JP7472511B2 - マイクロカプセル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
マイクロカプセルの製造方法には、コアセルベーション法を適用したものがある。さらに、コアセルベーション法には、1種のみの高分子で壁材を構成する単純コアセルベーション法と、2種以上の高分子で壁材を構成する複合コアセルベーション法がある。複合コアセルベーション法では、アニオン性高分子とカチオン性高分子で壁材を構成する。複合コアセルベーション法は、壁材が強固なマイクロカプセルを製造するのに適している。
本発明の第3の態様は、水の存在下で、ゼラチンと、芯物質と、を混合することにより、乳化液を作製する工程と、水の存在下で、アニオン性高分子と、前記乳化液と、を混合することにより、混合液(A)を作製する工程と、前記混合液(A)と、水と、を混合することにより、混合液(2B)を作製する工程と、前記混合液(2B)と、酸と、を混合することにより、酸性の混合液(2C)を作製する工程と、前記混合液(2C)と、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を混合することにより、混合液(2D)を作製する工程と、前記混合液(2D)を、その温度が10℃以下となるまで冷却する工程と、冷却後の前記混合液(2D)と、多価金属塩と、を混合することにより、混合液(2E)を作製する工程と、前記混合液(2E)と、塩基と、を混合することにより、pHが調節されたマイクロカプセルの水分散体を作製する工程と、を有する、マイクロカプセルの製造方法である。
本発明の一実施形態に係るマイクロカプセルは、ゼラチンと、アニオン性高分子と、多価金属塩と、HLB(Hydrophilic-Lipophilic Blance)値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を含んで構成され、芯物質を内包する。
前記マイクロカプセルは、後述するように、複合コアセルベーション法を適用することで、製造できる。
前記ゼラチン及びアニオン性高分子は、前記マイクロカプセルの壁材の構成成分(本明細書においては、「壁材成分」と略記することがある)であり、複合コアセルベーション法によって、壁材を構成する。
前記壁材は、上記のとおり、前記ゼラチン及びアニオン性高分子によって、構成されており、前記多価金属塩は、壁材の強固な構造の維持に寄与している。
前記ゼラチンは、前記アニオン性高分子とともに、マイクロカプセルの壁材成分となっている。
壁材を構成しているゼラチンは、その分子中にカチオン部を有するカチオン性高分子である。
ゼラチンの分子量は、例えば、20000~9000000であってもよい。
前記アニオン性高分子は、その分子中にアニオン部を有する高分子であり、ゼラチンとともに、マイクロカプセルの壁材成分となっている。
アニオン性高分子としては、例えば、酸基が解離(アニオン化)した基を有する高分子が挙げられ、カルボキシ基(-C(=O)-OH)が解離(アニオン化)した基、すなわちカルボキシラートアニオン(-C(=O)-O-)を有する高分子が好ましい。
1分子のアニオン性高分子においては、一部又は全てのアニオン性基が、カチオンとともに塩を形成していてもよい。
前記多価金属イオンとしては、例えば、カルシウムイオン(Ca2+)、マグネシウムイオン(Mg2+)等のアルカリ土類金属イオン等が挙げられる。
アニオン性高分子の分子量は、アニオン性高分子の種類によって異なっていてもよい。
例えば、アラビアガムの分子量は200000~2000000であってもよく、アルギン酸ナトリウムの分子量は40000~4000000であってもよく、カルボキシメチルセルロースナトリウムの分子量は20000~400000であってもよく、キサンタンガムの分子量は2000000~50000000であってもよく、ペクチンの分子量は50000~360000であってもよい。
前記マイクロカプセルは、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤を含むことで、マイクロカプセル自体の凝集及び合一が抑制され、マイクロカプセルの形成過程にある壁材成分についても、凝集及び合一が抑制される。さらに、マイクロカプセルの平均粒子径が小さくなる。
前記非イオン性界面活性剤の一部又は全ては、前記マイクロカプセル中の壁材、特に、壁材の外側(換言すると、壁材の芯物質を内包している側とは反対側)の面、に付着していると推測される。
非イオン性界面活性剤のHLB値の上限値は、特に限定されない。非イオン性界面活性剤のHLB値は、例えば、19以下、18以下、16.5以下、15以下、及び13.5以下のいずれかであってもよい。
非イオン性界面活性剤としては、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ポリマー、ポリオキシアルキレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。
HO-(CH2CH2O)m2-(CH2CH(CH3)O)n2-(CH2CH2O)l2-H (G3)
(一般式(G3)中、m2、n2及びl2は、それぞれ独立に2以上の整数である。)で表されるものが挙げられる。
前記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等が挙げられる。
前記マイクロカプセルは、前記多価金属塩を含むことで、その壁材が強固となっている。
前記多価金属塩の一部又は全ては、マイクロカプセル中で、壁材成分同士を結び付けることに寄与していると推測される。より具体的には、多価金属塩中の多価金属イオンが、1分子の壁材成分中の異なる部位同士の間に介在して、これら部位同士を電気的引力により連結させているか、又は、2分子の壁材成分同士の間に介在して、これら2分子同士を電気的引力により連結させていると推測される。すなわち、多価金属塩は、公知の架橋剤と同様の作用を発現していると推測され、本明細書においては、このような多価金属塩を架橋剤と称することがある。
例えば、多価金属塩は、多価金属無機塩及び多価金属有機塩のいずれであってもよい。
多価金属塩は水和物及び非水和物のいずれであってもよい。
前記マイクロカプセル中の壁材は、本発明の効果を損なわない範囲において、ゼラチン以外のカチオン性高分子(本明細書においては、「他のカチオン性高分子」と称することがある)を含んで構成されていてもよい。
前記他のカチオン性高分子としては、例えば、キトサン、カゼイン、ポリエチレンイミン、カチオン変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。
前記マイクロカプセルは、本発明の効果を損なわない範囲において、HLB値が12未満の非イオン性界面活性剤(本明細書においては、「他の非イオン性界面活性剤」と称することがある)を含んで構成されていてもよい。
前記他の非イオン性界面活性剤としては、例えば、HLB値が12未満である点を除けば、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤として先に挙げた非イオン性界面活性剤と同様であるものが挙げられる。すなわち、前記他の非イオン性界面活性剤として、より具体的には、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ポリマー;ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル等のポリオキシアルキレンスチレン化フェニルエーテル;ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。
前記芯物質は、特に限定されず、目的に応じて任意に選択できる。
芯物質は、常温で液状であるものが好ましく、常温でオイル状であるものがより好ましい。
本明細書において、「常温」とは、特に冷やしたり、熱したりしない温度、すなわち平常の温度を意味し、例えば、15~25℃の温度等が挙げられる。
前記マイクロカプセルは、生体に対する安全性が高いため、芯物質が生体に対して使用するのに適した成分である場合に、前記マイクロカプセルの優れた効果がより発揮される。
前記マイクロカプセルの平均粒子径の下限値は、特に限定されない。例えば、平均粒子径が4μm以上であるマイクロカプセルは、より容易に製造できる。
◇製造方法(1)
本発明の一実施形態に係るマイクロカプセルの製造方法(本明細書においては、「製造方法(1)」と称することがある)は、水の存在下で、ゼラチンと、芯物質と、を混合することにより、乳化液を作製する工程(本明細書においては、「乳化工程」と称することがある)と、
水の存在下で、アニオン性高分子と、前記乳化液と、を混合することにより、混合液(A)を作製する工程(本明細書においては、「乳化液混合工程」と称することがある)と、
前記混合液(A)と、酸と、を混合することにより、酸性の混合液(1B)を作製する工程(本明細書においては、「酸性化(1)工程」と称することがある)と、
前記混合液(1B)と、水と、を混合することにより、混合液(1C)を作製する工程(本明細書においては、「水混合(1)工程」と称することがある)と、
前記混合液(1C)と、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を混合することにより、混合液(1D)を作製する工程(本明細書においては、「界面活性剤混合(1)工程」と称することがある)と、
前記混合液(1D)を、その温度が10℃以下となるまで冷却する工程(本明細書においては、「冷却(1)工程」と称することがある)と、
冷却後の前記混合液(1D)と、多価金属塩と、を混合することにより、混合液(1E)を作製する工程(本明細書においては、「多価金属塩混合(1)工程」と称することがある)と、
前記混合液(1E)と、塩基と、を混合することにより、pHが調節されたマイクロカプセルの水分散体を作製する工程(本明細書においては、「塩基混合(1)工程」と称することがある)と、を有する。
前記乳化工程においては、水の存在下で、ゼラチンと、芯物質と、を混合することにより、乳化液を作製する。
前記乳化液は、ゼラチンと、水と、芯物質と、を含有する。
水とゼラチン水溶液の加熱温度は、40~75℃であることが好ましく、40~60℃であることがより好ましい。前記加熱温度が前記下限値以上であることで、加熱の効果がより顕著に得られる。前記加熱温度が前記上限値以下であることで、ゼラチン又は芯物質の変質など、加熱による弊害を抑制する効果がより高くなる。
ここで、水の使用量とは、ゼラチンと、水と、芯物質と、を配合する場合には、この水の量であり、ゼラチン水溶液と、芯物質と、を配合し、別途水を配合しない場合には、ゼラチン水溶液中の水の量であり、ゼラチン水溶液と、芯物質と、別途水と、を配合する場合には、ゼラチン水溶液中の水と、これとは別途配合する水と、の合計量である。
乳化工程で用いる他の成分(01)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
通常は、乳化工程において、ゼラチンと、水と、芯物質と、の合計使用量に対する、他の成分(01)の使用量の割合([他の成分(01)の使用量]/([ゼラチンの使用量]+[水の使用量]+[芯物質の使用量])×100)は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
ここで、水の使用量とは、先に説明したとおりである。
撹拌手段の撹拌速度は、例えば、5000~15000rpm、及び7500~12500rpmのいずれかであってもよいが、これに限定されない。例えば、ゼラチンの使用量が、5~15gである場合、このような撹拌速度は、特に好適である。ただし、ゼラチンの使用量は、これに限定されない。また、このような撹拌速度は、本工程のうち、少なくとも、水の存在下で、ゼラチンと、芯物質と、必要に応じて他の成分(01)と、をすべて配合後に、適用することが好ましい。
前記乳化液混合工程においては、水の存在下で、アニオン性高分子と、前記乳化液と、を混合することにより、混合液(A)を作製する。
前記混合液(A)は、アニオン性高分子と、ゼラチンと、水と、芯物質と、を含有する。
水とアニオン性高分子水溶液の加熱温度は、40~75℃であることが好ましく、40~60℃であることがより好ましい。前記加熱温度が前記下限値以上であることで、加熱の効果がより顕著に得られる。前記加熱温度が前記上限値以下であることで、アニオン性高分子、ゼラチン又は芯物質の変質など、加熱による弊害を抑制する効果がより高くなる。
アニオン性高分子水溶液に前記乳化液を添加する場合には、前記乳化液をアニオン性高分子水溶液に一括添加してもよいし、滴下してもよい。前記乳化液にアニオン性高分子水溶液を添加する場合には、アニオン性高分子水溶液を前記乳化液に一括添加してもよいし、滴下してもよい。
ここで、水の使用量とは、アニオン性高分子と、水と、前記乳化液と、を配合する場合には、この水の量であり、アニオン性高分子水溶液と、前記乳化液と、を配合し、別途水を配合しない場合には、アニオン性高分子水溶液中の水の量であり、アニオン性高分子水溶液と、前記乳化液と、別途水と、を配合する場合には、アニオン性高分子水溶液中の水と、これとは別途配合する水と、の合計量である。
乳化液混合工程で用いる他の成分(02)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
通常は、乳化液混合工程において、アニオン性高分子と、水と、前記乳化液と、の合計使用量に対する、他の成分(02)の使用量の割合([他の成分(02)の使用量]/([アニオン性高分子の使用量]+[水の使用量]+[前記乳化液の使用量])×100)は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
ここで、水の使用量とは、先に説明したとおりである。
前記酸性化(1)工程においては、前記混合液(A)と、酸と、を混合することにより、酸性の混合液(1B)を作製する。
混合液(A)中のゼラチンは、カチオン性基を有していないために、カチオン性高分子とは見做せない状態にあるか、又は、カチオン性基を有していても、その数が少なく、カチオン性高分子としての性質を十分に有していない状態にある。
これに対して、混合液(1B)中のゼラチンは、酸の作用によって、カチオン性基の数が十分に多く、カチオン性高分子としての性質を十分に有している状態であり、明らかにカチオン性高分子である。
すなわち、混合液(1B)は、ゼラチン(カチオン性高分子)と、アニオン性高分子と、水と、芯物質と、を含有する。
前記無機酸としては、例えば、塩酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、リン酸(H3PO4)等が挙げられる。
前記有機酸としては、例えば、クエン酸(HOOCCH2C(COOH)(OH)CH2COOH)、酢酸(CH3COOH)等が挙げられる。
酸を水溶液として添加しない場合には、混合液(A)に酸を添加することが好ましく、酸を混合液(A)に一括添加してもよいし、滴下又は分割添加してもよい。
酸性化(1)工程で用いる他の成分(03)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
通常は、酸性化(1)工程において、混合液(A)と、酸と、の合計使用量に対する、他の成分(03)の使用量の割合([他の成分(03)の使用量]/([混合液(A)の使用量]+[酸の使用量])×100)は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
ここで、酸の使用量とは、酸を水溶液として添加しない場合には、この酸の量であり、
酸を水溶液として添加する場合には、酸水溶液中の酸の量である。
酸水溶液の混合液(A)への添加又は滴下は、30~75℃の温度条件下で行うことが好ましく、40~60℃の温度条件下で行うことがより好ましい。
前記水混合(1)工程においては、前記混合液(1B)と、水と、を混合することにより、混合液(1C)を作製する。
混合液(1C)中では、混合液(1B)中よりも水の含有量が多いことにより、ゼラチンとアニオン性高分子による壁材の形成が促進される。
混合液(1C)は、ゼラチン(カチオン性高分子)と、アニオン性高分子と、水と、芯物質と、を含有する。
水の加熱温度は、40~75℃であることが好ましく、40~60℃であることがより好ましい。
水混合(1)工程で用いる他の成分(03)は、酸性化(1)工程で用いる他の成分(03)と、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
水混合(1)工程で用いる他の成分(03)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
通常は、水混合(1)工程において、混合液(1B)と、水と、の合計使用量に対する、他の成分(03)の使用量の割合([他の成分(03)の使用量]/([混合液(1B)の使用量]+[水の使用量])×100)は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
前記界面活性剤混合(1)工程においては、前記混合液(1C)と、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を混合することにより、混合液(1D)を作製する。
混合液(1D)中では、前記非イオン性界面活性剤の作用により、目的とするマイクロカプセルの形成過程にある壁材成分の、凝集及び合一が抑制される。さらに、前記非イオン性界面活性剤の作用により、最終的に得られるマイクロカプセル自体の凝集及び合一が抑制され、マイクロカプセルの平均粒子径が小さくなる。
混合液(1D)は、ゼラチン(カチオン性高分子)と、アニオン性高分子と、水と、芯物質と、前記非イオン性界面活性剤と、を含有する。
前記マイクロカプセルにおいて、前記非イオン性界面活性剤の含有量は、ゼラチン及びアニオン性高分子の合計含有量100質量部に対して、例えば、3~25質量部、5~20質量部、及び7~16質量部のいずれかであってもよい。非イオン性界面活性剤の前記含有量が前記下限値以上であることで、マイクロカプセル、及びマイクロカプセルの形成過程にある壁材成分、の凝集並びに合一がより抑制されるとともに、マイクロカプセルの平均粒子径がより小さくなる。非イオン性界面活性剤の前記含有量が前記上限値以下であることで、非イオン性界面活性剤の過剰使用が抑制される。
界面活性剤混合(1)工程で用いる他の成分(04)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
通常は、界面活性剤混合(1)工程において、混合液(1C)と、前記非イオン性界面活性剤と、の合計使用量に対する、他の成分(04)の使用量の割合([他の成分(04)の使用量]/([混合液(1C)の使用量]+[前記非イオン性界面活性剤の使用量])×100)は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
前記冷却(1)工程においては、前記混合液(1D)を、その温度が10℃以下となるまで冷却する。
混合液(1D)を冷却することにより、混合液(1D)中において、芯物質を内包した壁材の析出が促進される。
前記多価金属塩混合(1)工程においては、冷却後の前記混合液(1D)と、多価金属塩と、を混合することにより、混合液(1E)を作製する。
本工程を行うことにより、目的とする、平均粒子径が小さいマイクロカプセルが、水分散体として得られる。
混合液(1E)中においては、多価金属塩中の多価金属イオン(カチオン)の作用により、壁材成分同士が結び付けられ、壁材が強固なマイクロカプセルが形成される。このときの多価金属イオンの作用は、先に説明したとおりである。
すなわち、混合液(1E)は、目的とするマイクロカプセルを含有する。
多価金属塩を水溶液として添加しない場合には、混合液(1D)に多価金属塩を添加することが好ましく、多価金属塩を混合液(1D)に一括添加してもよいし、分割添加してもよい。
したがって、多価金属塩混合(1)工程開始時の混合液(1D)の温度は、冷却(1)工程終了時の混合液(1D)の温度と同じである。
多価金属塩混合(1)工程で用いる他の成分(05)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
多価金属塩混合(1)工程での、この混合時の温度範囲は、冷却(1)工程での混合液(1D)の温度範囲と一致してもよいし、一致しなくてもよい。
前記塩基混合(1)工程においては、前記混合液(1E)と、塩基と、を混合することにより、pHが調節されたマイクロカプセルの水分散体を作製する。
塩基混合(1)工程で得られたマイクロカプセルは、水分散体中において、その構造がより安定する。
前記無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、水酸化リチウム(LiOH)等のアルカリ金属の水酸化物;炭酸ナトリウム(Na2CO3)、炭酸カリウム(K2CO3)、炭酸リチウム(Li2CO3)等のアルカリ金属の炭酸塩;炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)、炭酸水素カリウム(KHCO3)等のアルカリ金属の炭酸水素塩等が挙げられる。
前記有機塩基としては、例えば、トリエチルアミン((CH3CH2)3N)等のアルキルアミン等が挙げられる。
塩基を水溶液として添加しない場合には、混合液(1E)に塩基を添加することが好ましく、塩基を混合液(1E)に一括添加してもよいし、滴下又は分割添加してもよい。
塩基水溶液の混合液(1E)への添加又は滴下は、0~10℃の温度条件下で行うことが好ましく、2~9℃の温度条件下で行うことがより好ましい。
前記製造方法(1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の乳化工程と、乳化液混合工程と、酸性化(1)工程と、水混合(1)工程と、界面活性剤混合(1)工程と、冷却(1)工程と、多価金属塩混合(1)工程と、塩基混合(1)工程と、のいずれにも該当しない、他の工程(本明細書においては、「他の工程(1)」と称することがある)を有していてもよい。
他の工程(1)の種類と、他の工程(1)の数と、他の工程(1)を行うタイミングは、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。
本発明の一実施形態に係るマイクロカプセルの製造方法(本明細書においては、「製造方法(2)」と称することがある)は、水の存在下で、ゼラチンと、芯物質と、を混合することにより、乳化液を作製する工程(乳化工程)と、
水の存在下で、アニオン性高分子と、前記乳化液と、を混合することにより、混合液(A)を作製する工程(乳化液混合工程)と、
前記混合液(A)と、水と、を混合することにより、混合液(2B)を作製する工程(本明細書においては、「水混合(2)工程」と称することがある)と、
前記混合液(2B)と、酸と、を混合することにより、酸性の混合液(2C)を作製する工程(本明細書においては、「酸性化(2)工程」と称することがある)と、
前記混合液(2C)と、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を混合することにより、混合液(2D)を作製する工程(本明細書においては、「界面活性剤混合(2)工程」と称することがある)と、
前記混合液(2D)を、その温度が10℃以下となるまで冷却する工程(本明細書においては、「冷却(2)工程」と称することがある)と、
冷却後の前記混合液(2D)と、多価金属塩と、を混合することにより、混合液(2E)を作製する工程(本明細書においては、「多価金属塩混合(2)工程」と称することがある)と、
前記混合液(2E)と、塩基と、を混合することにより、pHが調節されたマイクロカプセルの水分散体を作製する工程(本明細書においては、「塩基混合(2)工程」と称することがある)と、を有する。
製造方法(2)により、上述の本発明のマイクロカプセルを良好に製造できる。
製造方法(2)は、上述の製造方法(1)において、「酸性化(1)工程」と「水混合(1)工程」の順序を入れ替えたものに相当する。
製造方法(2)における前記乳化工程及び乳化液混合工程は、製造方法(1)における乳化工程及び乳化液混合工程と同じである。すなわち、製造方法(1)と製造方法(2)は、乳化液混合工程まで、同じである。
前記水混合(2)工程においては、前記混合液(A)と、水と、を混合することにより、混合液(2B)を作製する。
混合液(2B)を作製することにより、後述する酸性化(2)工程で得られる混合液(2C)中では、混合液(A)中よりも水の含有量が多いことにより、ゼラチンとアニオン性高分子による壁材の構成が促進される。
混合液(2B)は、アニオン性高分子と、ゼラチンと、水と、芯物質と、を含有する。
水の加熱温度は、40~75℃であることが好ましく、40~60℃であることがより好ましい。
水混合(2)工程で用いる他の成分(02)は、乳化液混合工程で用いる他の成分(02)と、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
水混合(2)工程で用いる他の成分(02)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
通常は、水混合(2)工程において、混合液(A)と、水と、の合計使用量に対する、他の成分(02)の使用量の割合([他の成分(02)の使用量]/([混合液(A)の使用量]+[水の使用量])×100)は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
前記酸性化(2)工程においては、前記混合液(2B)と、酸と、を混合することにより、酸性の混合液(2C)を作製する。
ここで得られる混合液(2C)は、製造方法(1)の水混合(1)工程で得られる混合液(1C)と同じとなる可能性がある。
混合液(2B)中のゼラチンは、カチオン性基を有していないために、カチオン性高分子とは見做せない状態にあるか、又は、カチオン性基を有していても、その数が少なく、カチオン性高分子としての性質を十分に有していない状態にある。
これに対して、混合液(2C)中のゼラチンは、酸の作用によって、カチオン性基の数が十分に多く、カチオン性高分子としての性質を十分に有している状態であり、明らかにカチオン性高分子である。
すなわち、混合液(2C)は、ゼラチン(カチオン性高分子)と、アニオン性高分子と、水と、芯物質と、を含有する。
酸を水溶液として添加しない場合には、混合液(2B)に酸を添加することが好ましく、酸を混合液(2B)に一括添加してもよいし、滴下又は分割添加してもよい。
酸性化(2)工程で用いる他の成分(03)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
通常は、酸性化(2)工程において、混合液(2B)と、酸又は酸水溶液と、の合計使用量に対する、他の成分(03)の使用量の割合([他の成分(03)の使用量]/([混合液(2B)の使用量]+[酸又は酸水溶液の使用量])×100)は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましく、1質量%以下であることが特に好ましい。
酸水溶液の混合液(2B)への添加又は滴下は、30~75℃の温度条件下で行うことが好ましく、40~60℃の温度条件下で行うことがより好ましい。
前記界面活性剤混合(2)工程においては、前記混合液(2C)と、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を混合することにより、混合液(2D)を作製する。
ここで得られる混合液(2D)は、製造方法(1)の界面活性剤混合(1)工程で得られる混合液(1D)と同じとなる可能性がある。
混合液(2D)中では、前記非イオン性界面活性剤の作用により、目的とするマイクロカプセルの形成過程にある壁材成分の、凝集及び合一が抑制される。さらに、前記非イオン性界面活性剤の作用により、最終的に得られるマイクロカプセル自体の凝集及び合一が抑制され、マイクロカプセルの平均粒子径が小さくなる。
混合液(2D)は、ゼラチン(カチオン性高分子)と、アニオン性高分子と、水と、芯物質と、前記非イオン性界面活性剤と、を含有する。
例えば、本工程においては、混合液(2C)中のゼラチン及びアニオン性高分子の合計量に対する、非イオン性界面活性剤の使用量を、界面活性剤混合(1)工程における、混合液(1C)中のゼラチン及びアニオン性高分子の合計量に対する、非イオン性界面活性剤の使用量と、同様とすることができる。
界面活性剤混合(2)工程においては、界面活性剤混合(1)工程の場合と同じ効果が得られる。
前記冷却(2)工程においては、前記混合液(2D)を、その温度が10℃以下となるまで冷却する。
ここで得られる冷却後の混合液(2D)は、製造方法(1)の冷却(1)工程で得られる、冷却後の混合液(1D)と同じとなる可能性がある。
混合液(2D)を冷却することにより、混合液(2D)中において、芯物質を内包した壁材の析出が促進される。
冷却(2)工程においては、冷却(1)工程の場合と同じ効果が得られる。
前記多価金属塩混合(2)工程においては、冷却後の前記混合液(2D)と、多価金属塩と、を混合する。
本工程を行うことにより、目的とする、平均粒子径が小さいマイクロカプセルが、水分散体として得られる。
ここで得られるマイクロカプセルの水分散体は、製造方法(1)の多価金属塩混合(1)工程で得られるマイクロカプセルの水分散体と同じとなる可能性がある。
前記多価金属塩を混合後の混合液(2D)(本明細書においては、「混合液(2E)」と称することがある)中においては、多価金属塩中の多価金属イオンの作用により、壁材成分同士が結び付けられ、壁材が強固なマイクロカプセルが形成される。このときの多価金属イオンの作用は、先に説明したとおりである。
すなわち、前記混合液(2E)は、目的とするマイクロカプセルを含有する。
例えば、本工程においては、冷却後の混合液(2D)中のゼラチン及びアニオン性高分子の合計量に対する、多価金属塩の使用量を、多価金属塩混合(1)工程における、冷却後の混合液(1D)中のゼラチン及びアニオン性高分子の合計量に対する、多価金属塩の使用量と、同様とすることができる。
多価金属塩混合(2)工程においては、多価金属塩混合(1)工程の場合と同じ効果が得られる。
前記塩基混合(2)工程においては、前記混合液(2E)と、塩基と、を混合することにより、pHが調節されたマイクロカプセルの水分散体を作製する。
塩基混合(2)工程で得られたマイクロカプセルは、水分散体中において、その構造がより安定する。
ここで得られるマイクロカプセルの水分散体は、製造方法(1)の塩基混合(1)工程で得られるマイクロカプセルの水分散体と同じとなる可能性がある。
塩基混合(2)工程においては、塩基混合(1)工程の場合と同じ効果が得られる。
前記製造方法(2)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の乳化工程と、乳化液混合工程と、水混合(2)工程と、酸性化(2)工程と、界面活性剤混合(2)工程と、冷却(2)工程と、多価金属塩混合(2)工程と、塩基混合(2)工程と、のいずれにも該当しない、他の工程(本明細書においては、「他の工程(2)」と称することがある)を有していてもよい。
他の工程(2)の種類と、他の工程(2)の数と、他の工程(2)を行うタイミングは、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。
<<マイクロカプセルの製造>>
濃度が7質量%であるゼラチン(MP Biomedicals社製「Type A」)の水溶液(130g)を50℃に加熱し、この水溶液に、室温下(23℃の条件下)のセバシン酸ジオクチル(豊国精油社製)(70g)を添加し、乳化機(プライミクス社製)を用いて、撹拌速度10000rpmで、室温下で3分撹拌することにより、乳化液を作製した(乳化工程)。
以上により、ゼラチンと、アラビアガムと、を含んで壁材成分が構成され、さらに硫酸アルミニウムと、HLB値が16.2のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーと、を含み、芯物質としてセバシン酸ジオクチルを内包するマイクロカプセルを、水分散体として得た。
<マイクロカプセルの生成度合いの評価>
走査型電子顕微鏡(SEM、日本電子社製「JSM-6700F」)を用いて、上記で得られた水分散体中の生成物の外観を観察し、壁材の形成度合いを確認することにより、マイクロカプセルの生成度合いを、下記基準に従って評価した。結果を表2に示す。
[評価基準]
A:壁材が正常に形成されており、マイクロカプセルが正常に生成している。
B:壁材が正常に形成されておらず、マイクロカプセルが生成していない。
粒度分布測定装置(シスメックス社製「CDA-1000X」)と、上記で得られた水分散体を用い、マイクロカプセルの平均粒子径を測定した。結果を表2に示す。
得られたマイクロカプセルの生体に対する安全性を、壁材の製造原料に基づいて、下記基準に従って分類した。結果を表2に示す。
[分類基準]
A:壁材の製造原料として、生体に対する毒性が強いものを用いておらず、マイクロカプセルの生体に対する安全性が高い。
B:壁材の製造原料として、生体に対する毒性が強いものを用いており、マイクロカプセルの生体に対する安全性が低い。
[実施例2]
非イオン性界面活性剤(Z)-1に代えて、同量(質量部)の非イオン性界面活性剤(Z)-2を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
非イオン性界面活性剤(Z)-1に代えて、同量(質量部)の非イオン性界面活性剤(Z)-3を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
非イオン性界面活性剤(Z)-1に代えて、同量(質量部)の非イオン性界面活性剤(Z)-4を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
アラビアガムに代えて、その1/2の量(質量部)のアルギン酸ナトリウム(富士フィルム和光純薬社製)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
アラビアガムに代えて、その1/2の量(質量部)のカルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬社製)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
硫酸アルミニウムに代えて、同量(質量部)の硫酸アルミニウムカリウム(AlK(SO4)3、富士フィルム和光純薬社製)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
硫酸アルミニウムに代えて、同量(質量部)の硫酸アルミニウムアンモニウム(AlNH4(SO4)3、富士フィルム和光純薬社製)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
硫酸アルミニウムに代えて、同量(質量部)の塩化カルシウム(CaCl2、富士フィルム和光純薬社製)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
硫酸アルミニウムに代えて、同量(質量部)の硫酸マグネシウム(MgSO4、富士フィルム和光純薬社製)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
硫酸アルミニウムに代えて、同量(質量部)の硫酸ジルコニウム(Zr(SO4)2,三津和化学薬品社製)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。
<<マイクロカプセルの製造>>
実施例1の場合と同じ方法で、混合液(A)を作製した(乳化工程~乳化液混合工程)。
以上により、ゼラチンと、アラビアガムと、を含んで壁材成分が構成され、さらに硫酸アルミニウムと、HLB値が16.2のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーと、を含み、芯物質としてセバシン酸ジオクチルを内包するマイクロカプセルを、水分散体として得た。
上記で得られたマイクロカプセルを、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
[比較例1]
非イオン性界面活性剤(Z)-1を用いなかった点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。本比較例での製造方法を表2中では「変形1」と記載している。
非イオン性界面活性剤(Z)-1に代えて、同量(質量部)の非イオン性界面活性剤(Z)-5を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。本比較例での製造方法を表2中では「変形2」と記載している。
非イオン性界面活性剤(Z)-1に代えて、同量(質量部)の非イオン性界面活性剤(Z)-6を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。本比較例での製造方法を表2中では「変形2」と記載している。
非イオン性界面活性剤(Z)-1に代えて、同量(質量部)の非イオン性界面活性剤(Z)-7を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。本比較例での製造方法を表2中では「変形2」と記載している。
硫酸アルミニウムの水溶液を添加するのに代えて、濃度が37質量%であるホルムアルデヒドの水溶液(関東化学)社製)(8g)を添加することにより、ホルムアルデヒド(3g)を添加した点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。本比較例での製造方法を表2中では「変形3」と記載している。
硫酸アルミニウムに代えて、同量(質量部)のタンニン酸を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルを製造及び評価した。結果を表2に示す。本比較例での製造方法を表2中では「変形3」と記載している。
硫酸アルミニウムに代えて、同量(質量部)のトランスグルタミナーゼを用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、マイクロカプセルの製造及び評価を試みた。結果を表2に示す。本比較例での製造方法を表2中では「変形3」と記載している。
<<マイクロカプセルの製造>>
濃度が7質量%であるゼラチン(MP Biomedicals社製「Type A」)の水溶液(130g)を50℃に加熱し、この水溶液に、室温(23℃)下のセバシン酸ジオクチル(豊国精油社製)(70g)と、非イオン性界面活性剤(Z)-1(2g)と、を添加し、乳化機(プライミクス社製)を用いて、撹拌速度10000rpmで、室温下で3分撹拌することにより、乳化液を作製した。
上記で得られたマイクロカプセルを、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
<<マイクロカプセルの製造>>
実施例1の場合と同じ方法で、混合液(A)を作製した(乳化工程~乳化液混合工程)。
上記で得られたマイクロカプセルを、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
<<マイクロカプセルの製造>>
実施例1の場合と同じ方法で、混合液(1C)を作製した(水混合(1)工程)。
上記で得られたマイクロカプセルを、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
実施例1~12においては、非イオン性界面活性剤のHLB値が12.8以上(12.8~18.7)であり、十分に大きかった。また、実施例1~12においては、多価金属塩を用いていた。
比較例1においては、非イオン性界面活性剤が不使用であった。
比較例2~4においては、非イオン性界面活性剤を用いたが、そのHLB値が10.5以下であり、小さかった。
比較例6においては、多価金属塩が不使用であった。
比較例8~10においては、HLB値が16.2と十分に大きい非イオン性界面活性剤を用いていたが、マイクロカプセルの製造時において、非イオン性界面活性剤を用いるタイミングが不適切であった。
比較例7においては、多価金属塩が不使用であった。
Claims (3)
- ゼラチンと、アニオン性高分子と、多価金属塩と、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を含んで構成され、芯物質を内包する、マイクロカプセルであって、
前記マイクロカプセルの平均粒子径が20μm以下である、マイクロカプセル。 - 水の存在下で、ゼラチンと、芯物質と、を混合することにより、乳化液を作製する工程と、
水の存在下で、アニオン性高分子と、前記乳化液と、を混合することにより、混合液(A)を作製する工程と、
前記混合液(A)と、酸と、を混合することにより、酸性の混合液(1B)を作製する工程と、
前記混合液(1B)と、水と、を混合することにより、混合液(1C)を作製する工程と、
前記混合液(1C)と、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を混合することにより、混合液(1D)を作製する工程と、
前記混合液(1D)を、その温度が10℃以下となるまで冷却する工程と、
冷却後の前記混合液(1D)と、多価金属塩と、を混合することにより、混合液(1E)を作製する工程と、
前記混合液(1E)と、塩基と、を混合することにより、pHが調節されたマイクロカプセルの水分散体を作製する工程と、を有する、マイクロカプセルの製造方法。 - 水の存在下で、ゼラチンと、芯物質と、を混合することにより、乳化液を作製する工程と、
水の存在下で、アニオン性高分子と、前記乳化液と、を混合することにより、混合液(A)を作製する工程と、
前記混合液(A)と、水と、を混合することにより、混合液(2B)を作製する工程と、
前記混合液(2B)と、酸と、を混合することにより、酸性の混合液(2C)を作製する工程と、
前記混合液(2C)と、HLB値が12以上の非イオン性界面活性剤と、を混合することにより、混合液(2D)を作製する工程と、
前記混合液(2D)を、その温度が10℃以下となるまで冷却する工程と、
冷却後の前記混合液(2D)と、多価金属塩と、を混合することにより、混合液(2E)を作製する工程と、
前記混合液(2E)と、塩基と、を混合することにより、pHが調節されたマイクロカプセルの水分散体を作製する工程と、を有する、マイクロカプセルの製造方法。
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