines and the like.
水溶性重合開始剤の配合割合は、重合性ビニルモノマー100質量部に対して、例えば、0.01〜0.5質量部であり、また、水溶性還元剤の配合割合は、水溶性重合開始剤100質量部に対して、例えば、0.01〜0.5質量部である。 The mixing ratio of the water-soluble polymerization initiator is, for example, 0.01 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable vinyl monomer, and the mixing ratio of the water-soluble reducing agent is the start of water-soluble polymerization. It is 0.01-0.5 mass part with respect to 100 mass parts of agents.
そして、ミニエマルション重合は、上記したように、重合プロセスがインサイチュ重合である点で、重合プロセスが、インサイチュ重合でなく、重合性ビニルモノマーが物質移動して重合する乳化重合と、明らかに相違する。 As described above, the miniemulsion polymerization is clearly different from emulsion polymerization in which the polymerization process is not in situ polymerization but polymerization is performed by mass transfer of a polymerizable vinyl monomer, in that the polymerization process is in situ polymerization. .
具体的に、乳化重合は、水相中で、乳化剤、重合性ビニルモノマーおよび重合開始剤(ラジカル重合開始剤)の存在下、攪拌を行い、ラジカル重合開始剤が分解して生成したラジカルにより重合を開始させる。このとき、重合性ビニルモノマーは、以下の3つの状態で存在する。つまり、(1)乳化剤のミセル中に可溶化された状態(平均粒子径数十nm未満の状態)、(2)水相中に溶解した状態、(3)油滴として存在する状態(粒子径数μm以上)の3つの状態で重合性ビニルモノマーが存在する。 Specifically, emulsion polymerization is carried out in the aqueous phase in the presence of an emulsifier, a polymerizable vinyl monomer, and a polymerization initiator (radical polymerization initiator), and is polymerized by radicals generated by decomposition of the radical polymerization initiator. To start. At this time, the polymerizable vinyl monomer exists in the following three states. That is, (1) a state solubilized in micelles of an emulsifier (state having an average particle diameter of less than several tens of nanometers), (2) a state dissolved in an aqueous phase, and (3) a state existing as oil droplets (particle diameter The polymerizable vinyl monomer exists in three states (several μm or more).
そして、ラジカル重合開始剤の分解により生成したラジカルは、この3つ状態の重合性ビニルモノマーに衝突・侵入し、重合性ビニルモノマーに付加して重合を開始させる可能性があるが、上記した(1)重合性ビニルモノマーを可溶化した乳化剤のミセルは、上記した(3)重合性ビニルモノマーの油滴より、粒子の数が圧倒的に多く、そのため、表面積が大きくて、ラジカルの侵入確率が高いため、(1)乳化剤のミセルの中で重合が開始して、重合体粒子を形成する。なお、重合性ビニルモノマーとして水溶性の高い重合性ビニルモノマーを使用する場合には、上記した(2)水相中に溶解したビニルモノマーへのラジカル付加も併せて起こり、生成した重合体が水相に溶解できず析出した時点で乳化剤により安定化され、重合体粒子が生成する。このような開始反応も乳化重合のプロセスで観察される。 The radicals generated by the decomposition of the radical polymerization initiator may collide and invade the three-state polymerizable vinyl monomer and add to the polymerizable vinyl monomer to start polymerization. 1) The micelle of the emulsifier solubilized with the polymerizable vinyl monomer has an overwhelmingly larger number of particles than the oil droplets of the above-described (3) polymerizable vinyl monomer, and therefore has a large surface area and a radical penetration probability. Since it is high, (1) Polymerization starts in the micelle of the emulsifier to form polymer particles. In addition, when a highly water-soluble polymerizable vinyl monomer is used as the polymerizable vinyl monomer, radical addition to the vinyl monomer dissolved in the above-described (2) aqueous phase also occurs, and the produced polymer is water. When it cannot be dissolved in the phase and is precipitated, it is stabilized by an emulsifier and polymer particles are produced. Such an initiation reaction is also observed in the emulsion polymerization process.
そして、乳化重合が開始すると、(3)重合性ビニルモノマーの油滴から水相中に重合性ビニルモノマーが溶解し、次いで、重合性ビニルモノマーが重合体粒子に移動し、重合が進行する。すなわち、重合の場は、重合体粒子であり、重合性ビニルモノマーの油滴は、重合性ビニルモノマーの供給源としての役割を担うのみであり、その場で重合、つまり、インサイチュ重合は起こらない。 When the emulsion polymerization starts, (3) the polymerizable vinyl monomer is dissolved in the water phase from the oil droplets of the polymerizable vinyl monomer, and then the polymerizable vinyl monomer moves to the polymer particles and the polymerization proceeds. That is, the polymerization field is polymer particles, and the oil droplets of the polymerizable vinyl monomer only serve as a supply source of the polymerizable vinyl monomer, and polymerization, that is, in situ polymerization does not occur on the spot. .
これに対して、ミニエマルション重合は、乳化剤およびハイドロホーブ(コスタビライザー)の存在下、ホモミキサー(ホモミクサー)、高圧ホモジナイザー、超音波照射などによって水相中の重合性ビニルモノマーの油滴に高剪断力を与えることによって粒子径1μm未満、好ましくは、0.5μm未満に微小化し、重合開始剤(ラジカル重合開始剤)が油溶性である場合には、その微小でかつ安定な重合性ビニルモノマーの油滴内で、重合開始剤が分解して生成したラジカルにより、あるいは、重合開始剤が水溶性である場合には、ラジカルが水相から油滴に侵入して、侵入したラジカルにより、重合が開始し、ラジカル重合が進行する重合法である。 In contrast, miniemulsion polymerization is highly sheared into oil droplets of polymerizable vinyl monomers in the aqueous phase by the presence of emulsifiers and hydrophobes (costabilizers), using homomixers, homogenizers, and ultrasonic irradiation. When the particle size is reduced to less than 1 μm, preferably less than 0.5 μm by applying force, and the polymerization initiator (radical polymerization initiator) is oil-soluble, the minute and stable polymerizable vinyl monomer In the oil droplets, polymerization is caused by radicals generated by decomposition of the polymerization initiator, or when the polymerization initiator is water-soluble, radicals enter the oil droplets from the aqueous phase, It is a polymerization method that starts and radical polymerization proceeds.
詳しくは、微小な重合性ビニルモノマーの油滴は、例えば、乳化剤としてアニオン系乳化剤を採用することにより、安定に存在する。同時に、微小な重合性ビニルモノマーの油滴は、ハイドロホーブ(コスタビライザー)を用いることにより、水相を介してより小さな(微小な)重合性ビニルモノマーの油滴からより大きな重合性ビニルモノマーの油滴への重合性ビニルモノマーの移動による肥大化(オストワルド熟成)を制御することにより、安定に存在する。 In detail, the oil droplets of a minute polymerizable vinyl monomer exist stably by adopting an anionic emulsifier as an emulsifier, for example. At the same time, oil droplets of small polymerizable vinyl monomers can be produced from oil droplets of smaller (fine) polymerizable vinyl monomers via the aqueous phase by using hydrophobes (costabilizers). It exists stably by controlling the enlargement (Ostwald ripening) due to the transfer of the polymerizable vinyl monomer to the oil droplets.
一方、本発明において、ミニエマルション粒子(IPBCおよび重合性ビニルモノマーからなる微小な油滴)中で重合性ビニルモノマーが重合(ラジカル重合)するミニエマルション重合が進行する。ミニエマルション重合中、重合性ビニルモノマーの重合体は、好ましくは、IPBCに対して相溶している。つまり、重合体がIPBCに溶解されて、重合体のIPBC溶液とされており、そのIPBC溶液粒子が、水中で乳化されている。 On the other hand, in the present invention, miniemulsion polymerization in which a polymerizable vinyl monomer is polymerized (radical polymerization) proceeds in miniemulsion particles (fine oil droplets composed of IPBC and a polymerizable vinyl monomer). During miniemulsion polymerization, the polymer of polymerizable vinyl monomer is preferably compatible with IPBC. That is, the polymer is dissolved in IPBC to form an IPBC solution of the polymer, and the IPBC solution particles are emulsified in water.
また、重合性ビニルモノマーは、上記したミニエマルション重合中の重合温度(加熱温度)において、好ましくは、上記したように重合性ビニルモノマーの重合体とIPBCとが相溶するような組み合わせが選択されていることから、ミニエマルション重合中に相分離が生じることを防止して、重合体(反応途中の重合体)がIPBCに溶解し、あるいは、重合体(反応途中の重合体)がIPBCに対して膨潤した状態で反応が進行し、均一相が形成された徐放粒子を得ることができる。 The polymerizable vinyl monomer is preferably selected such that the polymer of the polymerizable vinyl monomer and the IPBC are compatible as described above at the polymerization temperature (heating temperature) during the above-described miniemulsion polymerization. Therefore, phase separation is prevented from occurring during miniemulsion polymerization, and the polymer (polymer in the middle of reaction) is dissolved in IPBC, or the polymer (polymer in the middle of reaction) is dissolved in IPBC. Then, the reaction proceeds in a swollen state, and sustained release particles in which a uniform phase is formed can be obtained.
一方、ミニエマルション粒子の平均粒子径が、1μm未満と小さいことから、重合性ビニルモノマーが水相中に分子拡散し易いところ、本発明のミニエマルション重合では、IPBCがハイドロホーブとして作用することができるので、上記した分子拡散を有効に防止する結果、オストワルド熟成を防止して、ミニエマルション粒子の肥大化(粒子径の増大)を抑制することができる。 On the other hand, since the average particle size of the miniemulsion particles is as small as less than 1 μm, the polymerizable vinyl monomer is likely to diffuse in the water phase. In the miniemulsion polymerization of the present invention, IPBC may act as a hydrophobe. Therefore, as a result of effectively preventing the molecular diffusion described above, Ostwald ripening can be prevented and enlargement of the miniemulsion particles (increase in particle diameter) can be suppressed.
その後、重合後の乳濁液を、例えば、放冷などによって冷却する。 Thereafter, the emulsion after polymerization is cooled, for example, by standing to cool.
冷却温度は、例えば、室温(20〜30℃、より具体的には、25℃)である。 The cooling temperature is, for example, room temperature (20 to 30 ° C., more specifically 25 ° C.).
IPBCは、融点が60℃であるので、冷却により重合性ビニルモノマーの重合体とIPBCの相溶状態が凍結されて、均一な相として徐放性粒子を形成している。 Since the melting point of IPBC is 60 ° C., the compatible state of the polymer of the polymerizable vinyl monomer and IPBC is frozen by cooling to form sustained-release particles as a uniform phase.
徐放性粒子が粉剤(後述)または粒剤(後述)として製剤化される場合には、徐放性粒子が互いに融着することを防止すべく、好ましくは、室温において、硬質のガラス状態とされるように、重合性ビニルモノマーが選択される。 When the sustained-release particles are formulated as a powder (described later) or a granule (described later), preferably at a room temperature, the hard-release glass is used to prevent the sustained-release particles from fusing together. As such, a polymerizable vinyl monomer is selected.
このようにして得られる徐放性粒子(重合体)の平均粒子径は、メジアン径で、1μm未満、好ましくは、750nm以下、さらに好ましくは、500nm以下、とりわけ好ましくは、300nm以下であり、また、例えば、10nm以上、好ましくは、50nm以上でもある。 The average particle size of the sustained-release particles (polymer) thus obtained is a median size of less than 1 μm, preferably 750 nm or less, more preferably 500 nm or less, and particularly preferably 300 nm or less. For example, it is 10 nm or more, preferably 50 nm or more.
これにより、IPBCが均一に存在する徐放性粒子が微分散された乳濁液を得ることができる。 Thereby, an emulsion in which sustained-release particles in which IPBC exists uniformly is finely dispersed can be obtained.
そして、徐放性粒子を含む乳濁液に、必要により、その他の分散剤、増粘剤、凍結防止剤、防腐剤、微生物増殖抑制剤、比重調節剤などの公知の添加剤を適宜配合する。 In addition, known additives such as other dispersants, thickeners, antifreeze agents, preservatives, microbial growth inhibitors, specific gravity regulators, and the like are appropriately blended into the emulsion containing sustained release particles as necessary. .
このようにして得られた徐放性粒子は、そのままの状態(乳濁液)、つまり、乳濁剤として用いてもよく、また、スプレードライ、または、凍結・融解や、塩析などにより凝集させた後、遠心分離・洗浄・乾燥などによって固液分離を行い、例えば、粉剤または粒剤などの公知の剤型に製剤化して用いてもよい。 The thus obtained sustained-release particles may be used as they are (emulsion), that is, as an emulsion, or aggregated by spray drying, freezing / thawing, salting out, or the like. After that, solid-liquid separation is performed by centrifugation, washing, drying, and the like, and for example, it may be formulated into a known dosage form such as powder or granule.
そして、本発明の徐放性粒子の製造方法は、乳化された疎水性溶液の重合性ビニルモノマーを、重合開始剤の存在下、ミニエマルション重合して、IPBCを含有する平均粒子径1μm未満の重合体を生成することにより、本発明の徐放性粒子を得るので、徐放性粒子は、分散性に優れる。 And the manufacturing method of the sustained release particle | grains of this invention carries out miniemulsion polymerization of the polymerizable vinyl monomer of the emulsified hydrophobic solution in presence of a polymerization initiator, and the average particle diameter containing IPBC is less than 1 micrometer. Since the sustained-release particles of the present invention are obtained by producing a polymer, the sustained-release particles are excellent in dispersibility.
さらに、この徐放性粒子では、重合体は、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,polymerが5.0〜6.0[(J/cm3)1/2]に、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,polymerが9.0〜9.9[(J/cm3)1/2]に設定されるので、IPBCとの相溶性が、より一層顕著に優れている。その結果、重合体において、IPBCが均一に存在するように、IPBCを含有する。 Furthermore, in this sustained release particle, the polymer has a dipole force term δ p, polymer of the solubility parameter δ of 5.0 to 6.0 [(J / cm 3 ) 1/2 ], and the solubility parameter δ since the hydrogen bonding term [delta] h, Polymer of is set to 9.0~9.9 [(J / cm 3) 1/2], compatibility with IPBC is superior to more remarkable. As a result, the polymer contains IPBC so that IPBC exists uniformly.
そして、徐放性粒子は、平均粒子径が1μm未満であるので、重力に基づく沈降が生じにくく、徐放性粒子のブラウン運動によって、乳濁液中に均一に分散しており、この乳濁液を各種水系媒体中に添加すると、液中に均一に分散させることができる。 Since the sustained release particles have an average particle diameter of less than 1 μm, sedimentation based on gravity hardly occurs, and the sustained release particles are uniformly dispersed in the emulsion due to Brownian motion of the sustained release particles. When the liquid is added to various aqueous media, it can be uniformly dispersed in the liquid.
そのため、本発明の徐放性粒子は、添加された媒体中で平均粒子径1μm未満(サブミクロンサイズ)で均質(均一)に分散することにより、優れた徐放性と、優れた分散性とを有する徐放性粒子として、種々の用途に用いることができる。 For this reason, the sustained-release particles of the present invention are uniformly (uniformly) dispersed with an average particle diameter of less than 1 μm (submicron size) in the added medium, thereby providing excellent sustained-release properties and excellent dispersibility. The sustained-release particles having the above can be used for various applications.
具体的には、徐放性粒子は、各種の工業製品に適用することができ、例えば、屋内外の塗料、ゴム、繊維、樹脂、プラスチック、接着剤、目地剤、シーリング剤、建材、コーキング剤、土壌処理剤、木材、製紙工程における白水、顔料、印刷版用処理液、冷却用水、インキ、切削油、化粧用品、不織布、紡糸油、皮革などに、抗生物活性(具体的には、防かび性)を発現する添加剤(防かび剤)として添加することができる。なお、これらの工業製品に対する徐放性粒子中のIPBCの添加量は、例えば、10mg/kg〜100g/kg(製品質量)である。 Specifically, the sustained-release particles can be applied to various industrial products, such as indoor and outdoor paints, rubber, fibers, resins, plastics, adhesives, joint agents, sealing agents, building materials, caulking agents. , Soil treatment agent, wood, white water in papermaking process, pigment, printing plate treatment liquid, cooling water, ink, cutting oil, cosmetics, non-woven fabric, spinning oil, leather, etc., antibiotic activity (specifically, prevention It can be added as an additive (an antifungal agent) that develops an antifungal property. In addition, the addition amount of IPBC in the sustained release particles for these industrial products is, for example, 10 mg / kg to 100 g / kg (product mass).
また、この徐放性粒子は、乳化剤水溶液に配合される乳化剤と共通する乳化剤が用いられる水性塗料に好適に配合することができる。水性塗料は、屋内外に用いられる水性塗料であって、具体的には、例えば、アクリル系、アクリル−スチレン系、スチレン系、酢酸ビニル系、酢酸ビニル−アクリル系、ポリエステル系、シリコーン系、ウレタン系、アルキッド系、フッ素系の樹脂のエマルションまたは水性樹脂およびこれらの混合物などをビヒクルとする塗料が挙げられ、なかでも、ゼロVOC塗料に配合すれば、環境に優しく、かつ、徐放性粒子の安定性を良好に維持して、効力持続性の向上を、より一層図ることができる。 Moreover, this sustained release particle | grain can be suitably mix | blended with the aqueous coating material in which the emulsifier common with the emulsifier mix | blended with the emulsifier aqueous solution is used. The water-based paint is a water-based paint used indoors and outdoors. Specifically, for example, acrylic, acrylic-styrene, styrene, vinyl acetate, vinyl acetate-acrylic, polyester, silicone, urethane Paints using vehicle, alkyd, and fluororesin emulsions or water-based resins and mixtures of these as vehicles. Among them, when blended with zero VOC paints, they are environmentally friendly and contain sustained release particles. The stability can be maintained well, and the durability of the effect can be further improved.
また、IPBCがミニエマルション重合におけるハイドロホーブを兼用することができるので、別途、ハイドロホーブを配合することなく、簡易に、平均粒子径1μm未満の徐放性粒子を生成することができる。 In addition, since IPBC can also be used as a hydrophobe in miniemulsion polymerization, it is possible to easily produce sustained-release particles having an average particle diameter of less than 1 μm without separately adding a hydrophobe.
また、徐放性粒子の平均粒子径が、750nm以下100nm以上であれば、徐放性粒子の屈折率と媒体の屈折率との間に、例えば、0.2以上の差がある場合には、徐放性粒子と媒体との界面で、光(可視光線、波長360〜760nm)の反射が大きく、媒体に配合された徐放性粒子は、目視で白色に見えるようになる。 Further, if the average particle diameter of the sustained-release particles is 750 nm or less and 100 nm or more, for example, when there is a difference of 0.2 or more between the refractive index of the sustained-release particles and the refractive index of the medium The reflection of light (visible light, wavelength 360 to 760 nm) is large at the interface between the sustained-release particles and the medium, and the sustained-release particles mixed in the medium appear white.
さらに、徐放性粒子の平均粒子径が、100nm未満であれば、媒体によらず光(可視光線、波長360〜760nm)は徐放性粒子を透過する割合が高くなり、透明感が強くなる。 Furthermore, if the average particle size of the sustained-release particles is less than 100 nm, the ratio of light (visible light, wavelength 360 to 760 nm) that permeates the sustained-release particles is high regardless of the medium, and the transparency is enhanced. .
従って、適当な媒体に配合された本発明の徐放性粒子は、IPBCが、実質的に変色しても、目視では変色が抑えられるので、塗料の添加剤として好適に用いることができる。 Therefore, the sustained-release particles of the present invention blended in an appropriate medium can be suitably used as an additive for paints because even when IPBC is substantially discolored, discoloration is suppressed by visual observation.
各実施例および各比較例で用いる原料または測定方法の詳細を次に記載する。 Details of the raw materials or measurement methods used in each example and each comparative example are described below.
IPBC:商品名「ファンギトロール400」、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメート、分子量281、融点:60℃、水への溶解度:150ppm、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,IPBC:3.23[(J/cm3)1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,IPBC:7.83[(J/cm3)1/2]、インターナショナル・スペシャリティ・プロダクツ社製
MMA:メタクリル酸メチル、商品名「アクリルエステルM」、水への溶解度:1.6質量%、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st monomer unit:5.98[(J/cm3)1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,1st monomer unit:9.25[(J/cm3)1/2]、三菱レイヨン社製
EGDMA:エチレングリコールジメタクリレート、商品名「ライトエステルEG」、水への溶解度:不溶、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st monomer unit:5.37[(J/cm3)1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,1st monomer unit:10.42[(J/cm3)1/2]、共栄社化学社製
nBMA:メタクリル酸n−ブチル、水への溶解度:0.08質量%、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd monomer unit:3.76(J/cm3)1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd monomer unit:7.33[(J/cm3)1/2]、三菱レイヨン社製
MA:アクリル酸メチル、水への溶解度:5.7質量%、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd monomer unit:7.36[(J/cm3)1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd monomer unit:10.25[(J/cm3)1/2]、日本触媒社製
EA:アクリル酸エチル、水への溶解度:1.5質量%、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd monomer unit:5.93[(J/cm3)1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd monomer unit:9.20[(J/cm3)1/2]、日本触媒社製
nBA:アクリル酸n−ブチル、水への溶解度:0.2質量%、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd monomer unit:4.26[(J/cm3)1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd monomer unit:7.81[(J/cm3)1/2]、日本触媒社製
SM:スチレン、水に不溶、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd monomer unit:1.27[(J/cm3)1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd monomer unit:0.00[(J/cm3)1/2]
パーロイルL:商品名(「パーロイル」は登録商標)、ジラウロイルパーオキシド、日油社製
ネオコールSW−C:商品名、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム(アニオン系乳化剤)の70質量%イソプロパノール溶液、第一工業製薬社製
ノイゲンEA−177:商品名、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(ノニオン系乳化剤、HLB:15.6)、第一工業製薬社製
平均粒子径:下記のサンプルを、下記の測定方法にて評価した。
IPBC: Trade name “Fangitrol 400”, 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate, molecular weight 281, melting point: 60 ° C., solubility in water: 150 ppm, dipole force term δ p, IPBC of solubility parameter δ: IPBC : 3 .23 [(J / cm 3 ) 1/2 ], hydrogen bond strength term δ h, IPBC of solubility parameter δ: 7.83 [(J / cm 3 ) 1/2 ], MMA manufactured by International Specialty Products : Methyl methacrylate, trade name “acrylic ester M”, solubility in water: 1.6 mass%, dipole force term δ p, 1st monomer unit of solubility parameter δ: 5.98 [(J / cm 3 ) 1/2, hydrogen bonding term solubility parameter δ δ h, 1st monomer unit: 9.25 [(J / cm 3) 1/2], three Rayon Co., Ltd. EGDMA: ethylene glycol dimethacrylate, trade name "Light Ester EG", solubility in water: insoluble, polar term of a solubility parameter δ δ p, 1st monomer unit: 5.37 [(J / cm 3 ) 1/2 ], hydrogen bond strength term δ h, 1st monomer unit of solubility parameter δ: 10.42 [(J / cm 3 ) 1/2 ], manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. nBMA: n-butyl methacrylate, to water Solubility of 0.08% by mass, dipole force term δ p, 2nd monomer unit of solubility parameter δ: 3.76 (J / cm 3 ) 1/2 ], hydrogen bond strength term δ h of solubility parameter δ , 2nd monomer unit: 7.33 [(J / cm 3) 1/2], manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. MA: methyl acrylate, dissolved in water : 5.7 wt%, polar term of a solubility parameter δ δ p, 2nd monomer unit: 7.36 [(J / cm 3) 1/2], hydrogen bonding term solubility parameter [delta] [delta] h, 2nd monomer unit : 10.25 [(J / cm 3 ) 1/2 ], manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. EA: ethyl acrylate, solubility in water: 1.5 mass%, dipole force term δ p with solubility parameter δ , 2nd monomer unit : 5.93 [(J / cm 3 ) 1/2 ], hydrogen bonding force term δ h of solubility parameter δ , 2nd monomer unit : 9.20 [(J / cm 3 ) 1/2 ], Nippon Shokubai nBA: acrylate n- butyl, solubility in water: 0.2 wt%, solubility parameter polar term of δ δ p, 2nd monomer unit: 4.26 [(J / c 3) 1/2], the solubility parameters [delta] of the hydrogen bonding term δ h, 2nd monomer unit: 7.81 [(J / cm 3) 1/2], manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. SM: Styrene, insoluble in water, solubility Dipole force term of parameter δ δ p, 2 nd monomer unit : 1.27 [(J / cm 3 ) 1/2 ], hydrogen bonding force term δ h, 2 nd monomer unit of solubility parameter δ: 0.00 [( J / cm 3 ) 1/2 ]
Parroyl L: trade name (“Parroyl” is a registered trademark), dilauroyl peroxide, manufactured by NOF Corporation Neocol SW-C: trade name, 70% by weight isopropanol solution of sodium dioctylsulfosuccinate (anionic emulsifier), Daiichi Kogyo Neugen EA-177 manufactured by Pharmaceutical Co., Ltd., trade name, polyoxyethylene styrenated phenyl ether (nonionic emulsifier, HLB: 15.6), manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Average particle size: And evaluated.
実施例1〜20および比較例4〜6の疎水性溶液分散粒子および徐放性粒子と、比較例1および2の疎水性溶液分散粒子:
粒径アナライザー(FPAR−1000、測定可能平均粒子径3nm〜7μm、ただし、粒子径が数μmを超えて、ブラウン運動に重力の影響が大きくなる領域では測定精度は著しく低下、大塚電子株式会社)を用いる動的光散乱法により、体積基準のメジアン径として測定。
Hydrophobic solution-dispersed particles and sustained-release particles of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 4 to 6, and hydrophobic solution-dispersed particles of Comparative Examples 1 and 2:
Particle size analyzer (FPAR-1000, measurable average particle size of 3 nm to 7 μm, but in the region where the particle size exceeds several μm and the influence of gravity on the Brownian motion is greatly reduced, the measurement accuracy decreases significantly, Otsuka Electronics Co., Ltd.) Measured as volume-based median diameter by dynamic light scattering method using.
疎水性溶液分散粒子については、調製から20分経過後のミニエマルションを測定。 For hydrophobic solution-dispersed particles, measure the miniemulsion after 20 minutes from the preparation.
徐放性粒子については、100目の濾布で濾過した濾液を測定。 For sustained-release particles, the filtrate filtered through a 100th filter cloth was measured.
比較例3の徐放性粒子:
レーザー回析散乱式粒子径分布測定装置LA−920(測定可能平均粒子径20nm〜2000μm、ただし、粒子径が1μm以下ではミュー散乱の角度依存性がなくなり、測定精度は著しく低下、堀場製作所社製)を用いるレーザー回折法により、100目の濾布で濾過した濾液を、体積基準のメジアン径として測定。
Sustained release particles of Comparative Example 3:
Laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device LA-920 (measurable average particle size of 20 nm to 2000 μm, however, if the particle size is 1 μm or less, mu scattering is not angularly dependent and the measurement accuracy is significantly reduced. ), And the filtrate filtered through a 100th filter cloth is measured as a volume-based median diameter.
実施例1
(ミニエマルション重合による、IPBCを含有する徐放性粒子の製造)
200mLの容器に、IPBC25g、MMA75gおよびパーロイルL 0.5gを仕込み、室温で攪拌することにより、均一な疎水性溶液を調製した。
Example 1
(Manufacture of sustained release particles containing IPBC by miniemulsion polymerization)
A uniform hydrophobic solution was prepared by charging 25 g of IPBC, 75 g of MMA and 0.5 g of Parroyl L into a 200 mL container and stirring at room temperature.
別途、500mLのビーカーに、脱イオン水125.5g、ネオコールSW−C 4.0gおよびノイゲンEA−177の25質量%水溶液20gを仕込み、室温で攪拌することにより、均一な乳化剤水溶液を調製した。 Separately, 125.5 g of deionized water, 4.0 g of Neocor SW-C, and 20 g of a 25% by weight aqueous solution of Neugen EA-177 were placed in a 500 mL beaker and stirred at room temperature to prepare a uniform aqueous emulsifier solution.
次いで、500mLビーカーの乳化剤水溶液に、疎水性溶液を加え、T.K.ホモミクサーMARK2.5型(プライミクス社製)により回転数12000rpmで5分間攪拌することにより、疎水性溶液を乳化剤水溶液中に乳化させて、ミニエマルションを調製した。 Next, the hydrophobic solution was added to the emulsifier aqueous solution of the 500 mL beaker. K. By stirring for 5 minutes at a rotational speed of 12000 rpm with a homomixer MARK 2.5 type (manufactured by Primix), the hydrophobic solution was emulsified in an aqueous emulsifier solution to prepare a mini-emulsion.
その後、調製したミニエマルションを、攪拌器、還流冷却器、温度計および窒素導入管を装備した300mLの4口フラスコに移し、窒素気流下、6cm径の攪拌器により回転数125rpm(周速23.6m/分)で攪拌しながら、4口フラスコをウォーターバスにより、昇温して、ミニエマルション重合を実施した。 Thereafter, the prepared mini-emulsion was transferred to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, and the rotation speed was 125 rpm (circumferential speed 23. While stirring at 6 m / min), the temperature of the four-necked flask was raised with a water bath to carry out miniemulsion polymerization.
ミニエマルション重合は、55℃到達時点を重合開始とし、その後、60±2℃で1時間、70±2℃で3.5時間、連続して実施した。 The mini-emulsion polymerization was started at the time when the temperature reached 55 ° C., and then continuously carried out at 60 ± 2 ° C. for 1 hour and at 70 ± 2 ° C. for 3.5 hours.
続いて、ウォーターバスを昇温して、反応液の温度を78±2℃に昇温し、その温度で2.5時間、熟成した。 Subsequently, the temperature of the water bath was raised, the temperature of the reaction solution was raised to 78 ± 2 ° C., and the mixture was aged at that temperature for 2.5 hours.
その後、反応液を30℃以下に冷却することにより、IPBCを含有する徐放性粒子の乳濁液を得た。 Thereafter, the reaction solution was cooled to 30 ° C. or lower to obtain an emulsion of sustained-release particles containing IPBC.
その後、乳濁液を、100目の濾布で濾過した後、濾液中の徐放性粒子のメジアン径を測定したところ、その結果が201nmであった。 Then, after filtering an emulsion with the filter cloth of 100th, when the median diameter of the sustained release particle | grains in a filtrate was measured, the result was 201 nm.
この乳濁液は、通常のポリマーラテックスと同様に安定したコロイド分散液であり、室温で貯蔵中に徐放性粒子の沈降や相分離の傾向は認められなかった。 This emulsion was a stable colloidal dispersion similar to ordinary polymer latex, and no tendency of sedimentation of sustained release particles or phase separation was observed during storage at room temperature.
実施例2、3、7〜9、13および17
表1および表2に準拠して、重合性ビニルモノマーの配合処方を変更した以外は、実施例1と同様に処理して、徐放性粒子を得た。
Examples 2, 3, 7-9, 13 and 17
Based on Table 1 and Table 2, except for changing the formulation of the polymerizable vinyl monomer, it was treated in the same manner as in Example 1 to obtain sustained-release particles.
実施例2、3、7〜9、13および17のいずれの乳濁液も、通常のポリマーラテックスと同様に安定したコロイド分散液であり、室温で貯蔵中に粒子の沈降や相分離の傾向は認められなかった。 All the emulsions of Examples 2, 3, 7-9, 13 and 17 are stable colloidal dispersions similar to ordinary polymer latex, and the tendency of the particles to settle or phase separate during storage at room temperature. I was not able to admit.
実施例4
(ミニエマルション重合による、IPBCを含有する徐放性粒子の製造)
200mLの容器に、IPBC40g、MMA54g、EGDMA6gおよびパーロイルL 0.5gを仕込み、室温で攪拌することにより、均一な疎水性溶液を調製した。
Example 4
(Manufacture of sustained release particles containing IPBC by miniemulsion polymerization)
A uniform hydrophobic solution was prepared by charging 40 g of IPBC, 54 g of MMA, 6 g of EGDMA, and 0.5 g of Parroyl L in a 200 mL container and stirring at room temperature.
別途、1000mLのビーカーに、脱イオン水275.5g、ネオコールSW−C 4.0gおよびノイゲンEA−177の25質量%水溶液20gを仕込み、室温で攪拌することにより、均一な乳化剤水溶液を調製した。 Separately, 275.5 g of deionized water, 4.0 g of Neocor SW-C and 20 g of a 25% by weight aqueous solution of Neugen EA-177 were charged into a 1000 mL beaker and stirred at room temperature to prepare a uniform aqueous emulsifier solution.
次いで、1000mLビーカーの乳化剤水溶液に、疎水性溶液を加え、T.K.ホモミクサーMARK2.5型(プライミクス社製)により回転数12000rpmで5分間攪拌することにより、疎水性溶液を乳化剤水溶液中に乳化させて、ミニエマルションを調製した。 Next, the hydrophobic solution was added to the emulsifier aqueous solution in a 1000 mL beaker, and the T.P. K. By stirring for 5 minutes at a rotational speed of 12000 rpm with a homomixer MARK 2.5 type (manufactured by Primix), the hydrophobic solution was emulsified in an aqueous emulsifier solution to prepare a mini-emulsion.
その後、調製したミニエマルションを、攪拌器、還流冷却器、温度計および窒素導入管を装備した500mLの4口フラスコに移し、実施例1と同じ手順により、ミニエマルション重合を実施した。 Thereafter, the prepared miniemulsion was transferred to a 500 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a nitrogen introduction tube, and miniemulsion polymerization was carried out by the same procedure as in Example 1.
その後、反応液を30℃以下に冷却することにより、IPBCを含有する徐放性粒子の乳濁液を得た。乳濁液を、100目の濾布で濾過した後、濾液中の徐放性粒子のメジアン径を測定したところ、その結果が238nmであった。 Thereafter, the reaction solution was cooled to 30 ° C. or lower to obtain an emulsion of sustained-release particles containing IPBC. The emulsion was filtered through a 100th filter cloth, and the median diameter of the sustained-release particles in the filtrate was measured. The result was 238 nm.
この乳濁液は、通常のポリマーラテックスと同様に安定したコロイド分散液であり、室温で貯蔵中に粒子の沈降や相分離の傾向は認められなかった。 This emulsion was a stable colloidal dispersion similar to ordinary polymer latex, and no tendency for particle settling or phase separation during storage at room temperature was observed.
実施例5、6、10〜12,14〜16および18〜20
表1および表2に準拠して、重合性ビニルモノマーの配合処方を変更した以外は、実施例4と同様に処理して、徐放性粒子を得た。
Examples 5, 6, 10-12, 14-16 and 18-20
Based on Table 1 and Table 2, except for changing the formulation of the polymerizable vinyl monomer, it was treated in the same manner as in Example 4 to obtain sustained-release particles.
実施例5、6、10〜12,14〜16および18〜20のいずれの乳濁液も、通常のポリマーラテックスと同様に安定したコロイド分散液であり、室温で貯蔵中に粒子の沈降や相分離の傾向は認められなかった。 Each of the emulsions of Examples 5, 6, 10-12, 14-16 and 18-20 is a stable colloidal dispersion similar to ordinary polymer latex, and the particles settle and phase during storage at room temperature. There was no tendency for separation.
比較例1
(乳化剤を配合しなかった水分散液の調製)
乳化剤水溶液の調製において、ネオコールSW−CおよびノイゲンEA−177(以上、乳化剤)を配合しなかった以外は、実施例1と同様に処理して、疎水性溶液の水分散液を調製した。
Comparative Example 1
(Preparation of aqueous dispersion without emulsifier)
In the preparation of the emulsifier aqueous solution, an aqueous dispersion of a hydrophobic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that Neocol SW-C and Neugen EA-177 (above, emulsifier) were not blended.
しかし、疎水性溶液からなる油滴は、ミニエマルション粒子として形成されず、そのため、ミニエマルション重合を実施することができなかった。 However, oil droplets made of a hydrophobic solution were not formed as miniemulsion particles, and therefore, miniemulsion polymerization could not be carried out.
比較例2
(IPBCを配合しなかった水分散液の調製)
疎水性溶液の調製において、IPBC25gおよびMMA75gをMMA100gに置き換えた以外は、実施例1と同様に処理して、疎水性溶液の水分散液を調製した。
Comparative Example 2
(Preparation of water dispersion without IPBC)
An aqueous dispersion of a hydrophobic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 25 g of IPBC and 75 g of MMA were replaced with 100 g of MMA in the preparation of the hydrophobic solution.
しかし、疎水性溶液からなる油滴は、平均粒子径が1μm未満のミニエマルション粒子に形成されず、そのため、ミニエマルション重合を実施することができなかった。 However, oil droplets made of a hydrophobic solution were not formed into miniemulsion particles having an average particle size of less than 1 μm, and therefore miniemulsion polymerization could not be carried out.
比較例3
(懸濁重合による、IPBCを含有する徐放性粒子の製造)
200mLの容器に、IPBC25g、MMA67.5g、EGDMA7.5gおよびパーロイルL 0.5gを仕込み、室温で攪拌することにより、均一な疎水性溶液を調製した。
Comparative Example 3
(Production of sustained-release particles containing IPBC by suspension polymerization)
In a 200 mL container, 25 g of IPBC, 67.5 g of MMA, 7.5 g of EGDMA and 0.5 g of Parroyl L were charged and stirred at room temperature to prepare a uniform hydrophobic solution.
別途、500mLのビーカーに、脱イオン水109.3g、PVA−217の10質量%水溶液40gおよびDBNの5%水溶液200mgを仕込み、室温で攪拌することにより、均一な水溶液を調製した。 Separately, 109.3 g of deionized water, 40 g of a 10% by weight aqueous solution of PVA-217, and 200 mg of a 5% aqueous solution of DBN were placed in a 500 mL beaker and stirred at room temperature to prepare a uniform aqueous solution.
次いで、この500mLのビーカーに、疎水性溶液を加え、T.K.ホモミクサー(プライミクス社製)により回転数3000rpmで10分間攪拌することにより、疎水性溶液を水溶液中に分散させて、懸濁液を調製した。 The hydrophobic solution was then added to the 500 mL beaker. K. The suspension was prepared by dispersing the hydrophobic solution in the aqueous solution by stirring for 10 minutes at a rotational speed of 3000 rpm with a homomixer (manufactured by Primix).
その後、懸濁液を、攪拌器、還流冷却器、温度計および窒素導入管を装備した300mL4口フラスコに移し、窒素気流下、攪拌器により回転数125rpmで攪拌しながら、4口フラスコをウォーターバスにより、昇温して、懸濁重合を実施した。 Thereafter, the suspension was transferred to a 300 mL four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, and nitrogen introduction tube, and the four-necked flask was water bathed while stirring at 125 rpm with a stirrer under a nitrogen stream. Then, the temperature was raised and suspension polymerization was carried out.
懸濁重合は、55℃到達時点を重合開始とし、その後、60±2℃で1時間、70±2℃で3時間、80±2℃で2時間、連続して反応した。 The suspension polymerization was initiated at the time when it reached 55 ° C., and then reacted continuously at 60 ± 2 ° C. for 1 hour, 70 ± 2 ° C. for 3 hours, and 80 ± 2 ° C. for 2 hours.
その後、反応後の懸濁液を30℃以下に冷却することにより、IPBCを含有する徐放性粒子の懸濁液を得た。 Thereafter, the suspension after the reaction was cooled to 30 ° C. or lower to obtain a suspension of sustained-release particles containing IPBC.
その後、懸濁液のメジアン径を測定したところ、その結果がメジアン径10μmであった。 Thereafter, the median diameter of the suspension was measured, and the result was a median diameter of 10 μm.
得られた懸濁液を4口フラスコから半透明ポリエチレン容器に移し、室温で数時間静置した時の徐放性粒子の状態を観察したところ、徐放性粒子が沈降して、2層に分離したことが確認された。 The obtained suspension was transferred from a four-necked flask to a translucent polyethylene container, and the state of the sustained-release particles when allowed to stand at room temperature for several hours was observed. Separation was confirmed.
続いて、室温で3日経過後した時には、沈降した下層が、強く振り混ぜても再分散できないハードケーキが形成されていた。 Subsequently, after 3 days at room temperature, a hard cake was formed in which the sedimented lower layer could not be redispersed even if shaken strongly.
比較例4〜6
表3に準拠して、重合性ビニルモノマーの配合処方を変更した以外は、実施例4と同様に処理して、徐放性粒子の合成を試みた。
Comparative Examples 4-6
Based on Table 3, except for changing the formulation of the polymerizable vinyl monomer, the same procedure as in Example 4 was performed to try to synthesize sustained release particles.
しかしながら、後述するミニエマルションの重合安定性(表3の100目濾布残存量欄参照)が低く、IPBCの針状結晶が多量に析出し、濾過時に100目濾布上に残存した。そのため、IPBCを十分に内包するミニエマルション重合を実施することができなかった。 However, the polymerization stability of the miniemulsion described later (see Table 3, remaining amount of 100-mesh filter cloth) is low, and a large amount of IPBC needle-like crystals precipitated and remained on the 100-mesh filter cloth during filtration. Therefore, miniemulsion polymerization which fully encapsulates IPBC could not be carried out.
(配合処方)
各実施例および各比較例における配合処方を表1〜表4に記載する。
(Combination prescription)
Tables 1 to 4 show the formulation of each example and each comparative example.
各表中、原料の配合処方欄の数値は、単位を特に言及しない限り、配合g数を示す。 In each table, the numerical values in the raw material blending prescription column indicate the number of grams blended unless a unit is specifically mentioned.
(評価)
1. ミニエマルションの安定性
(1) 実施例1〜20
実施例1〜20のミニエマルションを室温で所定時間静置した時、疎水性溶液分散粒子(ミニエマルション粒子)のメジアン径を測定した。その結果を以下に示す。
(1−1) 実施例1
調製から20分経過後 194nm
調製から5時間経過後 195nm
調製から24時間経過後 192nm
(1−2) 実施例2
調製から20分経過後 223nm
調製から16時間経過後 223nm
(1−3) 実施例3
調製から20分経過後 231m
調製から5時間経過後 233nm
調製から24時間経過後 233nnm
(1−4) 実施例4〜20
調製から20分経過後のメジアン径の、調製から5時間経過後のメジアン径に対する比は、いずれも0.95〜1.05の範囲内であった。
(Evaluation)
1. Stability of miniemulsion (1) Examples 1-20
When the mini-emulsions of Examples 1 to 20 were allowed to stand at room temperature for a predetermined time, the median diameter of the hydrophobic solution-dispersed particles (mini-emulsion particles) was measured. The results are shown below.
(1-1) Example 1
194 nm after 20 minutes from preparation
195 nm after 5 hours from preparation
192 nm after 24 hours from preparation
(1-2) Example 2
223 nm after 20 minutes from preparation
16 hours after preparation 223 nm
(1-3) Example 3
231m after 20 minutes from preparation
233 nm after 5 hours from preparation
233 nm after 24 hours from preparation
(1-4) Examples 4 to 20
The ratio of the median diameter after 20 minutes from the preparation to the median diameter after 5 hours from the preparation was in the range of 0.95 to 1.05.
また、調製から20分経過後のメジアン径の、調製から24時間経過後のメジアン径に対する比も、いずれも0.95〜1.05の範囲内であった。
(2)比較例1および2
比較例1および2の水分散液を室温で所定時間静置した時、疎水性溶液分散粒子(油滴)の状態を観察し、あるいは、メジアン径を測定した。その結果を以下に示す。
(2−1) 比較例1
調製から1時間経過後 油滴の肥大化(つまり、油滴の合一、相分離)
(2−2) 比較例2
調製から20分経過後 2.06μm
調製から5時間経過後 2.54μm
調製から24時間経過後 3.31μm
2. 100目濾布残存量
実施例1〜20および比較例4〜6のミニエマルション重合後16時間静置後の反応液を、100目の濾布で濾過し、濾布に残存するIPBCの針状結晶の量(質量)を測定した。
The ratio of the median diameter after 20 minutes from the preparation to the median diameter after 24 hours from the preparation was also in the range of 0.95 to 1.05.
(2) Comparative Examples 1 and 2
When the aqueous dispersions of Comparative Examples 1 and 2 were allowed to stand at room temperature for a predetermined time, the state of the hydrophobic solution dispersed particles (oil droplets) was observed, or the median diameter was measured. The results are shown below.
(2-1) Comparative Example 1
1 hour after preparation Enlargement of oil droplets (ie coalescence of oil droplets, phase separation)
(2-2) Comparative Example 2
20 minutes after preparation 2.06 μm
2.54 μm after 5 hours of preparation
24 hours after preparation 3.31 μm
2. 100-mesh filter cloth remaining amount The reaction solution after standing for 16 hours after polymerization of the mini-emulsions of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 4 to 6 was filtered with a 100-mesh filter cloth, and the needle-like IPBC remaining on the filter cloth The amount (mass) of crystals was measured.
その結果、表1および表2に示す。
3. SEM(走査型電子顕微鏡、Scanning Electron Microscope)観察
実施例2で得られた乳濁液を自然乾燥し、さらに、金属コート(導電処理)して、サンプルを調製した。調製したサンプルを、走査型電子顕微鏡(型番「S−4800」、日立ハイテクノロジーズ社製)で、SEM観察した。
The results are shown in Tables 1 and 2.
3. SEM (Scanning Electron Microscope) Observation The emulsion obtained in Example 2 was naturally dried, and further metal-coated (conductive treatment) to prepare a sample. The prepared sample was observed by SEM with a scanning electron microscope (model number “S-4800”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
実施例2のSEM写真の画像処理図を、図1および図2に示す。 Image processing diagrams of the SEM photograph of Example 2 are shown in FIGS.
徐放性粒子は、メジアン径測定値230nmに相当する粒子であることを確認することができる。
4. TEM(透過型電子顕微鏡、Transmission Electron Microscope)観察
実施例2の乳濁液を自然乾燥し、ビスフェノール型液状エポキシ樹脂に分散して、アミンで硬化させた。これをウルトラミクロトームで切断することにより断面を出し、四酸化ルテニウムで染色し、これをウルトラミクロトームで超薄切片に切り出して、サンプルを調製した。調製したサンプルを、透過型電子顕微鏡(型番「H−7100」、日立製作所社製)で、TEM観察した。
It can be confirmed that the sustained-release particles are particles corresponding to a measured median diameter of 230 nm.
4). TEM (Transmission Electron Microscope) Observation The emulsion of Example 2 was naturally dried, dispersed in a bisphenol liquid epoxy resin, and cured with an amine. A cross section was obtained by cutting this with an ultramicrotome, stained with ruthenium tetroxide, and cut into ultrathin sections with an ultramicrotome to prepare a sample. The prepared sample was observed with a transmission electron microscope (model number “H-7100”, manufactured by Hitachi, Ltd.) by TEM.
実施例2のTEM写真の画像処理図を、図3および図4に示す。 Image processing diagrams of the TEM photograph of Example 2 are shown in FIGS.
徐放性粒子の外層(表面)は、四酸化ルテニウムで染色された、極めて薄い乳化剤層に覆われており、徐放性粒子の内層(内部)は、相分離の無い均一な構造であることが分かる。
5. IPBCを含有する徐放性粒子(実施例1、2および比較例3)の徐放性試験
以下の操作に従って、IPBCを含有する実施例1、2および比較例3の徐放性粒子について、IPBCの徐放性試験を実施した。
The outer layer (surface) of the sustained-release particles is covered with an extremely thin emulsifier layer dyed with ruthenium tetroxide, and the inner layer (inner) of the sustained-release particles has a uniform structure without phase separation I understand.
5). Sustained release test of IPBC-containing sustained release particles (Examples 1 and 2 and Comparative Example 3) According to the following procedure, IPBC-containing sustained release particles of Examples 1 and 2 and Comparative Example 3 were subjected to IPBC. A sustained release test was conducted.
すなわち、まず、実施例1、2および比較例3の乳濁液(IPBC濃度10質量%)と、ブランクとしての、IPBCが水に懸濁されたIPBC懸濁液(IPBC濃度30質量%)とを、それぞれ、徐放性試験のサンプルとして用意した。ブランクのサンプルを比較例7とした。 That is, first, the emulsions of Examples 1 and 2 and Comparative Example 3 (IPBC concentration 10% by mass), and the IPBC suspension (IPBC concentration 30% by mass) in which IPBC was suspended in water as a blank, Were prepared as samples for sustained release tests. A blank sample was used as Comparative Example 7.
次いで、ポリプロピレン製50mL遠沈管5本に、用意したサンプルをIPBC質量として、それぞれ20mgとなる量で投入し、次いで、脱イオン水で総量40gとして、IPBC濃度0.05質量%のIPBC含有液を調製した。 Next, the prepared samples were put into 5 polypropylene centrifuge tubes of 50 mL each in an amount of 20 mg as IPBC mass, and then an IPBC-containing liquid having an IPBC concentration of 0.05 mass% with deionized water to make a total amount of 40 g. Prepared.
次いで、この遠沈管5本を振とう機(タイテック・コーポレーション製 TAITEC RECIPRO SHAKER SR−1)にかけて140回/分の振とうを実施し、所定時間毎に振とうを止めて、遠沈管を遠心分離機(マイクロ冷却遠心機3740、久保田製作所社製)にかけて15000rpm、5分間で固液分離した。 Next, the five centrifuge tubes were shaken 140 times / minute on a shaker (TAITEC RECIPRO SHAKER SR-1 manufactured by Taitec Corporation), and the centrifuge tube was centrifuged after stopping shaking at predetermined intervals. Solid-liquid separation was performed at 15000 rpm for 5 minutes by using a machine (microcooled centrifuge 3740, manufactured by Kubota Seisakusho).
固体部は、脱イオン水を添加して総量40gとし、ミクロスパーテルで再分散後、再度、振とう機にかけて振とうを継続した。 The solid part was added with deionized water to a total amount of 40 g, re-dispersed with microspatel, and then shaken again with a shaker.
一方、液体部は、島津製作所製HPLCを用いて、IPBCを定量し、徐放率を算出した。 On the other hand, the liquid part quantified IPBC using Shimadzu HPLC, and calculated the sustained release rate.
各振とう時間における徐放率は、積算値(つまり、総徐放率)として算出した。 The sustained release rate at each shaking time was calculated as an integrated value (that is, total sustained release rate).
その結果を図5に示す。 The result is shown in FIG.
ミニエマルション重合により得られた実施例1および2の徐放性粒子は、ブランクである比較例7のIPBC懸濁液のIPBCに比べて、徐放速度が遅い一方、懸濁重合により得られた比較例3で調製したIPBCに比べて、徐放速度が速かった。 The sustained-release particles of Examples 1 and 2 obtained by miniemulsion polymerization were obtained by suspension polymerization, while the slow-release rate was slower than the IPBC suspension IPBC suspension of Comparative Example 7 which was a blank. Compared to the IPBC prepared in Comparative Example 3, the sustained release rate was faster.
上記を考察すると、実施例1の徐放性粒子は、平均粒子径が201nmであることから、表面積が、平均粒子径が10μmの比較例3の徐放性粒子の表面積に対して約50倍広いことを考慮すると、比較例3の徐放性粒子に比べて、徐放性粒子の単位表面積当たりの徐放性に優れている。 Considering the above, since the sustained-release particles of Example 1 have an average particle diameter of 201 nm, the surface area is about 50 times the surface area of the sustained-release particles of Comparative Example 3 having an average particle diameter of 10 μm. In consideration of the wide range, the sustained release per unit surface area of the sustained release particles is superior to the sustained release particles of Comparative Example 3.
本発明の徐放性粒子は、各種の工業製品に適用することができ、例えば、屋内外の塗料、ゴム、繊維、樹脂、プラスチック、接着剤、目地剤、シーリング剤、建材、コーキング剤、土壌処理剤、木材、製紙工程における白水、顔料、印刷版用処理液、冷却用水、インキ、切削油、化粧用品、不織布、紡糸油、皮革などに、抗生物活性(防かび性)を発現する添加剤として添加することができる。 The sustained-release particles of the present invention can be applied to various industrial products, such as indoor and outdoor paints, rubber, fibers, resins, plastics, adhesives, joint agents, sealing agents, building materials, caulking agents, soils. Additives that exhibit antibiotic activity (antifungal properties) in processing agents, wood, white water, pigments, printing plate processing liquid, cooling water, ink, cutting oil, cosmetics, non-woven fabric, spinning oil, leather, etc. It can be added as an agent.
Claims (3)
ミニエマルション重合により得られる前記重合体は、Hansenで定義され、van Klevelen and Hoftyzer法で算出される溶解度パラメータδの双極子間力項δp,polymerが5.0〜6.0[(J/cm3)1/2]であり、前記溶解度パラメータδの水素結合力項δh,polymerが9.0〜9.9[(J/cm3)1/2]であり、
前記乳化剤は、アニオン系乳化剤およびノニオン系乳化剤が併用されていることを特徴とする、徐放性粒子の製造方法。 A hydrophobic solution is prepared by dissolving 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate with a hydrophobic polymerizable vinyl monomer, and an aqueous emulsifier solution is prepared by mixing water and an emulsifier. In the emulsifier aqueous solution, the emulsion is mixed once and emulsified, and the polymerizable vinyl monomer is subjected to miniemulsion polymerization in the presence of a polymerization initiator, and the average particle diameter containing 3-iodo-2-propynylbutylcarbamate is less than 1 μm. Sustained release particles obtained by producing a polymer,
The polymer obtained by miniemulsion polymerization is defined by Hansen and has a dipole force term δ p, polymer of a solubility parameter δ calculated by the van Klevelen and Hoftyzer method of 5.0 to 6.0 [(J / cm 3) 1/2], wherein the solubility parameter hydrogen bonding term [delta] h, Polymer of [delta] is 9.0~9.9 [(J / cm 3) 1/2] der is,
Wherein the emulsifier is characterized Rukoto anionic emulsifiers and nonionic emulsifiers are used together, a process for producing a sustained-release particles.
前記第1モノマーは、前記第1モノマーから得られる重合体を構成するモノマー単位の前記溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st monomer unit(s)が5.6〜6.0[(J/cm3)1/2]であり、前記溶解度パラメータδの水素結合力項δh,1st monomer unit(s)が9.2〜9.9[(J/cm3)1/2]である第1モノマーを50質量%以上含有することを特徴とする、請求項1に記載の徐放性粒子の製造方法。 The polymerizable vinyl monomer contains 50% by mass or more of the first monomer,
The first monomer has a dipole force term δ p, 1st monomer unit (s) of the solubility parameter δ of the monomer unit constituting the polymer obtained from the first monomer of 5.6 to 6.0 [( J / cm 3 ) 1/2 ], and the hydrogen bonding force term δ h, 1st monomer unit (s) of the solubility parameter δ is 9.2 to 9.9 [(J / cm 3 ) 1/2 ]. The method for producing sustained-release particles according to claim 1, wherein the first monomer is contained in an amount of 50% by mass or more.
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