JPH1180701A - Production of ph-sensitive and heat-sensitive microbead - Google Patents

Production of ph-sensitive and heat-sensitive microbead

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JPH1180701A
JPH1180701A JP24247197A JP24247197A JPH1180701A JP H1180701 A JPH1180701 A JP H1180701A JP 24247197 A JP24247197 A JP 24247197A JP 24247197 A JP24247197 A JP 24247197A JP H1180701 A JPH1180701 A JP H1180701A
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microbead
mol
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Shoji Ito
昭二 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a pH-sensitive and heat-sensitive microbead, sensitive to both pH and heat and capable of changing the grain diameter according to the changes thereof. SOLUTION: This pH-sensitive and heat-sensitive microbead is produced by further adding a cationic surfactant or an anionic surfactant at the critical micelle concentration thereof to an aqueous solution containing a mixture of 1-40 mol.% at least one polymer selected from polyacrylic acid and polymethacrylic acid with 99-60 mol.% at least one monomer selected from an unsaturated amide represented by the formula (R<1> is hydrogen atom or methyl group; at least either one of R<2> and R<3> is an alkyl group or an alkoxyalkyl group and the remaining other is hydrogen atom) and a cross- linking agent and carrying out the intramicellar reaction at a temperature of the cloud point or above thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、pH及び熱の両方
に感応し、それらの変化に応じて粒径が変化し、機能材
料として有用なpH感応性、感熱性マイクロビーズを製
造する新規な方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel pH-sensitive and heat-sensitive microbead which is sensitive to both pH and heat, changes its particle size according to the change, and is useful as a functional material. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、熱の変化に応じて粒径が変化する
感熱性マイクロビーズは、機能材料として、例えば診断
用マイクロビーズ、徐放化製剤、吸着剤、化粧品などへ
の用途が期待され、注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, heat-sensitive microbeads whose particle size changes in response to changes in heat are expected to be used as functional materials, for example, for diagnostic microbeads, sustained-release preparations, adsorbents, cosmetics, and the like. ,Attention has been paid.

【0003】このような感熱性マイクロビーズは、N‐
イソプロピルアクリルアミドを架橋性単量体例えばN,
N′‐メチレンビスアクリルアミドの存在下で重合させ
て得ることができ、これまで有機溶媒と界面活性剤の存
在下で行われる逆相懸濁重合法[「マクロモレキュルズ
(Macromolecules)」,第20巻,第1
342ページ(1987年)]、水中沈殿重合法[「コ
ロイド&ポリマー・サイエンス(Colloid &
Polymer Science)」,第270巻,第
53ページ(1992年)]及び臨界ミセル濃度以上の
濃度の界面活性剤水溶液中で重合を行う方法[特公平7
−35402号公報、「ビュレタン・オブ・リサーチ
インスティチュート・オブ・ポリマー・アンド・テキス
タイルズ(Bull.Res.Inst.Polyme
r & Textiles)」,第167巻,第67〜
80ページ(1991年)]などにより製造されてい
る。
[0003] Such heat-sensitive microbeads are N-
Isopropylacrylamide is converted to a crosslinking monomer such as N,
The reverse phase suspension polymerization method which can be obtained by polymerizing in the presence of N'-methylenebisacrylamide and has been hitherto performed in the presence of an organic solvent and a surfactant ["Macromolecules", 20 volumes, first
342 (1987)], a precipitation polymerization method in water [“Colloid & Polymer Science (Colloid & Polymer Science)”
Polymer Science), Vol. 270, p. 53 (1992)] and a method of performing polymerization in a surfactant aqueous solution having a concentration equal to or higher than the critical micelle concentration [Japanese Patent Publication No. Hei 7 (1994)].
No. 35402, "Burethane of Research"
Institute of Polymer and Textiles (Bull. Res. Inst. Polymer)
r & Textiles), Vol. 167, 67-
80 (1991)].

【0004】しかしながら、これらの方法で得られた従
来のマイクロビーズは、温度の変化に応じて粒径が変化
する感熱性マイクロビーズであって、pHの変化に応じ
て粒径が変化するpH感応性の機能は有していない。
However, conventional microbeads obtained by these methods are heat-sensitive microbeads whose particle size changes according to a change in temperature, and are pH-sensitive microparticles whose particle size changes according to a change in pH. No sexual function.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱の変化の
みでなく、pHの変化によっても粒径が変化するpH感
応性、感熱性マイクロビーズを製造するための新規な方
法を提供することを目的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a novel method for producing pH-sensitive, heat-sensitive microbeads whose particle size changes not only with heat but also with pH. It was made for the purpose of.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、先に架橋
剤の存在下、特定の割合のN‐置換アクリルアミド又は
メタクリルアミド誘導体とアクリル酸又はメタクリル酸
とを含む水溶液中に界面活性剤を臨界ミセル濃度以上の
濃度で添加し、その曇点以上の温度でミセル内共重合を
行わせることにより、pH感応性、感熱性マイクロビー
ズを得ることに成功したが、さらに研究を重ねた結果、
このような共重合体を形成させなくても、ポリアクリル
酸又はポリメタクリル酸とアクリルアミド又はメタクリ
ルアミドとを架橋剤とともに界面活性剤の存在下で同様
に反応させることにより、pH感応性、感熱性マイクロ
ビーズが得られることを見出し、この知見に基づいて本
発明をなすに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have first prepared a surfactant in an aqueous solution containing a specific ratio of an N-substituted acrylamide or methacrylamide derivative and acrylic acid or methacrylic acid in the presence of a crosslinking agent. Was added at a concentration higher than the critical micelle concentration and copolymerization was carried out in the micelle at a temperature higher than the cloud point, thereby succeeding in obtaining pH-sensitive and heat-sensitive microbeads. ,
Even without forming such a copolymer, by reacting polyacrylic acid or polymethacrylic acid with acrylamide or methacrylamide in the same manner as a crosslinking agent in the presence of a surfactant, pH sensitivity, heat sensitivity The present inventors have found that microbeads can be obtained, and have accomplished the present invention based on this finding.

【0007】すなわち、本発明は、ポリアクリル酸及び
ポリメタクリル酸の中から選ばれた少なくとも1種の重
合体1〜40モル%と、一般式
That is, the present invention relates to a polymer represented by the general formula: 1 to 40 mol% of at least one polymer selected from polyacrylic acid and polymethacrylic acid.

【化2】 (式中のR1は水素原子又はメチル基、R2及びR3の少
なくとも一方はアルキル基又はアルコキシアルキル基で
あり、残りは水素原子である)で表わされる不飽和アミ
ドの中から選ばれた少なくとも1種の単量体99〜60
モル%との混合物及び架橋剤を含有する水溶液に、さら
にカチオン性界面活性剤又はアニオン性界面活性剤をそ
の臨界ミセル濃度以上の濃度で添加し、その曇点以上の
温度において、ミセル内反応を行わせることを特徴とす
るpH感応性、感熱性マイクロビーズの製造方法を提供
するものである。
Embedded image (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, at least one of R 2 and R 3 is an alkyl group or an alkoxyalkyl group, and the remainder is a hydrogen atom). At least one monomer 99 to 60
Mol% of the mixture and the aqueous solution containing the cross-linking agent, a cationic surfactant or an anionic surfactant is further added at a concentration higher than the critical micelle concentration. The present invention provides a method for producing pH-sensitive and heat-sensitive microbeads, which is characterized in that the method is performed.

【0008】前記した共重合により得られるマイクロビ
ーズは、その単量体組成により曇点が変化するが、本発
明により得られるマイクロビーズは、単量体の使用割合
により曇点が変化しないという特徴を有している。
The microbeads obtained by the above-mentioned copolymerization change the cloud point depending on the monomer composition, but the microbeads obtained by the present invention have the characteristic that the cloud point does not change depending on the proportion of the monomer used. have.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明方法においては、マイクロ
ビーズの原料として、ポリアクリル酸やポリメタクリル
酸と不飽和アミドと架橋剤とが用いられる。上記ポリア
クリル酸やポリメタクリル酸としては、重量平均分子量
が1,000〜10,000,000の範囲にあるもの
が好ましく、特に10,000〜1,000,000の
範囲にあるものが好ましい。なお、この重量平均分子量
は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GP
C法)により測定した値である。本発明においては、こ
のポリアクリル酸を単独で用いてもよいし、ポリメタク
リル酸を単独で用いてもよく、また、これらの混合物を
用いてもよい[以後、これらをまとめて、ポリ(メタ)
アクリル酸と称す]。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method of the present invention, polyacrylic acid or polymethacrylic acid, an unsaturated amide, and a crosslinking agent are used as raw materials for microbeads. The polyacrylic acid or polymethacrylic acid preferably has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 10,000,000, and particularly preferably has a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 1,000,000. The weight average molecular weight was determined by gel permeation chromatography (GP
C). In the present invention, the polyacrylic acid may be used alone, the polymethacrylic acid may be used alone, or a mixture thereof may be used. )
Acrylic acid].

【0010】一方、不飽和アミドとしては、前記一般式
(I)で表わされる化合物が用いられる。この一般式
(I)で表わされる不飽和アミドにおいて、R2及びR3
のうちのアルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖
状、分枝状、環状のアルキル基が好ましく挙げられる。
このようなものとしては、例えばメチル基、エチル基、
n‐プロピル基、イソプロピル基、n‐ブチル基、イソ
ブチル基、sec‐ブチル基、tert‐ブチル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロプロピル
基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基などが挙げられる。また、R2及びR3のうちのアル
コキシアルキル基としては、炭素数2〜10の直鎖状、
分枝状、環状のアルコキシアルキルが好ましく挙げられ
る。このようなものとしては、例えばメトキシメチル
基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシ
メチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基、イ
ソプロポキシメチル基、イソプロポキシエチル基、イソ
プロポキシプロピル基、シクロプロポキシメチル基、
2,2‐ジメトキシエチル基、1‐メチル‐2‐メトキ
シエチル基、1‐メトキシメチルプロピル基、メトキシ
エトキシプロピル基などが挙げられる。このR2及びR3
はたがいに同一であってもよいし、異なっていてもよ
く、また、たがいに結合して窒素原子をヘテロ原子とす
る複素環を形成していてもよい。
On the other hand, as the unsaturated amide, a compound represented by the above general formula (I) is used. In the unsaturated amide represented by the general formula (I), R 2 and R 3
Among them, preferred as the alkyl group are linear, branched and cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
Examples of such a compound include a methyl group, an ethyl group,
n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc. Can be Further, as the alkoxyalkyl group of R 2 and R 3 , a straight-chain having 2 to 10 carbon atoms,
Preferred are branched and cyclic alkoxyalkyl. Such compounds include, for example, methoxymethyl, methoxyethyl, methoxypropyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, ethoxypropyl, isopropoxymethyl, isopropoxyethyl, isopropoxypropyl, cyclopropoxymethyl Group,
Examples thereof include a 2,2-dimethoxyethyl group, a 1-methyl-2-methoxyethyl group, a 1-methoxymethylpropyl group, and a methoxyethoxypropyl group. This R 2 and R 3
Each may be the same or different, and may be bonded to each other to form a heterocyclic ring having a nitrogen atom as a hetero atom.

【0011】このような一般式(I)で表わされる不飽
和アミドの例としては、N‐エチルアクリルアミド、N
‐n‐プロピルアクリルアミド、N‐イソプロピルアク
リルアミド、N‐シクロプロピルアクリルアミド、N,
N‐ジエチルアクリルアミド、N‐メチル‐N‐エチル
アクリルアミド、N‐メチル‐N‐n‐プロピルアクリ
ルアミド、N‐メチル‐N‐イソプロピルアクリルアミ
ド、N‐アクリロイルピペリジン、N‐アクリロイルピ
ロリジン、N‐アクリロイルモルホリン、N‐メトキシ
プロピルアクリルアミド、N‐エトキシプロピルアクリ
ルアミド、N‐イソプロポキシプロピルアクリルアミ
ド、N‐エトキシエチルアクリルアミド、N‐(2,2
‐ジメトキシエチル)‐N‐メチルアクリルアミド、N
‐1‐メチル‐2‐メトキシエチルアクリルアミド、N
‐1‐メトキシメチルプロピルアクリルアミド、N‐ジ
(2‐メトキシエチル)アクリルアミド、N‐2‐メト
キシエチル‐N‐n‐プロピルアクリルアミド、N‐2
‐メトキシエチル‐N‐エチルアクリルアミド、N‐メ
トキシエトキシプロピルアクリルアミドなど、及びこれ
らのアクリルアミド誘導体に対応するメタクリルアミド
誘導体を挙げることができる。これらの不飽和アミドは
単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いて
もよい。
Examples of such unsaturated amides represented by the general formula (I) include N-ethylacrylamide and N-ethylacrylamide.
-N-propylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N,
N-diethylacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide, N-methyl-Nn-propylacrylamide, N-methyl-N-isopropylacrylamide, N-acryloylpiperidine, N-acryloylpyrrolidine, N-acryloylmorpholine, N -Methoxypropylacrylamide, N-ethoxypropylacrylamide, N-isopropoxypropylacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide, N- (2,2
-Dimethoxyethyl) -N-methylacrylamide, N
-1-methyl-2-methoxyethylacrylamide, N
-1-methoxymethylpropylacrylamide, N-di (2-methoxyethyl) acrylamide, N-2-methoxyethyl-NNn-propylacrylamide, N-2
-Methoxyethyl-N-ethylacrylamide, N-methoxyethoxypropylacrylamide, and the like, and methacrylamide derivatives corresponding to these acrylamide derivatives. These unsaturated amides may be used alone or in combination of two or more.

【0012】さらに、架橋剤としては、多官能性単量
体、好ましくは分子中に2個のビニル基をもつ化合物が
用いられる。このような化合物としては、例えばN,
N′‐メチレンビスアクリルアミド、1,4‐ジアクロ
イルピペラジン、ジビニルベンゼンなどを挙げることが
できる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組
み合わせて用いてもよい。
Further, as the crosslinking agent, a polyfunctional monomer, preferably a compound having two vinyl groups in the molecule is used. Such compounds include, for example, N,
N'-methylenebisacrylamide, 1,4-diacloylpiperazine, divinylbenzene and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

【0013】本発明方法においては、まず、ポリ(メ
タ)アクリル酸1〜40モル%と前記一般式(I)で表
わされる不飽和アミド99〜60モル%とを、上記架橋
剤とともに含有する水溶液を調製する。ポリ(メタ)ア
クリル酸と不飽和アミドとの割合において、ポリ(メ
タ)アクリル酸の量が1モル%未満では、pH感応性が
十分に発揮されないし、40モル%を超えると感熱性が
不十分になる。pH感応性及び感熱性のバランスの面か
ら、ポリ(メタ)アクリル酸が5〜30モル%で、不飽
和アミドが95〜70モル%の割合が好ましい。また、
架橋剤の使用量については、特に制限はなく、状況に応
じて適宜選定すればよいが、一般的には、前記ポリ(メ
タ)アクリル酸と不飽和アミドとの合計量に対し、0.
01〜100ミリモル%の割合で用いられる。さらに、
水溶液の調製において、反応媒体として用いられる水は
イオン交換水、蒸留水、上水など、いずれであってもよ
い。
In the method of the present invention, first, an aqueous solution containing 1 to 40 mol% of poly (meth) acrylic acid and 99 to 60 mol% of the unsaturated amide represented by the above general formula (I) together with the crosslinking agent. Is prepared. When the amount of the poly (meth) acrylic acid and the unsaturated amide is less than 1 mol%, the pH sensitivity is not sufficiently exhibited, and when the amount exceeds 40 mol%, the heat sensitivity is poor. Will be enough. From the viewpoint of the balance between pH sensitivity and heat sensitivity, the proportion of poly (meth) acrylic acid is preferably 5 to 30 mol%, and the proportion of unsaturated amide is preferably 95 to 70 mol%. Also,
The amount of the crosslinking agent to be used is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the situation. In general, the amount of the crosslinking agent is 0.1 to the total amount of the poly (meth) acrylic acid and the unsaturated amide.
It is used at a rate of 01 to 100 mmol%. further,
In the preparation of the aqueous solution, water used as a reaction medium may be any of ion-exchanged water, distilled water, tap water and the like.

【0014】本発明方法においては、このようにして得
られたポリ(メタ)アクリル酸、不飽和アミド及び架橋
剤を含有する水溶液に、さらにカチオン性界面活性剤又
はアニオン性界面活性剤を臨界ミセル濃度以上の濃度で
添加し、均一な水溶液を調製する。カチオン性界面活性
剤としては、例えばトリメチルステアリルアンモニウム
クロリド、トリメチルセチルアンモニウムクロリド、ト
リメチルセチルアンモニウムブロミド、トリメチルn‐
テトラデシルアンモニウムクロリドなど、疎水基とし
て、炭素数12以上の長鎖を有するものが好ましく挙げ
られる。これらのカチオン性界面活性剤は単独で用いて
もよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。一
方、アニオン性界面活性剤としては、例えばハードドデ
シルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ソフトドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム、4‐n‐オクチルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホ
ン酸塩、ノニルフェノール硫酸エステルナトリウム塩な
どの硫酸エステル塩、さらにはジオクチルスルホコハク
酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムなど、炭素数1
2以上の疎水基を有するものが好ましく挙げられる。こ
れらのアニオン性界面活性剤は単独で用いてもよいし、
2種以上を組み合わせて用いてもよい。
In the method of the present invention, a cationic surfactant or an anionic surfactant is further added to the aqueous solution containing poly (meth) acrylic acid, unsaturated amide and the cross-linking agent thus obtained, in a critical micelle. Add at a concentration higher than the concentration to prepare a uniform aqueous solution. Examples of the cationic surfactant include trimethyl stearyl ammonium chloride, trimethyl cetyl ammonium chloride, trimethyl cetyl ammonium bromide, and trimethyl n-
Preferred examples of the hydrophobic group include those having a long chain of 12 or more carbon atoms, such as tetradecyl ammonium chloride. These cationic surfactants may be used alone or in combination of two or more. On the other hand, examples of anionic surfactants include, for example, sodium hard dodecylbenzenesulfonate, sodium soft dodecylbenzenesulfonate, alkylbenzene sulfonates such as sodium 4-n-octylbenzenesulfonate, and sulfates such as sodium nonylphenol sulfate. Salts, and also those having 1 carbon atom such as sodium dioctyl sulfosuccinate, sodium dodecyl sulfate, etc.
Those having two or more hydrophobic groups are preferred. These anionic surfactants may be used alone,
Two or more kinds may be used in combination.

【0015】重合を開始する方法としては、従来公知の
方法、例えば放射線又は電子線を照射する方法、ラジカ
ル重合開始剤の存在下に加熱する方法、光増感剤の存在
下に光照射する方法などを用いることができるが、これ
らの方法の中でラジカル重合開始剤の存在下に加熱する
方法が好ましい。ラジカル重合開始剤としては、水溶性
のものであればよく、特に制限されず、例えば過硫酸ア
ンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素、tert‐
ブチルヒドロパーオキシドなど、あるいは亜硫酸塩、亜
硫酸水素塩、硝酸第二セリウムアンモニウムなどのレド
ックス系開始剤、さらには2,2′‐アゾビス‐2‐ア
ミジノプロパン塩酸塩、2,2′‐アゾビス‐2,4‐
ジメチルバレロニトリル、4,4′‐アゾビス‐4‐シ
アノバレリン酸及びその塩などのアゾ化合物などを用い
ることができる。これらのラジカル重合開始剤は単独で
用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよ
く、また、その使用量は、単量体の合計量に対して、通
常0.01〜100重量%、好ましくは0.05〜8重
量%の範囲である。また、重合温度は、使用する単量体
及び開始剤の種類により異なるが、通常0〜100℃の
範囲で、かつ重合で生成する高分子水溶液の曇点以上の
温度である。
As a method for initiating polymerization, a conventionally known method, for example, a method of irradiating with radiation or an electron beam, a method of heating in the presence of a radical polymerization initiator, a method of irradiating light in the presence of a photosensitizer However, among these methods, a method of heating in the presence of a radical polymerization initiator is preferable. The radical polymerization initiator may be any one as long as it is water-soluble, and is not particularly limited. For example, ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, tert-
Butyl hydroperoxide, or a redox initiator such as sulfite, hydrogen sulfite, ceric ammonium nitrate, and the like; 2,2'-azobis-2-amidinopropane hydrochloride; , 4-
Azo compounds such as dimethylvaleronitrile and 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid and salts thereof can be used. These radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more, and the amount used is usually from 0.01 to 100% by weight based on the total amount of the monomers. %, Preferably in the range of 0.05 to 8% by weight. The polymerization temperature varies depending on the type of the monomer and the initiator used, but is usually in the range of 0 to 100 ° C. and higher than the cloud point of the aqueous polymer solution produced by polymerization.

【0016】このような重合様式においては、共重合反
応はミセル内で起こり、架橋構造を有する共重合体エマ
ルションが効率よく得られる。重合終了後、メタノール
やエタノールを加えてミセル構造を破壊したのち、限外
ろ過法や透析法などを用いて、界面活性剤及び未反応単
量体を除去することにより、所望のpH感応性、感熱性
マイクロビーズを得ることができる。
In such a polymerization mode, the copolymerization reaction takes place in the micelle, and a copolymer emulsion having a crosslinked structure can be obtained efficiently. After the polymerization is completed, methanol and ethanol are added to destroy the micelle structure, and then the surfactant and unreacted monomer are removed by using an ultrafiltration method or a dialysis method to obtain a desired pH sensitivity, Thermosensitive microbeads can be obtained.

【0017】このようにして得られたマイクロビーズ
は、pH及び熱の両方の変化に応じて粒径が変化する特
性を有している。すなわち、pHを酸性からアルカリ性
に変化させると粒径が増大し、また温度を下げていくと
ある温度以下で粒径が急激に増大する。このマイクロビ
ーズの大きさは、製造条件により異なるが、光子相関分
光法により求めた流体力学的直径(Ds)が、通常中性
において、膨潤状態で150〜1000nm程度、収縮
状態で20〜200nm程度である。
The microbeads thus obtained have a characteristic that the particle size changes according to changes in both pH and heat. That is, when the pH is changed from acidic to alkaline, the particle size increases, and when the temperature is lowered, the particle size sharply increases below a certain temperature. Although the size of the microbeads varies depending on the manufacturing conditions, the hydrodynamic diameter (Ds) obtained by photon correlation spectroscopy is usually about 150 to 1000 nm in a swelled state and about 20 to 200 nm in a contracted state in a neutral state. It is.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、pH及び熱の両方に対
して感応し、それらの変化に応じて粒径が変化する特性
を有するpH感応性、感熱性マイクロビーズを効率よく
製造することができる。このマイクロビーズは、機能材
料として、例えば診断用マイクロビーズ、徐放化製剤、
吸着剤、化粧品などに有用である。
According to the present invention, it is possible to efficiently produce pH-sensitive and heat-sensitive microbeads which are sensitive to both pH and heat, and have a property that the particle size changes according to the change. Can be. The microbeads include, as functional materials, for example, diagnostic microbeads, sustained-release preparations,
Useful for adsorbents, cosmetics, etc.

【0019】[0019]

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、得られたマイクロビーズの粒
径については、その流体力学的直径(Ds)を光子相関
分光法により求めた。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The hydrodynamic diameter (Ds) of the obtained microbeads was determined by photon correlation spectroscopy.

【0020】すなわち、マイクロビーズ分散液を2〜5
倍に希釈し、5μmのフィルターを通して、1×1×5
cmの光散乱用セルに移した。セルの温度は15〜70
℃の範囲で制御した。ディジタル・コリレータによって
得られた時間相関関数を、キュムラントの方法でフィッ
トさせた。得られた平均の拡散定数から、Einste
in−Stokesの式により、流体力学的直径(D
s)を求めた。また、測定装置としては、大塚電子
(株)製LPA3000/3100を用いた。
That is, the dispersion liquid of microbeads is
Dilute 1-fold, pass through a 5 μm filter, 1 × 1 × 5
cm light scattering cell. Cell temperature 15-70
The temperature was controlled in the range of ° C. The time correlation function obtained by the digital correlator was fitted by the cumulant method. From the obtained average diffusion constant, Einste
From the in-Stokes equation, the hydrodynamic diameter (D
s) was determined. Further, LPA3000 / 3100 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used as a measuring device.

【0021】実施例1 キャピラリー栓を付けたU字管付500mlの三角フラ
スコ中に、蒸留水200.70g、N‐イソプロピルア
クリルアミド8.07g、ポリアクリル酸(重量平均分
子量150,000)の25重量%水溶液2.28g、
N,N′‐メチレンビスアクリルアミド0.12g及び
ハードドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.70
gを加え、窒素ガスを30分間激しく通じた。次いで、
過硫酸アンモニウム0.05gを加え、窒素気流下にか
きまぜながら、60℃に加熱して重合を開始した。60
℃で2時間重合を行ったのち、空気を吹き込んで重合を
停止し、共重合体エマルションを形成させた。このよう
にして得られた共重合体はミセル内に存在するので、透
析膜を用い純水に対して透析を4日間行い、界面活性剤
及び未反応単量体が完全に除去されたpH5.7前後の
共重合体マイクロビーズ分散液を得た。
Example 1 In a 500 ml Erlenmeyer flask equipped with a U-tube equipped with a capillary stopper, 200.70 g of distilled water, 8.07 g of N-isopropylacrylamide, and 25 weights of polyacrylic acid (weight average molecular weight: 150,000) % Aqueous solution 2.28 g,
0.12 g of N, N'-methylenebisacrylamide and 0.70 sodium harddodecylbenzenesulfonate
g was added and nitrogen gas was passed vigorously for 30 minutes. Then
0.05 g of ammonium persulfate was added, and the mixture was heated to 60 ° C. while stirring under a nitrogen stream to initiate polymerization. 60
After polymerization was performed at 2 ° C. for 2 hours, air was blown in to stop the polymerization, and a copolymer emulsion was formed. Since the copolymer thus obtained is present in the micelle, dialysis is performed for 4 days against pure water using a dialysis membrane to obtain a pH 5.5 at which the surfactant and unreacted monomers are completely removed. About 7 copolymer microbead dispersions were obtained.

【0022】次に、このマイクロビーズ分散液の一部を
とり、0.1モル塩酸を加えて側鎖アクリル酸基が未解
離状態であるpH2.9に、また0.1モル水酸化ナト
リウム水溶液を加えて側鎖アクリル酸基を解離状態に
し、蒸留水で希釈してpH10.2に調整し、異なった
pH値の3種のマイクロビーズ分散液を得た。これら3
種のマイクロビーズ分散液について、20〜50℃の範
囲で温度を変化させ、各温度におけるマイクロビーズの
流体力学的直径(Ds)を求めた。結果を表1に示す。
この分散液中におけるN‐イソプロピルアクリルアミド
単位とアクリル酸単位とのモル比は90:10であっ
た。
Next, a part of the microbead dispersion liquid was taken, and 0.1 M hydrochloric acid was added thereto to adjust the pH to 2.9 in which the side chain acrylic acid groups were not dissociated. Was added to dissociate the side-chain acrylic acid groups, and the pH was adjusted to 10.2 by diluting with distilled water to obtain three types of microbead dispersions having different pH values. These three
The temperature of the microbead dispersion liquid was changed in the range of 20 to 50 ° C., and the hydrodynamic diameter (Ds) of the microbeads at each temperature was determined. Table 1 shows the results.
The molar ratio between N-isopropylacrylamide units and acrylic acid units in this dispersion was 90:10.

【0023】実施例2 実施例1において、N‐イソプロピルアクリルアミドの
量を8.45gに、ポリアクリル酸(重量平均分子量1
50,000)の25重量%水溶液の量を6.84gに
変えた以外は、実施例1と同様にして、pH5.8の共
重合体マイクロビーズ分散液を得た。この分散液中にお
けるN‐イソプロピルアクリルアミド単位とアクリル酸
単位とのモル比は70:30であった。このマイクロビ
ーズ分散液を用い、実施例1と同様にして得られた異な
ったpH値の3種のマイクロビーズ分散液について、2
0〜50℃の範囲で温度を変化させ、各温度におけるマ
イクロビーズの流体力学的直径(Ds)を求めた。結果
を表1に示す。
Example 2 In Example 1, the amount of N-isopropylacrylamide was changed to 8.45 g and polyacrylic acid (weight average molecular weight 1
50,000) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the 25% by weight aqueous solution was changed to 6.84 g. The molar ratio between N-isopropylacrylamide units and acrylic acid units in this dispersion was 70:30. Using this microbead dispersion, three kinds of microbead dispersions having different pH values obtained in the same manner as in Example 1 were used.
The temperature was changed in the range of 0 to 50 ° C., and the hydrodynamic diameter (Ds) of the microbead at each temperature was determined. Table 1 shows the results.

【0024】比較例 実施例1において、N‐イソプロピルアクリルアミドの
量を8.96gに変え、かつポリアクリル酸を用いなか
ったこと及び反応温度を50℃に変えた以外は、実施例
1と同様にして、pH6.5の重合体マイクロビーズ分
散液を得た。このマイクロビーズ分散液を用い、実施例
1と同様にして得られた異なったpH値の3種のマイク
ロビーズ分散液について、20〜50℃の範囲で温度を
変化させ、各温度におけるマイクロビーズの流体力学的
直径(Ds)を求めた。結果を表1に示す。
Comparative Example In the same manner as in Example 1 except that the amount of N-isopropylacrylamide was changed to 8.96 g, polyacrylic acid was not used, and the reaction temperature was changed to 50 ° C. Thus, a polymer microbead dispersion having a pH of 6.5 was obtained. Using the microbead dispersion liquid, three kinds of microbead dispersion liquids having different pH values obtained in the same manner as in Example 1 were changed in temperature in the range of 20 to 50 ° C., and the microbeads at each temperature were changed. The hydrodynamic diameter (Ds) was determined. Table 1 shows the results.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】[注] 重合体におけるN‐イソプロピル
アクリルアミド単位とアクリル酸単位とのモル比は、比
較例=100:0、実施例1=90:10、実施例2=
70:30である。
[Note] The molar ratio of the N-isopropylacrylamide unit to the acrylic acid unit in the polymer was as follows: Comparative Example = 100: 0, Example 1 = 90: 10, Example 2 =
70:30.

【0027】表1から分かるように、本発明方法で得ら
れたマイクロビーズはpH及び熱の両方に対して感応す
るのに対し、比較例のマイクロビーズは熱に対して感応
するものの、pHに対してはほとんど感応しない。
As can be seen from Table 1, the microbeads obtained by the method of the present invention are sensitive to both pH and heat, whereas the microbeads of the comparative example are sensitive to heat, but are sensitive to pH. Almost insensitive.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリアクリル酸及びポリメタクリル酸の
中から選ばれた少なくとも1種の重合体1〜40モル%
と、一般式 【化1】 (式中のR1は水素原子又はメチル基、R2及びR3の少
なくとも一方はアルキル基又はアルコキシアルキル基で
あり、残りは水素原子である)で表わされる不飽和アミ
ドの中から選ばれた少なくとも1種の単量体99〜60
モル%との混合物及び架橋剤を含有する水溶液に、さら
にカチオン性界面活性剤又はアニオン性界面活性剤をそ
の臨界ミセル濃度以上の濃度で添加し、その曇点以上の
温度において、ミセル内反応を行わせることを特徴とす
るpH感応性、感熱性マイクロビーズの製造方法。
1 to 40 mol% of at least one polymer selected from polyacrylic acid and polymethacrylic acid
And the general formula (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, at least one of R 2 and R 3 is an alkyl group or an alkoxyalkyl group, and the remainder is a hydrogen atom). At least one monomer 99 to 60
Mol% of the mixture and the aqueous solution containing the cross-linking agent, a cationic surfactant or an anionic surfactant is further added at a concentration higher than the critical micelle concentration. A method for producing pH-sensitive and heat-sensitive microbeads, which is performed.
【請求項2】 ポリアクリル酸及びポリメタクリル酸の
中から選ばれた少なくとも1種の重合体の重量平均分子
量が1,000〜10,000,000の範囲である請
求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the weight average molecular weight of at least one polymer selected from polyacrylic acid and polymethacrylic acid is in the range of 1,000 to 10,000,000.
【請求項3】 架橋剤が分子中に2個のビニル基をもつ
化合物の中から選ばれた少なくとも1種である請求項1
又は2記載の製造方法。
3. The cross-linking agent is at least one selected from compounds having two vinyl groups in a molecule.
Or the production method according to 2.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003514650A (en) * 1999-11-15 2003-04-22 バイオキュア・インコーポレーテッド Responsive polymeric hollow particles
WO2006054288A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-26 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Polymeric nano-shells
CN101838375A (en) * 2010-04-23 2010-09-22 东华大学 Temperature and pH stimuli-responsive intelligent polymer microcapsule and preparation thereof
JP2021084057A (en) * 2019-11-26 2021-06-03 Jfeスチール株式会社 pH RESPONDING TYPE MICROCAPSULE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND RESIN COMPOSITION FOR WALL MATERIAL OF pH RESPONDING TYPE MICROCAPSULE

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