JP5888029B2

JP5888029B2 - 臭気成分の担体

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Publication number: JP5888029B2
Application number: JP2012058589A
Authority: JP
Inventors: 光洋太田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: JP2013189604A

Description

本発明は、多孔質粒子に臭気成分を担持させた臭気成分の担体に関し、加水、加圧等の条件を加えることで、臭気成分の担体から臭気が放出する技術に関わるものである。

ニオイ（香り）は、大別すると、２種類に分類でき、一つは心地良いと感じられるニオイで、例えば花や香水のようなニオイであり、もう一つは不快と感じるニオイ（香り）である。また、そのニオイ（香り）を感じる対象が、人間だけではなく、動物も対象となるものである。

このように私たちの周りには、香りが多く存在している。例えば、特許文献１には、視覚的に表現された触感を有する印刷物を、使用者が指で触れることにより、自発的に香りを発する印刷物として、香料マイクロカプセルを練り込んだインキを用いた層を表面に露出させたものが開示されている。この印刷物は、木材柄の絵柄上にヒノキの香りを発生させたり、畳柄の絵柄上にイグサの香りを発生させたり、皮革柄の絵柄上にレザーの香りを発生させた化粧材などが例示されている。

また、特許文献２には、昇華型熱転写受像シートにおいて、受容層上に、マイクロカプセル化した香料の芳香成分を含有する印刷層を設けることが記載されている。この熱転写受像シートは、転写圧により、また手で圧力を加えることにより、マイクロカプセルから花や果物などの芳香が発散することが示されている。

また、特許文献３には、動物用忌避剤を有効成分として内包するマイクロカプセルを、シート上に分散塗布または含浸した動物用忌避シートが開示されている。しかし、上記のいずれにおいても、ニオイを発する臭気発生物質が表面に存在し、ニオイを発生しやすい状態にはあるが、表面に水がかかると、マイクロカプセル化した香料が瞬く間に溶解し破壊してしまい、持続的にニオイ発生の機能を発揮できない問題がある。また、ニオイが発生し終えたシート（物）は廃棄する上で、燃やすと二酸化炭素などのガスが発生する、また産業廃棄物として埋め立てた場合、土壌化しないので、地球環境に悪影響を及ぼす問題がある。

特開２００５−１８６３８９号公報特開２００２−１８７３６８号公報特開２０１０−２２２３１１号公報

したがって、上記の問題を解決するために本発明の目的は、ニオイ発生が持続でき、またニオイ発生を終えたものを廃棄する上で、地球環境を破壊する温暖化ガスの発生を抑え、さらに土壌化することが可能な臭気成分の担体を提供することである。

上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、多孔質粒子に臭気成分を担持させた臭気成分の担体であって、前記臭気成分が臭気物質を内包したマイクロカプセルを含み、かつ染料をさらに含むもので、前記多孔質粒子がセルロース粒子または多孔質セラミックスであり、かつ前記染料に対して非染色性であることを特徴とする臭気成分の担体である。これにより、上記の臭気成分の担体は、臭気成分からのニオイの発生が持続でき、またニオイの発生を終えたものを廃棄する上で、地球環境を破壊する温暖化ガスの発生を抑え、さらに土壌化することが可能となる。

また、本発明は、前記の臭気成分は、染料をさらに含むもので、かつ前記多孔質粒子が前記染料に対して非染色性であることにより、臭気成分が着色され、かつ多孔質粒子は染色しないものであり、臭気成分が揮散した程度が、その臭気成分の色調変化で判別できる。尚、多孔質粒子が染色性を有していると、臭気成分の揮散状態を示す色調変化が判別できなくなるので、多孔質粒子は非染色性であることが条件となる。臭気成分の色調変化が臭気の放出程度を示すものとなり、つまり臭気の放出の時間経過を示すインジケーターとして機能する。

本発明の臭気成分の担体は、ニオイ発生が持続でき、またニオイ発生を終えたものを廃棄する上で、地球環境を破壊する温暖化ガスの発生を抑え、さらに土壌化することが可能であり、非常に有用なものである。

本発明の臭気成分の担体の一つの実施形態を示す模式図である。

次に、発明の実施の形態について、詳述する。
図１は本発明の臭気成分の担体の模式図であり、臭気成分の担体１の構成が分かり易いように単純化して示した。多数の多孔質粒子の骨格３からなる多孔質粒子２において、その多孔質粒子に、臭気成分４が担持されている。図１は各構成を単純化して示したもので、多孔質粒子の骨格、また臭気成分を各々同一サイズで示したが、サイズの違い、形状の違いは実際存在するものである。

臭気成分を拡大した図で示すように臭気成分４は、外殻５から構成されるマイクロカプセルと、そのマイクロカプセル内に有する臭気物質６を含んだものであり、外殻の内部に臭気物質が固体、液体あるいは気体の状態で閉じ込められたものである。また図では臭気物質がマイクロカプセル内に隙間無く入ったもので示しているが、空隙があってもよい。

以下、臭気成分の担体を構成する各要素について、詳細に説明する。
（多孔質粒子）
本発明の臭気成分の担体における臭気成分を担持する多孔質粒子２は、有機物質または無機物質の多孔質粒子の骨格３から構成される。その有機物質としては、本発明では臭気成分の担体を使用後の廃棄上、生分解性があり、また焼却した場合、有害なガスを発生することがないセルロース粒子を用いる。また多孔質粒子を構成する無機物質の粒子骨格として、シリカ、アルミナ、ゼオライト（アルミノケイ酸塩）等の多孔質のセラミックスを用いる。この多孔質セラミックスを用いることで、臭気成分の担体を使用後の廃棄上、自然放置で土壌化しやすい。

上記のセルロース粒子は、市販されているレンゴー（株）製ビスコパール（登録商標）を用いることができる。使用するセルロース粒子としては、粒子の骨格による細孔は約１００μｍ程度であり、多孔質粒子として空隙率が９０％程度あり、臭気成分を担持しやすいものである。上記の多孔質粒子のセルロース粒子または多孔質セラミックスのいずれにおいても、粒子骨格で形成される細孔に、臭気成分（マイクロカプセルと、そのマイクロカプセル内に有する臭気物質を含む）を担持する。

（臭気成分）
上記の多孔質粒子に担持されている臭気成分４は、外殻５から構成されるマイクロカプセルと、そのマイクロカプセル内に有する臭気物質６を含んだものである。臭気物質としては、その種類は特に限定されるものではない。例えば、人に快感を与える香料を臭気物質とする、または人や動物に対し不快と感じるニオイ（香り）を発する臭気物質とすることができる。香料の場合には、動物性香料、あるいは植物性香料の天然香料や合成香料があげられる。

合成香料としては、例えば、アルコール類、フェノール類のヒドロキシ化合物及びそれらの誘導体、アルデヒド類、ケトン類のカルボニル化合物などがあげられる。市場には数多くの香料など臭気物質が存在しており、それらを混合して希望の香りを調香したものも数多く使用されている。本発明においては、使用目的、用途に応じて適宜選択すればよく、人間を対象とするものから、動物や昆虫に対する求引剤、忌避剤、殺虫成分なども臭気物質として利用できるものである。

上記の動物に対する忌避剤としては、例えば、シカやイノシシ、ヒツジ等の動物を忌避させたい場合、３−メルカプト−３−メチル−１−ブタノール、ゲットウ、カプサイシン、アンモニア等が使用できる。また、これらの忌避剤を複数で組み合わせて使用することもできる。

臭気成分のマイクロカプセルにおける外殻は、ゼラチン、澱粉誘導体、セルロース誘導体、寒天等の水溶性高分子の物質で構成することが好ましい。それは、臭気成分を有する担体が、水分を加えられた場合、外殻が溶解して、マイクロカプセル内に封じこめられていた臭気物質が外に拡散（揮散）しやすいからである。本発明の臭気成分の担体で使用されるマイクロカプセルは、平均直径で０．１〜１０μｍのものが好ましく、上記の外殻から構成されるマイクロカプセル内に臭気物質６を有する形態である。

上記のマイクロカプセルは、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、界面重合法、コアセルベーション法、界面沈殿法、液中乾燥法、相分離法、融解分散冷却法、スプレードライング法等の公知の製造方法により作製される。マイクロカプセルの形状は球形が多く用いられるが，非球形（不定形ともいう）のものを用いることもできる。また、臭気物質を入れる空間が一つであるマイクロカプセルの単核カプセル、また、その臭気物質を入れる空間が複数個ある多核カプセルのいずれでも使用できる。

また臭気成分は染料を溶解させて着色化したものが好ましく用いられる。それは、本発明の臭気成分の担体における臭気の放出程度が判別でき、臭気の放出が無くなったことを減色（消色）により分かり易くしているからである。その際に上記で説明した多孔質粒子が染料により着色されやすいものであると、臭気成分の有無による着色変化が分からなくなるので、多孔質粒子は非染色性である必要がある。したがって、臭気成分を着色化させる染料は、臭気成分の要素である臭気物質の溶媒には溶解しやすく、多孔質粒子には染色しにくいものを選定する。
染料はマイクロカプセルの中、又は外のいずれに存在していても良い。多孔質粒子の着色を防止する観点からは、染料がマイクロカプセルに内包されていることが好ましく、染料の視認性の観点からは、染料はマイクロカプセルの外に存在することが好ましい。

本発明の臭気成分の担体で使用される多孔質粒子はセルロース粒子または多孔質セラミックスであり、また臭気成分の担体で使用される染料は、その多孔質粒子を染色しにくい染料であり、かつ臭気成分の臭気物質の溶媒である有機溶剤に溶解しやすい染料が用いられる。これに適用できる染料として、油溶性染料が好ましい。ここで、油溶性染料は、室温（２０℃）において、有機溶剤に３質量％以上溶解するものを言う。又、有機溶剤とは、「溶剤ハンドブック」等に記載の有機溶剤を意味し、それらの例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、ジオキサン、アセトニトリル、ジクロロメタン、クロロホルムなどを挙げることができる。

上記の油溶性染料としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｒｅｄ５４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｒｅｄ６０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｒｅｄ７３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｒｅｄ９２、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｙｅｌｌｏｗ５１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｙｅｌｌｏｗ５４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｙｅｌｌｏｗ６４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｙｅｌｌｏｗ７９、
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｂｌｕｅ５６、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｂｌｕｅ７９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｂｌｕｅ８１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ．Ｂｌｕｅ１３９等の分散染料、又は
Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｒｅｄ２３、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｒｅｄ２４、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｒｅｄ２６、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｙｅｌｌｏｗ２、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｙｅｌｌｏｗ７、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｙｅｌｌｏｗ１４、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｂｌｕｅ３７、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ．Ｂｌｕｅ３８等の油溶染料等がある。

臭気成分の担体を製造する方法としては、上記の臭気成分を多孔質粒子に担持させる方法であり、例えば、マイクロカプセルの外殻となるゼラチンなどの水溶性高分子に、臭気物質を相溶させたものをマイクロカプセル化し、多孔質粒子の細孔に圧入する方法が挙げられる。多孔質粒子と臭気成分との配合は、多孔質粒子を１００質量部に対し、臭気成分は５〜２０質量部が好ましい。臭気成分が少なすぎると、予定する臭気の発生が少なく、また臭気成分が多すぎると、加水、加圧等の条件を加える意識がなくても、取扱い上で臭気が発生しやすくなり好ましくない。

上記に説明した多孔質粒子に、臭気成分を担持させて、臭気成分の担体となるが、その臭気成分はマイクロカプセルと、そのマイクロカプセル内に有する臭気物質を含む構成である。その臭気成分を多孔質粒子に担持させるには、多孔質粒子の骨格で形成される細孔で、その臭気成分のマイクロカプセルの外殻と、その骨格とが接して固定することで、臭気成分の担持性が向上する。その際に、マイクロカプセルの外殻表面に、あるいは多孔質粒子の表面に、カルナバワックス、ライスワックス等の天然ワックスを付与させることができる。

本発明の臭気成分の担体は、上記に説明したとおり、多孔質粒子に臭気成分を担持させたものであって、その臭気成分がマイクロカプセルと、そのマイクロカプセル内に有する臭気物質を含むもので、その多孔質粒子がセルロース粒子または多孔質セラミックスである。多数の細孔を有する多孔質粒子に、臭気物質をマイクロカプセル内に有する状態のマイクロカプセル形状である臭気成分が、担持されている。つまり、多孔質粒子の骨格で形成される細孔に、臭気成分が付着しているので、水が供給される、あるいは圧力が加わった場合などで、マイクロカプセルの外殻が溶解する、あるいは破壊して、臭気物質が露出して、ニオイが発生する。そのニオイ発生源であるマイクロカプセル内の臭気物質は、多孔質粒子の骨格からなる多数の細孔に、存在しているので、上記のニオイ発生は長期間（数日、数週間）継続させることができる。

また、上記のマイクロカプセルの外殻表面に、あるいは多孔質粒子の表面に、天然ワックスを付与させて、臭気成分が多孔質粒子に強固に、付着していれば、水あるいは圧力が加わることで、臭気成分が多孔質粒子から簡単に分離することがなく、上記のニオイ発生の持続性は、より長期化して好ましい。

次に実施例及び参考例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。以下、特に断りのない限り、部又は％は質量基準である。
（参考例１）
真空チャンバー内に平均粒径２ｍｍの多孔質粒子であるセルロース粒子（レンゴー（株）製ビスコパールＡ（登録商標））５００質量部を投入した。これとは別に、臭気物質として用意したバラの花の香りの香料３０質量部をメチルエチルケトン１００質量部に溶解したものを用意した。さらに、ゼラチン３０質量部を水１００質量部に溶解したものを用意した。尚、上記香料の溶液と、ゼラチン溶液は予め混合攪拌して、香料をカプセル内に有するマイクロカプセルが分散した溶液にした。つまり臭気成分の分散した溶液を用意した。

上記の真空チャンバー内を減圧下におきながら、先に調製した臭気成分の分散溶液を加え、多孔質粒子であるセルロース粒子に充分浸透させた後、３０分間攪拌して大気圧に戻した。真空チャンバー内を６０℃に加熱しながら減圧し、水及びメチルエチルケトンを蒸発分離させてバラの花の香りの香料を臭気物質としてマイクロカプセル化とした臭気成分を多孔質粒子に担持させた臭気成分の担体を作製した。

上記の作製した臭気成分の担体は、外にある庭に散布したところ、３日間、バラのかおりの発生が持続できた。また、その臭気成分の担体は、庭に放置して、土壌化し、地球環境上、問題が発生しなかった。但し、臭気成分の担体を散布後、すぐに水も散布し、また散布後、毎日１回、臭気成分の担体に水を散布する条件である。この条件は、以下の実施例及び参考例の全てにおいて、行なった。

（参考例２）
上記の参考例１の臭気成分の担体の作製において、参考例１と同様に、真空チャンバー内に平均粒径２ｍｍの多孔質粒子であるセルロース粒子（レンゴー（株）製ビスコパールＡ（登録商標））５００質量部を投入した。そして、これとは別に、臭気物質として用意したバラの花の香りの香料３０質量部と、カルナバワックス２０質量部をメチルエチルケトン１００質量部に溶解ないし分散したものを用意した。さらに、ゼラチン３０質量部を水１００質量部に溶解したものを用意した。尚、上記香料の液と、ゼラチン溶液は予め混合攪拌して、香料をカプセル内に有するマイクロカプセル（カプセルの外殻がカルナバワックスで被覆されるように）が分散した溶液にした。つまり臭気成分の分散液を用意した。

上記の真空チャンバー内を減圧下におきながら、先に調製した臭気成分の分散液を加え、多孔質粒子であるセルロース粒子に充分浸透させた後、３０分間攪拌して大気圧に戻した。真空チャンバー内を６０℃に加熱しながら減圧し、水及びメチルエチルケトンを蒸発分離させてバラの花の香りの香料を臭気物質としてマイクロカプセル化とした臭気成分を多孔質粒子に担持させた臭気成分の担体を作製した。但し、この臭気成分の担体は、臭気成分が多孔質粒子の細孔にカルナバワックスを介して付着していて、臭気成分の多孔質粒子との接着性は参考例１のものよりも高いものであった。

上記の作製した臭気成分の担体は、外にある庭に散布したところ、５日間、バラのかおりの発生が持続できた。また、その臭気成分の担体は、庭に放置して、土壌化し、地球環境上、問題が発生しなかった。

（参考例３）
参考例１で作製した臭気成分の担体の作製条件で、バラの花の香りの香料の代わりに、カプサイシンに変更して、その他は参考例１と同様にして、臭気成分の担体を作製した。その作製した臭気成分の担体を、外にある庭に散布したところ、３日間、ニオイ発生が持続し、野良猫などの忌避剤として、有効なものであった。また、その臭気成分の担体は、庭に放置して、土壌化し、地球環境上、問題が発生しなかった。

（参考例４）
参考例２で作製した臭気成分の担体の作製条件で、バラの花の香りの香料の代わりに、カプサイシンに変更して、その他は参考例２と同様にして、臭気成分の担体を作製した。その作製した臭気成分の担体は、外にある庭に散布したところ、５日間、ニオイ発生が持続し、野良猫などの忌避剤として、有効なものであった。また、その臭気成分の担体は、庭に放置して、土壌化し、地球環境上、問題が発生しなかった。

（参考例５〜８）
上記の参考例１〜４で、多孔質粒子としてセルロース粒子の代わりに、平均粒径１００μｍの多孔質セラミックスである多孔質シリカに変更した以外は、参考例１〜４の条件により、参考例５〜８の臭気成分の担体を作製した。そして、上記と同様に、外にある庭に散布したところ、参考例１〜４と同様の結果が得られた。すなわち、参考例５は参考例１と同様の結果であり、参考例６は参考例２と同様の結果であり、参考例７は参考例３と同様の結果であり、参考例８は参考例４と同様の結果であった。

（実施例９〜１２）
上記の参考例１〜４で作製した臭気成分の担体の条件で、臭気成分として、赤色染料をメチルエチルケトン１００質量部に溶解ないし分散したものをさらに添加した以外は、参考例１〜４の条件により、実施例９〜１２の臭気成分の担体を作製した。そして、上記と同様に、外にある庭に散布したところ、参考例１〜４と同様の結果が得られた。さらに、実施例９〜１２の臭気成分の担体は、臭気成分が揮散した程度が、その臭気成分の色調変化で判別でき、臭気発生が終了したことが、染料の色（赤色）が無くなったことで容易に判別することができ、実用性の高いものであった。

１臭気成分の担体
２多孔質粒子
３多孔質粒子の骨格
４臭気成分
５外殻
６臭気物質

Claims

多孔質粒子に臭気成分を担持させた臭気成分の担体であって、前記臭気成分が臭気物質を内包したマイクロカプセルを含み、かつ染料をさらに含むもので、前記多孔質粒子がセルロース粒子または多孔質セラミックスであり、かつ前記染料に対して非染色性であることを特徴とする臭気成分の担体。