JPWO2016133070A1 - 徐放性粒子およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

徐放性粒子1の製造方法は、疎水性の抗生物活性化合物および疎水性の第1重合性ビニルモノマーを含有するコア原料成分をミニエマルション重合することにより得られるコア2であって、第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有するコア2と、疎水性の第2重合性ビニルモノマーを含有するシェル原料成分を、コア2をシードとするシード乳化重合することにより得られるシェル3であって、コア2を被覆するシェル3とを備える。

Description

本発明は、徐放性粒子およびその製造方法に関する。
従来、徐放性粒子は、長期にわたって徐放効力を発揮できる粒子として用いられている。
例えば、防腐防カビ剤を内包するマイクロカプセルが提案されている(例えば、下記特許文献1参照。)。特許文献1に記載のマイクロカプセルは、徐放性(残効性あるいは耐水溶脱性)に優れている。しかし、特許文献1に記載されるマイクロカプセルは、水分散液中で沈降し、再分散性(水分散安定性)が不十分であるという不具合がある。
そこで、水分散液中で沈降せず、水分散安定性に優れる徐放性粒子として、重合性ビニルモノマーの重合により得られる重合体に抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有し、平均粒子径が1μm未満である徐放性粒子が提案されている(例えば、下記特許文献2参照。)。
特開2006−001188号公報 国際公開2013/100102号
近年、徐放性粒子には、優れた耐紫外線性、および、より一層優れた徐放性が求められている。
しかし、特許文献2で提案される徐放性粒子では、上記した耐紫外線性および徐放性を十分に満足できないという不具合がある。
本発明の目的は、優れた徐放性および水分散安定性は元より、優れた耐紫外線性を有す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。
本発明(1)は、疎水性の抗生物活性化合物および疎水性の第1重合性ビニルモノマーを含有するコア原料成分をミニエマルション重合することにより得られるコアであって、前記第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に前記抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有するコアと、疎水性の第2重合性ビニルモノマーを含有するシェル原料成分を、前記コアをシードとするシード乳化重合することにより得られるシェルであって、前記コアを被覆する前記シェルとを備える、徐放性粒子を含む。
本発明(2)は、前記シェル原料成分は、前記抗生物活性化合物を実質的に含有しない、(1)に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(3)は、前記抗生物活性化合物は、Hansenで定義され、van Krevelen 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,compoundが、2.0[(J/cm1/2]以上、8.0[(J/cm1/2]以下であり、前記溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compoundが、5.5[(J/cm1/2]以上、9.5[(J/cm1/2]以下であり、 前記第2重合性ビニルモノマーの重合により得られる第2重合体は、前記溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd polymerが、5.0[(J/cm1/2]未満であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd polymerが、8.0[(J/cm1/2]未満である、(1)または(2)に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(4)は、前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーの総量100質量部に対する前記第2重合性ビニルモノマーの含有割合が、25質量部以上である、(1)〜(3)のいずれか一項に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(5)は、前記抗生物活性化合物が、イソチアゾリン系化合物を含有する、(1)〜(4)のいずれかに記載の徐放性粒子を含む。
本発明(6)は、前記イソチアゾリン系化合物が、5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンである、(5)に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(7)は、前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合性ビニルモノマーは、重合反応性紫外線吸収剤を含有する、(1)〜(6)のいずれか一項に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(8)は、疎水性の第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に疎水性の抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有し、平均粒子径が1μm未満であるコアと、疎水性の第2重合性ビニルモノマーの重合により得られる第2重合体からなり、前記抗生物活性化合物を実質的に含有しないシェルであって、前記コアを被覆する前記シェルとを備える、徐放性粒子を含む。
本発明(9)は、前記抗生物活性化合物は、Hansenで定義され、van Krevelen 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,compoundが、2.0[(J/cm1/2]以上、8.0[(J/cm1/2]以下であり、前記溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compoundが、5.5[(J/cm1/2]以上、9.5[(J/cm1/2]以下であり、 前記第2重合性ビニルモノマーの重合により得られる第2重合体は、前記溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd polymerが、5.0[(J/cm1/2]未満であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd polymerが、8.0[(J/cm1/2]未満である、(8)に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(10)は、前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーの総量100質量部に対する前記第2重合性ビニルモノマーの含有割合が、25質量部以上である、(8)または(9)に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(11)は、前記抗生物活性化合物が、イソチアゾリン系化合物を含有する、(8)〜(10)のいずれか一項に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(12)は、前記イソチアゾリン系化合物が、5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンである、(11)に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(13)は、前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合性ビニルモノマーは、重合反応性紫外線吸収剤を含有する、(8)〜(12)のいずれか一項に記載の徐放性粒子を含む。
本発明(14)は、疎水性の抗生物活性化合物および疎水性の第1重合性ビニルモノマーを含有するコア原料成分をミニエマルション重合して、前記第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に前記抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有するコアを調製するコア調製工程、および、疎水性の第2重合性ビニルモノマーを含有するシェル原料成分を、前記コアをシードとするシード乳化重合により得られるシェルであって、前記コアを被覆する前記シェルを調製するシェル調製工程を備える、徐放性粒子の製造方法を含む。
本発明(15)は、前記シェル原料成分は、前記抗生物活性化合物を実質的に含有しない、(14)に記載の徐放性粒子の製造方法を含む。
本発明(16)は、前記抗生物活性化合物は、Hansenで定義され、van Krevelen 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,compoundが、2.0[(J/cm1/2]以上、8.0[(J/cm1/2]以下であり、前記溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compoundが、5.5[(J/cm1/2]以上、9.5[(J/cm1/2]以下であり、 前記第2重合性ビニルモノマーの重合により得られる第2重合体は、前記溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd polymerが、5.0[(J/cm1/2]未満であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd polymerが、8.0[(J/cm1/2]未満である、(14)または(15)に記載の徐放性粒子の製造方法を含む。
本発明(17)は、前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーの総量100質量部に対する前記第2重合性ビニルモノマーの含有割合が、25質量部以上である、(14)〜(16)のいずれか一項に記載の徐放性粒子の製造方法を含む。
本発明(18)は、前記抗生物活性化合物が、イソチアゾリン系化合物を含有する、(14)〜(17)のいずれか一項に記載の徐放性粒子の製造方法を含む。
本発明(19)は、前記イソチアゾリン系化合物が、5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンである、(18)に記載の徐放性粒子の製造方法を含む。
本発明(20)は、前記ミニエマルション重合の転化率が95%以上である時に、前記シェル原料成分の、前記コアを含有する乳濁液への供給を開始する、(14)〜(19)のいずれか一項に記載の徐放性粒子の製造方法を含む。
本発明(21)は、前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合性ビニルモノマーは、重合反応性紫外線吸収剤を含有する、(14)〜(20)のいずれか一項に記載の徐放性粒子の製造方法を含む。
本発明の徐放性粒子の製造方法により得られる徐放性粒子は、第1重合体に抗生物活性化合物が相溶するコアと、コアを被覆するシェルとを備えるので、耐紫外線性に優れる。
また、本発明の徐放性粒子の製造方法により得られる徐放性粒子は、第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有するコアを備えるので、徐放性に優れる。
さらに、上記した徐放性粒子は、ミニエマルション重合およびシード乳化重合することにより得られるので、水分散安定性に優れる。
図1は、本発明の徐放性粒子の一実施形態の概略断面図を示す。 図2は、実施例11〜14の徐放性試験のグラフを示す。 図3は、実施例15〜18の徐放性試験のグラフを示す。 図4は、実施例19および20の徐放性試験のグラフを示す。 図5は、実施例21および22の徐放性試験のグラフを示す。 図6は、実施例23および24の徐放性試験のグラフを示す。 図7は、実施例25および26の徐放性試験のグラフを示す。 図8は、実施例27および28の徐放性試験のグラフを示す。 図9は、実施例29および30の徐放性試験のグラフを示す。 図10は、実施例31および32の徐放性試験で用いられたフレーム結合体の斜視図を示す。 図11は、実施例31および32の徐放性試験で用いられた虫かごの正断面図を示す。 図12は、実施例33および34の徐放性試験のグラフを示す。 図13は、実施例35および36の徐放性試験のグラフを示す。
1. 徐放性粒子
本発明の徐放性粒子は、疎水性の抗生物活性化合物および疎水性の第1重合性ビニルモノマーを含有するコア原料成分をミニエマルション重合することにより得られるコアと、疎水性の第2重合性ビニルモノマーを含有するシェル原料成分を、コアをシードとするシード乳化重合することにより得られるシェルとを備える。
以下、抗生物活性化合物、第1重合性ビニルモノマーおよび第2重合性ビニルモノマーについて順次説明する。
1.1. 抗生物活性化合物
抗生物活性化合物は、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、コアの肥大化(粒子径の増大)を抑制する。
抗生物活性化合物は、殺菌、抗菌、防腐、防藻、防かび、殺虫などの抗生物活性を有する、殺菌剤、抗菌剤、防腐剤、防藻剤、防かび剤、除草剤、殺虫剤、誘引剤、忌避剤および殺鼠剤などから選択される。これら抗生物活性を有する化合物としては、例えば、有機ヨード系化合物、トリアゾール系化合物、カルバモイルイミダゾール系化合物、ジチオール系化合物、イソチアゾリン系化合物、ニトロアルコール系化合物、パラオキシ安息香酸エステルなどの殺菌防腐防藻防かび剤(防腐防かび剤を含む)、例えば、ピレスロイド系化合物、ネオニコチノイド系化合物、有機塩素系化合物、有機リン系化合物、カーバメート系化合物、オキサジアジン系化合物などの防蟻剤(殺蟻剤)などが挙げられる。
有機ヨード系化合物としては、例えば、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメート(IPBC)、1−[[(3−ヨード−2−プロピニル)オキシ]メトキシ]−4−メトキシベンゼン、3−ブロモ−2,3−ジヨード−2−プロペニルエチルカーボネートなどが挙げられる。
トリアゾール系化合物としては、例えば、1−[2−(2,4−ジクロロフェニル)−4−n−プロピル−1,3−ジオキソラン−2−イルメチル]−1H−1,2,4−トリアゾール(プロピコナゾール)、ビス(4−フルオロフェニル)メチル(1H−1,2,4−トリアゾール−1−イルメチルシラン(別称:フルシラゾール、1−[[ビス(4−フルオロフェニル)メチルシリル]メチル]−1H−1,2,4−トリアゾール)などが挙げられる。
カルバモイルイミダゾール系化合物としては、例えば、N−プロピル−N−[2−(2,4,6−トリクロロ−フェノキシ)エチル]イミダゾール−1−カルボキサミド(プロクロラズ)などが挙げられる。
ジチオール系化合物としては、例えば、4,5−ジクロロ−1,2−ジチオール−3−オンなどが挙げられる。
イソチアゾリン系化合物としては、例えば、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン(OIT)、5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン(DCOIT)などが挙げられる。
ニトロアルコール系化合物としては、例えば、2,2−ジブロモ−2−ニトロ−1−エタノール(DBNE)などが挙げられる。
パラオキシ安息香酸エステルとしては、例えば、パラオキシ安息香酸ブチル、パラオキシ安息香酸プロピルなどが挙げられる。
ピレスロイド系化合物としては、例えば、シロバナムシヨケギクより得られるピレトリン、シネリン、ジャスモリンなどのピレスロイド系殺虫剤が挙げられ、これらから誘導されるアレスリン、ビフェントリン、アクリナトリン、アルファシペルメトリン、トラロメトリン、シフルトリン((RS)−α−シアノ−4−フルオロ−3−フェノキシベンジル−(1RS,3RS)−(1RS,3RS)−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシラート。詳しくは、異性体I((1R−3R−αR)+(1S−3S−αS))[融点:57℃]、異性体II((1R−3R−S)+(1S−3S−αR))[融点:74℃]、異性体III((1R−3S−αR)+(1S−3R−αS)))[融点:66℃]の混合物)、シフェノトリン、プラレトリン、エトフェンプロックス(2−(4−エトキシフェニル)−2−メチルプロピル=3−フェノキシベンジル=エーテル)、シラフルオフェン、フェンバレレート、ペルメトリン(3−フェノキシベンジル(1RS,3RS;1RS,3SR)−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート)などのピレスロイド系殺虫剤も挙げられる。
ネオニコチノイド系化合物としては、例えば、(E)−N−[(6−クロロ−3−ピリジル)メチル]−N−シアノ−N−メチルアセトアミジン(アセタミプリド)などが挙げられる。
有機塩素系化合物としては、例えば、ケルセンなどが挙げられる。
有機リン系化合物としては、例えば、ホキシム、ピリダフェンチオン、フェニトロチオン、テトラクロルビンホス、ジクロフェンチオン、プロペタンホスなどが挙げられる。
カーバメート系化合物としては、例えば、フェノブカルブ、プロポクスルなどが挙げられる。
オキサジアジン系化合物としては、例えば、インドキサカルブなどが挙げられる。
除草剤としては、例えば、ピラクロニル、ペンディメタリン、インダノファンなどが挙げられる。
殺虫剤としては、例えば、ピリプロキシフェンなどが挙げられる。
忌避剤としては、例えば、ディートなどが挙げられる。
これら抗生物活性化合物は、単独使用または2種以上併用することができる。
抗生物活性化合物として、好ましくは、有機ヨード系化合物、トリアゾール系化合物、カルバモイルイミダゾール系化合物、イソチアゾリン系化合物、ピレスロイド系化合物、忌避剤が挙げられ、より好ましくは、IPBC、プロピコナゾール、フルシラゾール、プロクロラズ、OIT、DCOIT、シフルトリン、ペルメトリン、ディートが挙げられ、さらに好ましくは、DCOITが挙げられる。
抗生物活性化合物は、例えば、実質的に疎水性であって、具体的には、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、より具体的には、例えば、室温の溶解度が、1.5質量部/水100容量部(15g/L)以下、好ましくは、0.5質量部/水100容量部(5g/L)以下、さらに好ましくは、0.1質量部/水100容量部(1g/L)以下である。
抗生物活性化合物の水に対する溶解度が、上記した範囲を超える場合には、第1重合性ビニルモノマーを含むコア原料成分をミニエマルション重合する際に、抗生物活性化合物がコア外(つまり、水相)へ漏出し易く、重合後に、水相に溶解していた抗生物活性化合物が析出するので、抗生物活性化合物を含有するコアを形成することが困難となる場合がある。
抗生物活性化合物は、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,compoundが、例えば、2.0[(J/cm1/2]以上、好ましくは、3.0[(J/cm1/2]以上、例えば、8.0[(J/cm1/2]以下、好ましくは、7.0[(J/cm1/2]以下であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compoundが、例えば、5.5[(J/cm1/2]以上、好ましくは、5.8[(J/cm1/2]以上、例えば、9.5[(J/cm1/2]以下である。溶解度パラメータδの双極子間力項δおよび水素結合力項δは、Hansenで定義され、van Krevelen 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。また、後述する第1重合体および第2重合体の溶解度パラメータδについても、上記と同一の方法により算出される。
抗生物活性化合物の双極子間力項δp,compoundおよび/または水素結合力項δh,compoundが上記範囲に満たないと、抗生物活性化合物の疎水性が過度に高くなり、第1重合体(後述)との十分な相溶性を得ることができない場合がある。
一方、抗生物活性化合物の双極子間力項δp,compoundおよび/または水素結合力項δh,compoundが上記範囲を超えると、抗生物活性化合物の親水性が過度に高くなり、抗生物活性化合物がコア外へ漏出し易く、抗生物活性化合物を十分に内包したコアの調製が困難となる場合がある。
他方、抗生物活性化合物の双極子間力項δp,compoundおよび水素結合力項δh,compoundが上記した範囲内であり、かつ、第1重合体(後述)の双極子間力項δp,1st polymerおよび水素結合力項δh,1st polymerが後述する範囲内であれば、抗生物活性化合物は、ミニエマルション重合中、コアから漏出せずに第1重合体(後述)と相溶していると定義される。つまり、抗生物活性化合物は、第1重合体に含有されている。
抗生物活性化合物の分子量は、例えば、180以上、好ましくは、200以上であり、また、例えば、600以下、好ましくは、500以下である。
抗生物活性化合物の融点は、例えば、100℃以下、好ましくは、90℃以下、さらに好ましくは、80℃以下である。 なお、上記した抗生物活性化合物は、例えば、製造工程中に、融点が上記範囲外である不純物を適宜の割合で含有していてもよい。具体的には、シフルトリンの異性体I(融点:57℃)と異性体II(融点:74℃)と異性体III(融点:66℃)との混合物は、例えば、不純物である異性体IV(融点102℃)を含有している。
1.2. 第1重合性ビニルモノマー
第1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(具体的には、ビニル基など)を少なくとも1つ分子内に有する。
第1重合性ビニルモノマーとしては、例えば、重合性の炭素−炭素二重結合を分子内に1つ含有する第1モノマー、例えば、重合性の炭素−炭素二重結合を分子内に2つ以上含有する第2モノマー、例えば、官能基をさらに含有する第3モノマーなどが挙げられる。
1.2.1. 第1モノマー
第1モノマーは、第1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る。第1モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、芳香族ビニルモノマー、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などが挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル系モノマーは、メタクリル酸エステルおよび/アクリル酸エステルであって、具体的には、(メタ)アクリル酸メチル(MMA/MA)、(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(i−BMA/i−BA)、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸iso−ノニル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル(ラウリル)、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル(ステアリル)、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどのアルキル部分が直鎖状、分岐状または環状の炭素数1〜20のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。好ましくは、炭素数1〜4のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。より好ましくは、メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸iso−ブチル(i−BMA)が挙げられる。
芳香族系ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン(SM)、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。好ましくは、スチレン(SM)が挙げられる。
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。
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。
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。
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。
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。
第1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、芳香族ビニルモノマーが挙げられる。
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、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーの単独使用、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族ビニルモノマーの組合せが挙げられる。
第1モノマーの配合割合は、第1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、55質量%以上、さらに好ましくは、60質量%以上であり、また、100質量%以下である。
第1モノマーが(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族ビニルモノマーの組合せである場合には、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーの、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族ビニルモノマーの総量に対する配合割合が、例えば、50質量%以上、好ましくは、75質量%以上であり、また、例えば、100質量%未満、好ましくは、95質量%以下である。
1.2.2. 第2モノマー
第2モノマーは、第1重合性ビニルモノマーと任意的に併用される副モノマーであって、第1モノマーと共重合可能な架橋性モノマーである。架橋性モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート(EGDA/EGDMA)、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、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(ALMA)、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。特にALMAは、反応性の異なる2種類の炭素炭素二重結合を利用して、コアとシェルとを化学結合させるグラフト剤としての役割を果たす。
第2モノマーとして、好ましくは、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、より好ましくは、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
第2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。
第2モノマーの配合割合は、第1重合性ビニルモノマーに対して、例えば、1質量%以上し、好ましくは、5質量%以上であり、また、例えば、20質量%以下、好ましくは、10質量%以下である。また、第2モノマーの配合割合は、第1モノマー100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、5質量部以上であり、また、例えば、30質量部以下、好ましくは、20質量部以下である。
1.2.3. 第3モノマー
第3モノマーは、第1重合性ビニルモノマーと任意的に併用される副モノマーであって、また、第1モノマーと共重合可能な官能基含有ビニルモノマーである。官能基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸系モノマー、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル、重合反応性乳化剤、重合反応性紫外線吸収剤などが挙げられる。
(メタ)アクリル酸系モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸(MAA)、イタコン酸などが挙げられる。
(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルなどが挙げられる。
エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルなどが挙げられる。
重合反応性乳化剤は、重合性の炭素−炭素二重結合を分子内に有する乳化剤であり、乳化剤であるとともに、重合性モノマーでもある。重合反応性乳化剤は、乳化機能を発現する親水性基を分子内に有しており、そのような親水性基としては、例えば、スルホネート基、サルフェート基、カルボキシレート基などのアニオン性の親水基、例えば、ポリオキシエチレン基などのノニオン性の親水基などが挙げられる。重合反応性乳化剤としては、好ましくは、アニオン性の親水基およびノニオン性の親水基の両方を含むもの、アニオン性の親水基のみを含むもの、ノニオン性の親水基のみを含むものが挙げられ、特に好ましくは、アニオン性の親水基およびノニオン性の親水基の両方を含むものが挙げられ、そのようなアニオン性の親水基およびノニオン性の親水基の両方を含むものとして、具体的には、CH=C(CH)−COO(AO)SONa(式中AOは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを示す。)、CH−CH=CH−C(C2n+1)−(AO)SONH(式中AOは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを示す。)、CH=CH−CH−O−CHCH(R)−O−(AO)n−SONH(式中AOは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシド、Rはアルキル基を示す。)などが挙げられる。また、ノニオン性の親水性基のみを有するものとして、具体的には、CH=C(CH)−COO(AO)R(式中AOは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシド、Rはアルキル基を示す。)や、CH−CH=CH−C(C2n+1)−O−(AO)H(式中AOは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを示す。)などが挙げられる。
重合反応性紫外線吸収剤は、紫外線吸収剤であるとともに、重合性モノマーである。具体的には、重合反応性紫外線吸収剤は、紫外線吸収基と、重合性の炭素−炭素二重結合とを分子内に有するモノマーである。紫外線吸収基としては、例えば、ベンゾトリアゾール環、フェノールなどの紫外線吸収基が挙げられる。重合反応性紫外線吸収剤としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−[3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]エチルなどが挙げられる。重合反応性紫外線吸収剤は、例えば、市販品を用いることもでき、例えば、RUVAシリーズ(大塚化学社製)などが用いられる。
第3モノマーとして、好ましくは、(メタ)アクリル酸系モノマー、重合反応性紫外線吸収剤が挙げられ、より好ましくは、MAA、(メタ)アクリル酸2−[3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]エチルが挙げられる。
(メタ)アクリル酸系モノマーが第3モノマーに含有されていれば、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。
一方、重合反応性紫外線吸収剤が第3モノマーに含有されていれば、抗生物活性化合物の紫外線による分解を抑えることができる。
第3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、(メタ)アクリル酸系モノマーの単独使用、および、(メタ)アクリル酸系モノマーおよび重合反応性紫外線吸収剤の組合せが挙げられ、より好ましくは、(メタ)アクリル酸系モノマーの単独使用が挙げられる。
なお、製造コストを低減する観点から、第3モノマーが、重合反応性紫外線吸収剤を含有しないことも好ましい。つまり、重合反応性紫外線吸収剤は、好ましくは、第3モノマーに含有されていない。その場合には、徐放性粒子の製造コストを低減することができる。
第3モノマーの配合割合は、第1重合性ビニルモノマーに対して、例えば、0.5質量%以上、好ましくは、1質量%以上であり、また、例えば、45質量%以下、好ましくは、40質量%以下である。また、第3モノマーの配合割合は、第1モノマー100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、また、例えば、80質量部以下、好ましくは、60質量部以下である。
第1重合性ビニルモノマーは、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、第1モノマーと第2モノマーと第3モノマーとの組合せが挙げられ、より好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(第1モノマー)と、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(第2モノマー)と、(メタ)アクリル酸系モノマー(第3モノマー)との組合せ、また、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族系ビニルモノマー(第1モノマー)と、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(第2モノマー)と、(メタ)アクリル酸系モノマー(第3モノマー)との組合せ、さらに、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー(第1モノマー)と、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(第2モノマー)と、(メタ)アクリル酸系モノマーおよび重合反応性紫外線吸収剤(第3モノマー)との組合せ、さらにまた、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族系ビニルモノマー(第1モノマー)と、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(第2モノマー)と、(メタ)アクリル酸系モノマーおよび重合反応性紫外線吸収剤(第3モノマー)との組合せが挙げられる。徐放性粒子の製造コストを低減する観点から、第1重合性ビニルモノマーの組合せとして、さらに好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族系ビニルモノマー(第1モノマー)と、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(第2モノマー)と、(メタ)アクリル酸系モノマー(第3モノマー)との組合せが挙げられる。
なお、製造コストを低減する観点から、第1重合性ビニルモノマーは、重合反応性紫外線吸収剤を含有しないことも好ましい。
第1重合性ビニルモノマーが第1モノマーと第2モノマーと第3モノマーとの組合せである場合には、第3モノマーの配合割合は、第2モノマー100質量部に対して、例えば、30質量部以上、好ましくは、50質量部以上であり、また、例えば、1000質量部以下、好ましくは、500質量部以下である。
そして、上記した第1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、10質量部/水100容量部(100g/L)以下、好ましくは、5質量部/水100容量部(50g/L)以下、さらに好ましくは、3質量部/水100容量部(30g/L)以下である。なお、第1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、第2モノマーおよび第3モノマーが併用される場合)には、第1重合性ビニルモノマー全体(つまり、異なる種類の第1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。
第1重合性ビニルモノマーは、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st polymerが、例えば、5.0[(J/cm1/2]以上、例えば、7.0[(J/cm1/2]以下、好ましくは、6.5[(J/cm1/2]以下であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,1st polymerが、例えば、8[(J/cm1/2]以上、好ましくは、8.5[(J/cm1/2]以上、例えば、10[(J/cm1/2]以下である第1重合体を生成する第1重合性ビニルモノマーである。
第1重合体の双極子間力項δp,1st polymerおよび/または水素結合力項δh,1st polymerが上記範囲に満たないと、第1重合体の疎水性が過度に高くなり、抗生物活性化合物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、抗生物活性化合物がミニエマルション重合中にコア外へ漏出して、抗生物活性化合物を十分内包したコアの調製が困難となる場合がある。
一方、第1重合体の双極子間力項δp,1st polymerおよび/または水素結合力項δh,1st polymerが上記範囲を超えると、第1重合体の親水性が過度に高くなり、抗生物活性化合物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、抗生物活性化合物がミニエマルション重合中にコア外へ漏出して、抗生物活性化合物を十分内包したコアの調製が困難となる場合がある。
第1重合体の双極子間力項δp,1st polymerおよび水素結合力項δh,1st polymerが上記した範囲内であれば、抗生物活性化合物は、ミニエマルション重合中、徐放性粒子から漏出せずに第1重合体と相溶していると定義される。つまり、抗生物活性化合物は、第1重合体に均一に含有されている。
さらに、溶解度パラメータδにおいて、第1重合体の双極子間力項δp,1st polymerから抗生物活性化合物の双極子間力項δp,compoundを差し引いた値Δδ(=δp,1st polymer−δp,compound)は、例えば、−1.1〜2.8[(J/cm1/2]である。
また、第1重合体の水素結合力項δh,1st polymerから抗生物活性化合物の水素結合力項δh,compoundを差し引いた値Δδ(=δh,1st polymer−δh,compound)は、例えば、−0.1〜4.2[(J/cm1/2]である。
ΔδおよびΔδが上記した範囲内にあれば、抗生物活性化合物および第1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。
1.3. 第2重合性ビニルモノマー
第2重合性ビニルモノマーとしては、上記で例示した第1重合性ビニルモノマーと同一の重合性ビニルモノマーが挙げられる。具体的には、第2重合性ビニルモノマーとして、好ましくは、第1モノマー、第3モノマー、より好ましくは、第1モノマーが挙げられる。
具体的には、第2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、芳香族ビニルモノマー、(メタ)アクリル酸系モノマーが挙げられ、より好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、芳香族ビニルモノマーが挙げられる。より具体的には、第2重合性ビニルモノマーとして、好ましくは、MMA、SM、MAAが挙げられ、より好ましくは、MMA、SMが挙げられる。
また、第1重合性ビニルモノマーおよび第2重合性ビニルモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合性ビニルモノマーは、好ましくは、重合反応性紫外線吸収剤を含有する。これにより、徐放性粒子における抗生物活性化合物の耐紫外線性を向上させることができる。
具体的には、例えば、重合反応性紫外線吸収剤が、第1重合性ビニルモノマーに含有され、第2重合性ビニルモノマーに含有されない第1の態様、例えば、重合反応性紫外線吸収剤が、第1重合性ビニルモノマーに含有されず、第2重合性ビニルモノマーに含有される第2の態様、例えば、重合反応性紫外線吸収剤が、第1重合性ビニルモノマーに含有され、第2重合性ビニルモノマーにも含有される第3態様が挙げられる。徐放性粒子における抗生物活性化合物の耐紫外線性をより一層向上させる観点から、好ましくは、第3の態様が挙げられる。
一方、重合反応性紫外線吸収剤が、第1重合性ビニルモノマーに含有されず、第2重合性ビニルモノマーにも含有されない第4の態様も好ましい。第4の態様であれば、徐放性粒子の製造コストを低減することができる。
第2重合性ビニルモノマーが第1モノマー(好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー)および第3モノマー(好ましくは、重合反応性紫外線吸収剤)の組合せである場合には、第2重合性ビニルモノマーにおける第3モノマーの配合割合は、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、0.5質量%以上、より好ましくは、1質量%以上であり、また、例えば、50質量%未満、好ましくは、25質量%以下、より好ましくは、20質量%以下である。第2重合性ビニルモノマーが第1モノマー(好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー)および第3モノマー(好ましくは、重合反応性紫外線吸収剤)の組合せである場合には、第1モノマー100質量部に対する第3モノマーの配合割合は、例えば、1質量部以上、好ましくは、5質量部以上であり、また、例えば、40質量部以下、好ましくは、20質量部以下である。
また、第2重合性ビニルモノマーとして、好ましくは、第2重合性ビニルモノマーの重合により得られる第2重合体が、抗生物活性化合物に対して相溶しない(すなわち、非相溶となる)モノマーが選択される。具体的には、第2重合性ビニルモノマーとして、第2重合体の溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd polymerが、例えば、0.0[(J/cm1/2]以上、好ましくは、1.0[(J/cm1/2]以上であり、また、例えば、5.0[(J/cm1/2]未満、好ましくは、4.9[(J/cm1/2]以下であり、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,2nd polymerが、例えば、0.0[(J/cm1/2]以上であり、また、例えば、8.0[(J/cm1/2]未満、好ましくは、7.0[(J/cm1/2]以下となるモノマーが選択される。
第2重合体の溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd polymerおよび/または水素結合力項δh,2nd polymerが上記した上限を上回ると、第2重合体が抗生物活性化合物に対して相溶する場合がある。一方、第2重合体の溶解度パラメータδの双極子間力項δp,2nd polymerおよび/または水素結合力項δh,2nd polymerは、Hansenの溶解度パラメータδの定義上、0未満の値をとることは無い。しかし、双極子間力項δp,2nd polymerおよび/または水素結合力項δh,2nd polymerが0に近づくほど、第2重合性ビニルモノマーがコアに浸入しやすくなるため、シェル原料成分(あるいは、後述するシェル原料乳化液)は、第2重合性ビニルモノマーが滞留しないように留意しながら、乳濁液にフィード(供給)することが好ましい。
第2重合体の双極子間力項δp,2nd polymerおよび/または水素結合力項δh,2nd polymerが上記した範囲内(すなわち、第2重合体の双極子間力項δp,2nd polymerおよび水素結合力項δh,2nd polymerの少なくとも一方が上記した範囲内)であり、かつ、抗生物活性化合物の双極子間力項δp,compoundおよび水素結合力項δh,compoundの両方が上記した範囲内であれば、たとえ、コアに含有する抗生物活性化合物がシェル中に移行(マイグレーション)しても、かかる抗生物活性化合物は、第2重合体と相溶せず、つまり、それらは非相溶であると定義される。
第2重合体が、抗生物活性化合物に対して相溶しない場合には、第2重合体が抗生物活性化合物と相溶することに基づく抗生物活性化合物のシェル外への漏出を抑制して、抗生物活性化合物をシェル外に放出する速度を低下させることができる。そのため、徐放性粒子の徐放性をより一層向上させることができる。
上記したように、抗生物活性化合物に対して非相溶となる第2重合体を生成するための第2重合性ビニルモノマーとして、好ましくは、第1モノマー、具体的には、複数種類の第1モノマーの組合せ、より好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族系ビニルモノマーの組合せ、さらに好ましくは、炭素数1〜4のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル、および、芳香族系ビニルモノマーの組合せ、とりわけ好ましくは、MMA、および、SMの組合せが挙げられる。
第2重合性ビニルモノマーが、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族系ビニルモノマーの組合せである場合には、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーおよび芳香族系ビニルモノマーの総量100質量部に対して、芳香族系ビニルモノマーの配合割合が、例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上、より好ましくは、25質量部以上であり、また、例えば、50質量部以下、好ましくは、40質量部以下、より好ましくは、35質量部以下である。芳香族系ビニルモノマーの配合割合が上記した下限以上であれば、第2重合体の抗生物活性化合物に対する相溶性を低下させて、それらを非相溶とすることができる。芳香族系ビニルモノマーの配合割合が上記した上限以下であれば、第2重合体のコアへの侵入を抑制することができる。
なお、(メタ)アクリル酸エステル系モノマーの配合割合は、芳香族系ビニルモノマーの配合割合の残部である。
2. 徐放性粒子の製造方法
そして、本発明の徐放性粒子の製造方法は、疎水性の抗生物活性化合物および疎水性の第1重合性ビニルモノマーを含有するコア原料成分をミニエマルション重合して、コアを調製するコア調製工程、および、疎水性の第2重合性ビニルモノマーを含有するシェル原料成分を、コアをシードとするシード乳化重合により、コアを被覆するシェルを調製するシェル調製工程を備える。また、コア調製工程では、コア原料成分からミニエマルションを作製するために、別途、第1乳化剤水溶液を調製する。
2.1.コア原料成分、第1乳化剤水溶液およびシェル原料成分の調製
まず、コア原料成分、第1乳化剤水溶液およびシェル原料成分の調製について順次説明する。
2.1.1. コア原料成分の調製
コア原料成分を調製するには、例えば、抗生物活性化合物と第1重合性ビニルモノマーとを配合する。好ましくは、抗生物活性化合物を第1重合性ビニルモノマーで溶解する。これによって、抗生物活性化合物および第1重合性ビニルモノマーを含有するコア原料成分を調製する。
なお、コア原料成分は、疎水性溶液(油相成分)であって、例えば、抗生物活性化合物の溶剤(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(ヘキサデカン、セチルアルコール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。
抗生物活性化合物の第1重合性ビニルモノマー100質量部に対する配合割合は、例えば、1質量部以上、好ましくは、5質量部以上であり、また、例えば、400質量部以下、好ましくは、300質量部以下である。
好ましくは、コア原料成分の調製において、油溶性重合開始剤を配合する。
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。油溶性重合開始剤として、好ましくは、油溶性有機過酸化物が挙げられる。
油溶性重合開始剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。
油溶性重合開始剤の配合割合は、第1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質量部以下である。
また、コア原料成分は、例えば、紫外線吸収剤を任意成分として含有することもできる。
紫外線吸収剤は、上記した重合反応性紫外線吸収剤を除く紫外線吸収剤であって、例えば、紫外線吸収基を分子内に有するものの、重合性の炭素−炭素二重結合を分子内に有しない非重合反応性紫外線吸収剤である。また、紫外線吸収剤は、例えば、疎水性である。
具体的には、紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤、天然系紫外線吸収剤などが挙げられる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン(アデカスタブ1413、ADEKA社製)、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン(アデカスタブ LA−51、ADEKA社製)、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、TINUVIN384−2(5% 2−メトキシ−1−メチルエチルアセテー、95% ベンゼンプロパン酸、3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ、C7−9側鎖および直鎖アルキルエステル、チバ・ジャパン社製)、TINUVIN PS(2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、チバ・ジャパン社製)などが挙げられる。
ヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、TINUVIN 400(85% 2−(4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヒドロキシフェニル、 とオキシラン[(C10−C16 主としてC12−C13アルキルオキシ)メチル]オキシランとの反応生成物、15% 1−メトキシ−2−プロパノール、チバ・ジャパン社製)、TINUVIN 460(2,4−ビス[2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル]−6−(2,4−ジブトキシフェニル)−1,3−5−トリアジン、チバ・ジャパン社製)などが挙げられる。
天然系紫外線吸収剤としては、例えば、ヤンゴニンなどが挙げられる。
紫外線吸収剤として、好ましくは、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が挙げられる。
紫外線吸収剤は、単独使用または併用することができる。
紫外線吸収剤は、光安定剤と併用することができる。光安定剤としては、例えば、LA−82、LA−87(以上ADEKA社製)などの重合性光安定剤、例えば、TINUVIN123、TINUVIN144、TINUVIN292(以上チバ・ジャパン社製)などのヒンダードアミン系光安定剤が挙げられる。
紫外線吸収剤は、例えば、重合反応性紫外線吸収剤と併用する。
紫外線吸収剤がコア原料成分に含有される場合には、重合反応性紫外線吸収剤がシェル原料成分および/またはコア原料成分に含有される態様が挙げられる。このような態様では、具体的には、例えば、紫外線吸収剤が、コア原料成分に含有され、重合反応性紫外線吸収剤が、コア原料成分に含有されず、シェル原料成分に含有される第5の態様、例えば、紫外線吸収剤が、コア原料成分に含有され、重合反応性紫外線吸収剤が、コア原料成分に含有され、シェル原料成分に含有されない第6の態様、例えば、紫外線吸収剤が、コア原料成分に含有され、重合反応性紫外線吸収剤が、コア原料成分に含有され、シェル原料成分にも含有される第7の態様が挙げられる。
一方、紫外線吸収剤を、重合反応性紫外線吸収剤と併用することなく、コア原料成分に配合することも好ましい。つまり、紫外線吸収剤が、コア原料成分に含有され、重合反応性紫外線吸収剤が、コア原料成分に含有されず、シェル原料成分にも含有されない第8の態様が挙げられる。
なお、紫外線吸収剤の配合割合は、抗生物活性化合物100質量部に対して、例えば、0.2質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、30質量部以下、好ましくは、20質量部以下である。また、紫外線吸収剤の配合割合は、第1重合性ビニルモノマー100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、20質量部以下、好ましくは、10質量部以下である。
紫外線吸収剤が、重合反応性紫外線吸収剤と併用される場合には、紫外線吸収剤(非重合反応性紫外線吸収剤)の配合割合は、重合反応性紫外線吸収剤100質量部に対する例えば、10質量部以上、好ましくは、50質量部以上であり、また、例えば、500質量部以下、好ましくは、100質量部以下である。
紫外線吸収剤は、抗生物活性化合物および第1重合性ビニルモノマーに配合される。好ましくは、紫外線吸収剤を、抗生物活性化合物とともに、第1重合性ビニルモノマーに溶解する。これによって、抗生物活性化合物および紫外線吸収剤を含有する第1重合性ビニルモノマー溶液(つまり、コア原料成分)を調製する。詳しくは、抗生物活性化合物、第1重合性ビニルモノマー、必要により配合される油溶性重合開始剤、および、必要により配合される紫外線吸収剤を含有するコア原料成分を調製する。
2.1.2. 第1乳化剤水溶液の調製
第1乳化剤水溶液を調製するには、水と乳化剤とを配合する。
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、第1乳化剤水溶液を得る。
乳化剤としては、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などのアニオン系乳化剤が挙げられる。
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。
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。
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。
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などが挙げられる。
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。
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。
乳化剤として、好ましくは、アニオン系乳化剤が挙げられる。
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。
乳化剤の配合割合は、例えば、コア原料成分を次に説明する第1乳化剤水溶液に乳化する時に、ミセルを生成しないように、設定される。詳しくは、乳化剤の配合割合は、コア原料成分を第1乳化剤水溶液に乳化する時に、乳化剤固有の単位質量あたりの占有面積から算出されるミニエマルション粒子を被覆するのに必要な乳化剤量と、第1乳化剤水溶液中における臨界ミセル濃度となる乳化剤量との和を超えないように設定される。乳化剤の配合割合は、第1乳化剤水溶液に対して、乳化剤の有効成分量として、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、0.2質量%以上であり、また、例えば、20質量%以下、好ましくは、10質量%以下である。また、乳化剤の配合割合を、コア原料成分に対して、乳化剤の有効成分量として、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、0.2質量%以上であり、また、例えば、20質量%以下、好ましくは、10質量%以下となるように調整する。乳化剤の配合割合が上記した上限以下であれば、ミセルの生成に基づく新粒子の発生を抑えることができ、粒子の数が一定で重合が進行するため、確実に抗生物活性化合物を内包することができる。
第1乳化剤水溶液は、分散剤を含有することもできる。
分散剤は、好ましくは、乳化剤と併用され、具体的には、例えば、ポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略記する。)、芳香族スルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物の塩、ポリカルボン酸型オリゴマー、ヒドロキシセルロースなどのセルロース系分散剤などが挙げられ、好ましくは、PVA、芳香族スルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物の塩が挙げられる。
PVAは、ミニエマルションの保護コロイドを形成するために、水相(第1乳化剤水溶液)に配合される分散剤であり、例えば、酢酸ビニルを主成分とするビニルモノマーを適宜の方法で重合して得られるポリ酢酸ビニル系重合体をけん化させることにより、得ることができる。
PVAを第1乳化剤水溶液に配合することにより、PVAの保護コロイドによって、安定な水和層を形成し、粒子間の衝突による凝集が起こりにくくさせる。その結果、例えば、乳化剤量が少ない処方においても、ミニエマルション重合中の凝集物量を低下させたりすることができるなど、重合安定性を向上せることができる。
PVAのけん化度は、例えば、70%以上、好ましくは、80%以上であり、また、例えば、99%以下、好ましくは、90%以下である。
PVAの平均重合度は、例えば、300以上、好ましくは、500以上であり、また、例えば、4000以下、好ましくは、2500以下である。
PVAは、4%水溶液の20℃における粘度が、例えば、3mPa・sec以上、好ましくは、5mPa・sec以上であり、また、例えば、100mPa・sec以下、好ましくは、50mPa・sec以下である。PVAの粘度は、20℃において、その4%水溶液をB型粘度計を用いて測定することができる。
PVAを第1乳化剤水溶液に含有させるには、あらかじめPVA水溶液を調製しておき、これに水と乳化剤とを配合して、それらを均一に攪拌する。PVA水溶液の調製は、例えば、25℃以下の冷水に撹拌下にPVAを投入して分散させ、そのまま60〜90℃に昇温して溶解させる。PVAが完全に水に溶解したことを確認後、室温に冷却することにより実施することができる。
芳香族スルホン酸としては、例えば、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、クメンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などが挙げられる。好ましくは、α−ナフタレンスルホン酸、β−ナフタレンスルホン酸などのナフタレンスルホン酸が挙げられる。
塩を形成するためのカチオンとしては、例えば、ナトリウムカチオン、カリウムカチオンなどの1価のアルカリ金属カチオン、例えば、アンモニウムカチオンなどが挙げられる。好ましくは、1価のアルカリ金属カチオンが挙げられる。
芳香族スルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物の塩としては、具体的には、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物の塩(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)が挙げられる。芳香族スルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物の塩として、市販品を用いることができ、具体的には、デモールNL(β−ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物のナトリウム塩の41%水溶液、花王社製)などが挙げられる。
これら分散剤は、単独使用または2種以上併用することができる。分散剤として、好ましくは、PVAと、芳香族スルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物の塩との組合せが挙げられる。
分散剤が、PVAと、芳香族スルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物の塩との組合せである場合には、PVAの配合割合を、有効成分量として、コア原料成分100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上、好ましくは、1質量部以上、また、例えば、20質量部以下、好ましくは、10質量部以下となるように、調整する。芳香族スルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物の塩の配合割合を、有効成分量として、コア原料成分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、また、例えば、10質量部以下、好ましくは、1質量部以下となるように、調整する。
2.1.3. シェル原料成分の調製
シェル原料成分を調製するには、例えば、疎水性の第2重合性ビニルモノマーをそのままシェル原料成分として用意する。あるいは、疎水性の第2重合性ビニルモノマーを乳化する。好ましくは、疎水性の第2重合性ビニルモノマーを乳化する。すなわち、疎水性の第2重合性ビニルモノマーを乳化して、シェル原料成分をシェル原料乳化液として調製する。
また、シェル原料成分(シェル原料乳化液)には、好ましくは、抗生物活性化合物を実質的に配合しない。つまり、シェル原料成分(シェル原料乳化液)は、好ましくは、抗生物活性化合物を実質的に含有しない。すなわち、抗生物活性化合物は、シェル原料成分(シェル原料乳化液)に実質的に含有されていない。
換言すれば、シェル原料成分は、本発明の効果を阻害しない程度の抗生物活性化合物の含有を許容することができる。具体的には、第2重合性ビニルモノマー100質量部に対して、例えば、1質量部以下、さらには、0.1質量部以下である抗生物活性化合物の含有割合が許容される。
なお、製造コストを低減する観点から、シェル原料成分は、好ましくは、紫外線吸収剤を含有しない。つまり、紫外線吸収剤は、好ましくは、シェル原料成分に含有されず、コア原料成分にも含有されない。
シェル原料乳化液を調製するには、例えば、乳化剤の存在下、第2重合性ビニルモノマーを水中に乳化させる。好ましくは、まず、水に乳化剤を配合して、第2乳化剤水溶液を調製し、次いで、第2重合性ビニルモノマーを、第2乳化剤水溶液中に乳化させる。具体的には、第2重合性ビニルモノマーを第2乳化剤水溶液に配合して、それらを撹拌する。
乳化剤としては、上記した乳化剤と同一のものが挙げられ、好ましくは、アニオン系乳化剤が挙げられる。
乳化剤の配合割合は、第2重合性ビニルモノマーを第2乳化剤水溶液に乳化する時に、ミセルを生成しないように、設定される。乳化剤の配合割合は、具体的には、第2乳化剤水溶液に対して、乳化剤の有効成分量として、例えば、0.01質量%以上、好ましくは、0.1質量%以上であり、また、例えば、10質量%以下、好ましくは、5質量%以下である。
第2重合性ビニルモノマーの乳化は、単に第2乳化剤水溶液中に第2重合性ビニルモノマーが分散していればよく、第2重合性ビニルモノマーの粒子径は任意であり、そのため、例えば、容器中の第2乳化剤水溶液に第2重合性ビニルモノマーを配合し、その後、撹拌羽根を備える攪拌機、マグネチックスターラーなどにより撹拌しながら、ミニエマルション重合後の反応液にフィードしてもよく、例えば、予め、ディスパー、ホモミキサーにより乳化したシェル原料乳化液を調製(用意)し、これをミニエマルション重合後の反応液(乳濁液)にフィード(供給)してもよい。
第2重合性ビニルモノマーの配合割合は、第2乳化剤水溶液100質量部に対して、例えば、10質量部以上、好ましくは、50質量部以上であり、また、例えば、200質量部以下、好ましくは、150質量部以下、より好ましくは、100質量部以下、さらに好ましくは、80質量部以下である。また、第2重合性ビニルモノマーの配合割合を、コア100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、10質量部以上であり、また、例えば、1000質量部以下、好ましくは、100質量部以下となるように、調整する。
また、第2重合性ビニルモノマーの配合割合は、第1重合性ビニルモノマーおよび第2重合性ビニルモノマーの総量100質量部に対して、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上、より好ましくは、20質量部以上、さらに好ましくは、25質量部以上、とりわけ好ましくは、30質量部以上、最も好ましくは、40質量部以上である。第2重合性ビニルモノマーの配合割合が上記した下限以上であれば、コアの直径(平均粒子径)に対するシェルの厚みを厚くすることができ、そのため、コアが含有する抗生物活性化合物がシェル外に放出することを有効に遅延させて、徐放性粒子の徐放性をより一層向上させることができる。
一方、第2重合性ビニルモノマーの配合割合は、第1重合性ビニルモノマーおよび第2重合性ビニルモノマーの総量100質量部に対して、90質量部以下、好ましくは、50質量部以下である。第2重合性ビニルモノマーの配合割合が上記した上限以下であれば、徐放性粒子における抗生物活性化合物の徐放性を確保することができる。
また、好ましくは、シェル原料乳化液の調製とは別に、重合開始剤水溶液を調製する。
重合開始剤水溶液を調製するには、水溶性重合開始剤を水に溶解させる。
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−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、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、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸塩二水和物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、次亜硫酸水素ナトリウム、次亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトルム、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム(ロンガリット)、二酸化チオ尿素、チオ硫酸ナトリウム、2価鉄塩、1価銅塩、アミン類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。
水溶性重合開始剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。
水溶性重合開始剤として、好ましくは、過硫酸塩化合物が挙げられる。
水溶性重合開始剤の配合割合は、第2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、3質量部以下、好ましくは、1質量部以下である。
また、水溶性重合開始剤の配合割合は、適宜設定され、重合開始剤水溶液に対して、例えば、0.1質量%以上、好ましくは、1質量%以上であり、また、例えば、20質量%以下、好ましくは、10質量%以下である。
2.2. ミニエマルション重合およびシード乳化重合
次に、コア調製工程におけるミニエマルション重合、および、シェル調製工程におけるシード乳化重合について順次説明する。
2.2.1 ミニエマルション重合
コア調製工程において、コア原料成分をミニエマルション重合するには、まず、コア原料成分を第1乳化剤水溶液中に乳化する。
具体的には、コア原料成分を第1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、コア原料成分を第1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。
コア原料成分の乳化では、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。
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。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。
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時間以下である。
コア原料成分の配合割合は、第1乳化剤水溶液100質量部に対して、例えば、10質量部以上、好ましくは、25質量部以上であり、また、例えば、100質量部以下、好ましくは、90質量部以下である。
上記の方法により、コア原料成分のミニエマルションを調製する。なお、コア原料成分のミニエマルションは、乳化剤が、ミニエマルション粒子(コア原料成分の乳化液滴)に吸着しており、水媒体中に、平均粒子径1μm未満のコア原料成分のミニエマルション粒子が形成されている。
ミニエマルション粒子の平均粒子径は、メジアン径として算出され、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、400nm以下、もっとも好ましくは、300nm以下に、また、例えば、50nm以上に調節される。
なお、ミニエマルション粒子は、粒子中に含まれる抗生物活性化合物が、ハイドロホーブ(コスタビライザー)として作用し、オストワルド熟成を防止して、コアの肥大化(粒子径の増大)を抑制するため、乳化した時の粒子径が維持されており、さらに、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分散安定化されている(つまり、ミニエマルションの水分散安定性が確保されている)。
その後、乳化された第1重合性ビニルモノマーを、油溶性重合開始剤の存在下、ミニエマルション重合して、第1重合体および抗生物活性化合物からなるコアを生成する。なお、この時に油溶性重合開始剤と併用して上記の水溶性重合開始剤を添加してミニエマルション重合を行ってもよい。また、水溶性重合開始剤のみでミニエマルション重合を行うこともできる。
このミニエマルション重合は、原料となる第1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。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、第1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、第1重合体を生成する。
ミニエマルションの撹拌における攪拌羽根の周速は、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/分以下である。
加熱条件は、油溶性重合開始剤や第1重合性ビニルモノマーの種類によって適宜選択され、加熱温度が、例えば、抗生物活性化合物の融点以上であり、具体的には、例えば、30℃以上、好ましくは、50℃以上であり、また、例えば、100℃以下であり、加熱時間が、例えば、2時間以上、好ましくは、3時間以上であり、また、例えば、24時間以下、好ましくは、12時間以下である。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。
ミニエマルション重合によって、第1重合体および抗生物活性化合物を含有するコアを含有する乳濁液が得られる。乳濁液では、コアが、分散されている。
また、コアは、第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に抗生物活性化合物が相溶している均一相となる。
その後、反応後の乳濁液を冷却することなく、重合温度に維持して、継続してシード乳化重合を実施する。
あるいは、乳濁液を、例えば、室温(20〜30℃、より具体的には、25℃))に冷却してもよい。
このようにして得られるコアの平均粒子径は、メジアン径として算出され、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、400nm以下、もっとも好ましくは、300nm以下であり、また、例えば、10nm以上、好ましくは、50nm以上である。
これにより、コアが乳濁された乳濁液を得ることができる。
2.2.2. シード乳化重合
シェル調製工程において、シェル原料成分をシード乳化重合するには、例えば、シェル原料成分を、コアを含有する乳濁液に対して供給する。あるいは、シェル原料乳化液を、上記した乳濁液に対して供給する。または、シェル原料成分、および、シェル原料乳化剤水溶液を別々に、上記した乳濁液に対して供給する。好ましくは、シェル原料乳化液を、乳濁液に対して供給する。
シェル原料乳化液を乳濁液に対して供給するには、例えば、連続供給、分割供給、一括供給が採用され、好ましくは、連続供給が採用される。連続供給であれば、分割供給または一括供給時の供給(添加)ショック(具体的には、コアが乳濁液中で不安定となり、コアが凝集すること)を軽減することができる。
連続供給では、シェル原料乳化液を乳濁液に対して、連続して供給し、具体的には、シェル原料乳化液を、例えば、10分間以上、好ましくは、30分間以上、より好ましくは、60分間以上かけて、また、例えば、180分間以内に、供給する。
また、連続供給では、例えば、チュービングポンプなどを用いて、シェル原料乳化液を乳濁液に対して供給する。
具体的には、ミニエマルション重合において加熱され、その温度が維持された状態の乳濁液(つまり、反応後であって、冷却されていない乳濁液)に対して供給する。なお、乳濁液が一度冷却された場合は、冷却された乳濁液を所定温度まで再度加熱してから、シェル原料乳化液を乳濁液に対して供給する。
また、シェル原料乳化液の配合割合は、コア原料成分100質量部に対して、例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上であり、また、例えば、500質量部以下、好ましくは、100質量部以下である。また、シェル原料成分の配合割合が、コア原料成分100質量部に対して、例えば、5質量部以上、好ましくは、10質量部以上であり、また、例えば、250質量部以下、好ましくは、50質量部以下となるように、調整される。
また、シェル原料乳化液の配合割合は、第2重合性ビニルモノマーの第1重合性ビニルモノマーおよび第2重合性ビニルモノマーに対する配合割合が上記した配合割合となるように、調整される。
シェル原料乳化液を乳濁液に対して供給を開始する時に、上記したミニエマルション重合が終了していることが好ましく、具体的には、ミニエマルション重合における第1重合性ビニルモノマーの転化率が、例えば、75%以上、好ましくは、95%以上、より好ましくは、99%以上のときに、シェル原料乳化液を乳濁液に対して供給する。第1重合性ビニルモノマーの転化率は、コアにおける第1重合性ビニルモノマーの転化率であって、HPLCにより測定される。シェル原料乳化液を乳濁液に対して供給を開始する時に、第1重合性ビニルモノマーの転化率が上記下限以上であれば、コアシェル構造を有することができる。
また、シェル原料乳化液の乳濁液に対する供給とともに、重合開始剤水溶液を乳濁液に対して供給する。
重合開始剤水溶液を乳濁液に対して供給するには、例えば、連続供給、分割供給、一括供給が採用され、好ましくは、連続供給が採用される。連続供給であれば、分割供給または一括供給時の供給(添加)ショック(具体的には、コアが乳濁液中で不安定となり、凝集すること)を軽減することができる。
連続供給では、重合開始剤水溶液を乳濁液に対して、連続して供給し、具体的には、重合開始剤水溶液を、シェル原料乳化液を乳濁液に対して供給するのに要する時間と同様の時間をかけて、詳しくは、例えば、10分間以上、好ましくは、30分間以上、より好ましくは、60分間以上かけて、また、例えば、180分間以内に、供給する。
また、連続供給では、例えば、チュービングポンプなどを用いて、重合開始剤水溶液を乳濁液に対して供給する。
このようにして、シェル原料乳化液および重合開始剤水溶液、または、シェル原料成分、シェル原料乳化剤水溶液および重合開始剤水溶液が、加熱されたミニエマルション重合後の乳濁液に対する供給によって、シード乳化重合が進行する。
シード乳化重合の加熱温度は、例えば、30℃以上、好ましくは、50℃以上であり、また、例えば、100℃以下である。加熱時間は、例えば、2時間以上、好ましくは、3時間以上であり、また、例えば、24時間以下、好ましくは、12時間以下である。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。
そして、コアをシード(種粒子)として、コアの表面において第2重合性ビニルモノマーがシード乳化重合して、コアを被覆する、第2重合体からなるシェルが生成される。
シード乳化重合は、ミニエマルション重合により調製したコアをシード(種粒子)とし、コア懸濁液に、シェル原料成分を供給し、別途、添加される重合開始剤水溶液の水溶性重合開始剤でシード重合する方法である。従って、シード乳化重合は、平均粒子径は1μm未満となり、徐放性粒子が容易に沈降せず、水分散安定性に優れる。
対して、シード懸濁重合は、懸濁重合により調製したコアをシード(種粒子)とし、コア懸濁液に、シェル原料成分を供給し、コアに残存する油溶性重合開始剤でシード重合する方法である。従って、シード懸濁重合は、シード乳化重合と異なり、平均粒子径は1μm以上となり、徐放性粒子が容易に沈降し、水分散安定性が悪い。また、シェル原料成分を確実にシード懸濁重合させるためには、一旦、コア懸濁液を重合開始温度以下に冷却し、シェル原料成分を供給、撹拌して、コアをシェル原料成分で膨潤させた後、重合開始温度以上に昇温するなどの方法を取らねばならない。
また、シード乳化重合で調製した粒子のシェルは、好ましくは、抗生物活性化合物を実質的に含有しない。換言すれば、シェルは、本発明の効果を阻害しない程度の抗生物活性化合物の含有を許容することができる。具体的には、抗生物活性化合物がコアからシェルに移行(マイグレーション)して、微量の抗生物活性化合物がシェル中に存在することは許容される。
シェルにおける抗生物活性化合物の含有割合は、例えば、1質量%以下、さらには、0.1質量%以下である。
また、シェルの厚みは、最大厚みで、例えば、1nm以上、好ましくは、3nm以上、より好ましくは、10nm以上、さらに好ましくは、30nm以上であり、また、例えば、200nm以下、好ましくは、150nm以下である。
シェルの厚みの、コアの直径(平均粒子径)に対する百分率(シェルの厚み/コアの直径×100)は、例えば、1%以上、好ましくは、3%以上、より好ましくは、5%以上、さらに好ましくは、10%以上であり、また、例えば、50%以下である。
徐放性粒子の平均粒子径は、メジアン径として算出され、1μm未満、好ましくは、750nm以下、より好ましくは、500nm以下、さらに好ましくは、400nm以下、とりわけ好ましくは、300nm以下、また、例えば、50nm以上である。
シェルの厚みの、徐放性粒子の平均粒子径に対する百分率(シェルの厚み/徐放性粒子の平均粒子径×100)は、例えば、1%以上、好ましくは、3%以上、より好ましくは、5%以上、さらに好ましくは、10%以上であり、また、例えば、50%以下である。
このような製造方法によって、図1の断面図で示すように、コア2と、コア2を被覆するシェル3とを備える徐放性粒子1を含む乳濁液が得られる。
つまり、この徐放性粒子1は、球状粒子として形成されており、具体的には、コア2と、コア2を被覆するシェル3とを含む。
コア2は、略球状に形成されている。コア2は、上記した疎水性の第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に疎水性の抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有する。
シェル3は、コア2の表面に形成されている。具体的には、シェル3は、例えば、コア2の表面を被覆する膜状に形成されている。シェル3は、疎水性の第2重合性ビニルモノマーの重合により得られる第2重合体を含有する。また、シェル3は、好ましくは、抗生物活性化合物を実質的に含有しない。換言すれば、シェル3に対して、例えば、1質量%以下、さらには、0.1質量%以下である抗生物活性化合物の含有が許容される。
従って、徐放性粒子1は、コアシェル構造を有している。
そして、シード乳化重合の後、重合後の乳濁液を、例えば、放冷などによって冷却し、100目の濾布などで濾過することにより、徐放性粒子の乳濁液(水分散液)を得る。
そして、徐放性粒子を含む乳濁液に、例えば、必要により、増粘剤、凍結防止剤、防腐剤、微生物増殖抑制剤などの公知の添加剤を適宜配合することができる。
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、乳濁剤として用られる。また、徐放性粒子は、スプレードライ、凍結融解・脱水・乾燥、塩析・脱水・乾燥などによって固液分離した後に、例えば、粉剤などの公知の剤型に製剤化して用いることができる。そのような粉剤は、例えば、徐放性粒子が凝集した粉剤として調製されていてもよい。
このような乳濁剤または粉剤を種々の工業製品に添加することができる。具体的には、乳濁剤または粉剤を、例えば、外装材(とくに、住宅用外装材)、内装材(壁紙などを含む)、天井材、床材などの建材、例えば、塗料、例えば、接着剤、例えば、インキ、例えば、シーリング剤、コーキング剤、例えば、紙製品、例えば、バインダー、例えば、樹脂エマルション、例えば、パルプ、例えば、木質材料、例えば、木質製品、例えば、プラスチック製品、例えば、フィルム、例えば、繊維製品、不織布、フィルターなどに適用(あるいは配合)することができる。
3. 効果
そして、上記した徐放性粒子の製造方法により得られる徐放性粒子は、第1重合体に抗生物活性化合物が相溶するコアと、コアを被覆するシェルとを備えるので、耐紫外線性に優れる。
具体的には、一般に、イソチアゾリン系化合物などの抗生物活性化合物は、紫外線暴露下に長期間保存すると、分解する場合がある。そのため、徐放性粒子における抗生物活性化合物の含有量が減少する場合がある。
しかし、上記した徐放性粒子は、第1重合体に抗生物活性化合物が相溶するコアと、コアを被覆するシェルとを備えるので、上記した紫外線の暴露に起因する上記した抗生物活性化合物の分解を抑制して、徐放性粒子における抗生物活性化合物の含有量が減少を抑制することができる。
また、上記した徐放性粒子の製造方法により得られる徐放性粒子は、第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有するコアを備えるので、徐放性に優れる。
また、この徐放性粒子は、第1重合体に抗生物活性化合物が相溶するコアと、コアを被覆するシェルとを備えるので、徐放性に優れる。
また、抗生物活性化合物および第2重合体は、上記した溶解度パラメータδを有するので、抗生物活性化合物および第2重合体は、非相溶となる。そのため、抗生物活性化合物のコアからシェル外への漏出を抑制することができる。その結果、徐放性粒子の徐放性を向上させることができる。
さらに、シェル原料成分は、抗生物活性化合物を実質的に含有せず、そのため、抗生物活性化合物を実質的に含有しない。従って、シェルが、抗生物活性化合物のシェル外への漏出を抑制することができ、そのため、徐放性粒子の徐放性をより一層向上させることができる。
さらに、上記した徐放性粒子は、ミニエマルション重合と、それに続くシード乳化重合とにより得られるので、水分散安定性に優れる。
また、第1重合性ビニルモノマーおよび第2重合性ビニルモノマーの総量に対する、第2重合性ビニルモノマーの配合割合が上記した下限以上であれば、コアの直径(平均粒子径)に対するシェルの厚みを厚くすることができ、そのため、コアが含有する抗生物活性化合物がシェル外に放出することを有効に遅延させて、徐放性粒子の徐放性をより一層向上させることができる。
以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
また、以下の記載において、「%」および「部」は、特に言及しない限り、質量基準である。
各実施例および各比較例で用いる原料の詳細を次に記載する。
DCOIT:5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、分子量282.2、融点:42℃、水への溶解度:2×10−3g/L(25℃)、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,compound:6.36[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compound:6.05[(J/cm1/2]、東京化成化学社製
OIT:商品名「ケーソン893T」(「ケーソン」は登録商標)、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、分子量213、融点:20℃未満、水への溶解度:0.3×10−3g/L(25℃)、溶解度パラメータδの双極子間力項δp, compound:5.47[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh, compound:5.87[(J/cm1/2]、ローム・アンド・ハース社製
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:0.15×10−3g/L(25℃)、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,compound:3.23[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compound:7.83[(J/cm1/2]、インターナショナル・スペシャリティ・プロダクツ社製
プロピコナゾール:1−[2−(2,4−ジクロロフェニル)−4−n−プロピル−1,3−ジオキソラン−2−イルメチル]−1H−1,2,4−トリアゾール、分子量342、融点:20℃未満、水への溶解度:0.11×10−3g/L(25℃)、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,compound:6.55[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compound:9.44[(J/cm1/2]、八幸通商社製
プロクロラズ:N−プロピル−N−[2−(2,4,6−トリクロロ−フェノキシ)エチル]イミダゾール−1−カルボキサミド、分子量375、融点:45〜52℃、水への溶解度:0.055×10−3g/L(25℃)、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,compound:7.07[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compound:8.31[(J/cm1/2]、丸善薬品社製
フルシラゾール:ビス(4−フルオロフェニル)メチル(1H−1,2,4−トリアゾール−1−イルメチルシラン)、分子量315、融点:54℃、水への溶解度:0.0.045×10−3g/L(25℃)、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,compound:5.95[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compound:6.85[(J/cm1/2]、エアブラウン社製
ディート:N,N−ジエチル−m−トルアミド、分子量191、融点:−45℃、水への溶解度:0.99×10−3g/L(25℃)、δp,compound:5.42[(J/cm1/2]、δh,compound:5.83[(J/cm1/2]、東京化成工業社製試薬
ペルメトリン:商品名「プリベントールHS75」、3−フェノキシベンジル(1RS,3RS;1RS,3SR)−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート、分子量391、融点:34〜35℃、水への溶解度:6×10−6g/L(25℃)、δp,compound:3.63[(J/cm1/2]、δh,compound:6.22[(J/cm1/2]、ランクセス社製
シフルトリン:商品名「プリベントールHS12」(「プリベントール」は登録商標)、(RS)−α−シアノ−4−フルオロ−3−フェノキシベンジル−(1RS,3RS)−(1RS,3RS)−3−(2,2−ジクロロビニル)−2,2−ジメチルシクロプロパンカルボキシラート、分子量434、水への溶解度:1×10−6g/L(25℃)〜2×10−6g/L(25℃)、異性体I(融点:57℃)と異性体II(融点:74℃)と異性体III(融点:66℃)と異性体IV(融点:102℃)との混合物、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,compound:3.46[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,compound:6.09[(J/cm1/2]、ランクセス社製
MMA:メタクリル酸メチル、商品名「ライトエステルM」、水への溶解度:16g/L(25℃)、モノマー単位としての溶解度パラメータδの双極子間力項δp,monomer unit:5.98[(J/cm1/2]、モノマー単位としての溶解度パラメータδの水素結合力項δh,monomer unit:9.25[(J/cm1/2]、共栄社化学製
SM:スチレン、水への溶解度:0.3g/L(25℃)、モノマー単位としての溶解度パラメータδの双極子間力項δp,monomer unit:1.27[(J/cm1/2]、モノマー単位としての溶解度パラメータδの水素結合力項δh,monomer unit:0.00[(J/cm1/2]、出光興産社製
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:0.58g/L(25℃)、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,1st monomer unit:5.37[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,1st monomer unit:10.42[(J/cm1/2]、共栄社化学社製
MAA:メタクリル酸、水への溶解度:89g/L(25℃)、モノマー単位としての溶解度パラメータδの双極子間力項δp,monomer unit:7.13[(J/cm3)1/2]、モノマー単位としての溶解度パラメータδの水素結合力項δh,monomer unit:13.03[(J/cm3)1/2]、三菱レイヨン社製
i−BMA:iso−ブチルメタクリレート、水への溶解度:0.5g/L(25℃)、溶解度パラメータδの双極子間力項δp,monomer unit:3.75[(J/cm1/2]、溶解度パラメータδの水素結合力項δh,monomer unit:7.32[(J/cm1/2]、日本触媒社製
RUVA−93:商品名、メタクリル酸2−[3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]エチル、重合反応性紫外線吸収剤、水への溶解度:0.1g/L(25℃)以下、モノマー単位としての溶解度パラメータδの双極子間力項δp,monomer unit:5.61[(J/cm1/2]、モノマー単位としての溶解度パラメータδの水素結合力項δh,monomer unit:13.07[(J/cm1/2]、東京化成社製
パーロイルL:商品名、ジラウロイルパーオキシド、油溶性重合開始剤、日油社製
TINUVIN PS:商品名、(2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、非重合反応性紫外線吸収剤、チバ・ジャパン社製
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
デモールNL:商品名、β−ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物のナトリウム塩の41質量%水溶液、アニオン系分散剤、花王ケミカル社製
PVA−205:商品名、ポリビニルアルコール、けん化度:87.0〜89.0%、重合度:500、粘度(4%水溶液、20℃):5.0〜6.0mPa・sec、クラレ社製
プライサーフA210G:商品名(「プライサーフ」は登録商標)、ポリオキシエチレンリン酸エステルアンモニウム塩、第一工業製薬社製
TCP−10U:商品名、第三リン酸カルシウム、[Ca(PO]・Ca(OH)の10質量%懸濁液、分散剤、松尾薬品産業社製
実施例1
(ミニエマルション重合後に、シード乳化重合)
200mLのビーカーに、DCOIT 20部、MMA 44部、SM 8部、EGDMA 4部、MAA 4部、および、パーロイルL 0.40部を仕込み、室温で攪拌することにより、均一なコア原料成分を調製した。
別途、1000mLのビーカーに、脱イオン水86.12部、PVA−205の10%水溶液40部、ネオコールSW−C 1.57部、および、デモールNL 0.24部を仕込み、室温で攪拌することにより、均一な第1乳化剤水溶液を調製した。
次いで、1000mLビーカーの第1乳化剤水溶液に、コア原料成分を加え、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10000rpmで10分間攪拌することにより、ミニエマルションを調製した。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、窒素気流下、3cm径の攪拌羽根により回転数200rpm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。
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3時間、70±2℃で2時間、連続して実施した。これにより、コアを含有する乳濁液を調製した。
別途、200mLビーカーに、脱イオン水20部に、ネオコールSW−Cの10%水溶液0.87部を仕込んで、第2乳化剤水溶液を調製した。次いで、200mLビーカーに、MMA 20部を加え、マグネチックスターラーで30分間攪拌することにより、MMAを第2乳化剤水溶液中で乳化して、シェル原料乳化液を調製した。
シェル原料乳化液の調製とは別に、過硫酸ナトリウム(水溶性重合開始剤)を水に溶解させて、過硫酸ナトリウムの5%水溶液(重合開始剤水溶液)0.80部を調製した。
予め調製しておいたシェル原料乳化液および重合開始剤水溶液のそれぞれを、ミニエマルション重合後の500mLの4口フラスコに対してチュービングポンプ(ATTO社製ペリスタポンプ)を用いて、滴下を同時に開始することにより、シード乳化重合を開始した。
シェル原料乳化液および重合開始剤水溶液の滴下時間は、ともに、60分であり、重合時間は、3時間(70±2℃で2時間、その後、昇温し、80±2℃で1時間(昇温時間を含む))とし、その後、乳濁液を30℃以下に冷却することにより、DCOITを含有する徐放性粒子の乳濁液を得た。
シード乳化重合の開始時において、ミニエマルション重合における第1重合性ビニルモノマーの転化率が、99.3%であった。また、シード乳化重合の終了時において、第1重合性ビニルモノマーおよび第2重合性ビニルモノマーの転化率が、99.6%であった。上記した転化率は、HPLCによって算出した。その結果を、表1に記載する。以降の実施例および比較例の転化率も上記の方法によって算出した。
得られた乳濁液を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。その結果を、表1に記載する。以下の実施例および比較例についても同様である。
実施例2〜8
(ミニエマルション重合後に、シード乳化重合)
配合処方を表1および表2の記載に従って変更した以外は、実施例1と同様に重合を実施して、徐放性粒子の乳濁液を得た。
実施例9
(ミニエマルション重合後に、シード乳化重合)
シード乳化重合の開始時点におけるミニエマルション重合の第1重合性ビニルモノマー転化率を76.3%に変更した以外は、実施例1と同様に重合を実施して、徐放性粒子の乳濁液を得た。
具体的には、ミニエマルション重合を開始し、その後、60±2℃で3時間経過した時点で、シェル原料乳化液および重合開始剤水溶液の両方の供給を同時に開始することにより、シード乳化重合を開始した。シード乳化重合の重合時間は、昇温時間を含めて70±2℃で4時間、80±2℃で1時間とした。
実施例10
(ミニエマルション重合後に、シード乳化重合)
シード乳化重合の開始時点におけるミニエマルション重合の第1重合性ビニルモノマー転化率を75.2%に変更した以外は、実施例2と同様に重合を実施して、徐放性粒子の乳濁液を得た。
具体的には、ミニエマルション重合を開始し、その後、60±2℃で3時間経過した時点で、シェル原料乳化液および重合開始剤水溶液の両方の供給を同時に開始することにより、シード乳化重合を開始した。シード乳化重合の重合時間は、昇温時間を含めて70±2℃で4時間、80±2℃で1時間とした。
比較例1
(ミニエマルション重合のみ)
シード乳化重合を実施しなかった以外は、実施例1と同様に重合を実施して、DCOITを含有するコア粒子からなる徐放性粒子の乳濁液を得た。
比較例2
(懸濁重合後に、シード懸濁重合)
200mLのビーカーに、DCOIT 20部、MMA 60部、SM 10部、EGDMA 5部、MAA 5部、および、パーロイルL 0.50部を仕込み、室温で攪拌することにより、疎水性溶液を調製した。
別途、1000mLのビーカーに、脱イオン水120部、TCP−10U 120部、および、プライサーフA210Gの5%水溶液 1部を仕込み、室温で攪拌することにより、均一な水溶液を調製した。
次いで、1000mLビーカーの水溶液に、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5000rpmで5分間攪拌することにより、懸濁液を調製した。その後、調製した懸濁液を、攪拌器、還流冷却器、温度計および窒素導入管を装備した500mLの4口フラスコに移し、窒素気流下、3cm径の攪拌羽根により回転数200rpm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。
懸濁重合は、55℃到達時点を重合開始とし、その後、60±2℃で3時間、70±2℃で2時間、連続して実施した。その後、懸濁液を室温まで冷却した。
別途、200mLのビーカーに、イオン交換水17.2部およびネオコールSW−Cの1%水溶液22.8部を仕込み、室温で攪拌することにより、均一な水溶液を調製した。次いで、200mLのビーカー(3)に、MMA20.0部を仕込み、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10000rpmで10分間攪拌して、MMAを乳化することにより、シェル原料乳化液を調製した。次いで、反応後に室温まで冷却された懸濁液を撹拌しながら、かかる懸濁液にシェル原料乳化液を加え、2時間、撹拌した。その後、窒素気流下、攪拌しながら昇温して、シード懸濁重合した(第2工程)。シード懸濁重合は、懸濁液を昇温する途中において、懸濁液の温度が65℃に到達した時に開始され、続いて、懸濁液の温度を70℃で3時間維持した。
その後、懸濁液を室温まで冷却した。
これにより、DCOITを含有するコアをシードとして調製した徐放性粒子の懸濁液(懸濁剤)を得た。
実施例11〜36
(ミニエマルション重合後に、シード乳化重合)
配合処方を表5〜表10の記載に従って変更した以外は、実施例1と同様に重合を実施して、徐放性粒子の乳濁液を得た。
比較例3〜10
(ミニエマルション重合のみ)
配合処方を表7〜表10の記載に従って変更した以外は、比較例1と同様に重合を実施して、コア粒子からなる徐放性粒子の乳濁液を得た。
(評価)
<水分散安定性(貯蔵安定性)>
実施例1〜36および比較例1、3〜10の乳濁液と、比較例2の懸濁液とのそれぞれを、60℃で2週間静置した。その後、徐放性粒子の沈降の有無を目視にて確認した。沈降は、下記の基準で評価した。これによって、徐放性粒子の水分散安定性を評価した。
○:徐放性粒子の沈降が確認されなかった。
×:徐放性粒子の沈降が確認された。
その結果を表1〜表10に示す。
<流水浸漬試験後の徐放性(DCOIT残存率(徐放性))A>
実施例1〜10および比較例1の乳濁液と、比較例2の懸濁液とのそれぞれをアクリルスチレンエマルション(商品名ウルトラゾールC−63アイカ工業社製)に、エマルション中のDCOIT濃度が0.01%となるように、添加した。その後、ホモディスパー2.5型(プライミクス社製)で回転数600〜800rpmで1時間撹拌した。撹拌後、150×150×0.3(mm)のアルミニウム板上にアプリケーターを用いて塗布厚250μmで塗工し、一晩乾燥して、塗膜を調製した。その後、塗膜およびアルミニウム板を大きさ200×500×150(mm)のバット中に配置し、アルミニウム板の上から、水道水1.5L/分を供給することにより、塗膜を水に浸漬した。なお、水道水は、バットから常に溢れ出るようにバットに供給した。そして、塗膜を水に浸漬してから2週間経過後の塗膜中のDCOIT残存量をHPLCにて残存量を測定した。具体的には、塗膜を30×30(mm)に切断し、メタノールにより抽出することにより、塗膜中のDCOIT残存量を測定した。
一方、水に浸漬していない塗膜のDCOIT量を、上記と同様の方法によって、HPLCにて測定した。このDCOIT量を「初期含有量」とした。
そして、流水浸漬試験後の残存率Aを、下記式から算出した。
残存率A(%)=[残存量/初期含有量]×100
その結果を表1〜表4に示す。
<UV照射試験後のDCOIT残存率B>
実施例1〜10および比較例1の乳濁液と、比較例2の懸濁液とのそれぞれをアクリルスチレンエマルション(商品名ウルトラゾールC−63アイカ工業社製)に、エマルション中のDCOIT濃度が0.01%となるように、添加した。その後、ホモディスパー2.5型(プライミクス社製)で回転数600〜800rpmで1時間撹拌した。撹拌後、150×150×0.3(mm)のアルミニウム板上にアプリケーターを用いて塗布厚250μmで塗工し、一晩乾燥して、塗膜を調製した。その後、塗膜にブラックライトによりUVを強度25〜35μw/cmにて照射し、2週間経過後のDCOIT残存量を測定した。
一方、UVを照射していない塗膜のDCOIT量をHPLCにて測定した。このDCOIT量を「初期含有量」とした。
そして、UV照射試験後の残存率Bを、下記式から算出した。
残存率B(%)=[初期値含有量/残存量]×100
その結果を表1〜表4に示す。
<徐放性粒子のDCOIT徐放性試験C>
まず、比較例1および実施例11〜20の乳濁液を、それぞれ、徐放性試験Cのサンプルとして用意した。また、溶出液としてメタノール60%の水溶液を調製した。
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DCOIT質量として、それぞれ20mgとなる量で投入し、次いで、溶出液で総量40gとして、DCOIT濃度0.05質量%のDCOIT含有液を調製した。
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。
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。
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。
各振とう時間における徐放率を、積算値(つまり、総徐放率)として算出した。
その結果を図2〜4に示す。
<OITを含有する徐放性粒子の徐放性試験>
まず、比較例3および実施例21、22の乳濁液に脱イオン水を添加して、OIT濃度6質量%の乳濁液を徐放性試験のサンプルとして用意した。
次いで、アクリルスチレン系水性塗料(ウルトラゾールA−20ベース、酸化チタン濃度20質量%、固形分濃度50質量%、アイカ工業社製)の固形分量に対して、OIT質量として、1000ppmとなる質量でサンプルをそれぞれ添加・撹拌して、評価用塗料をそれぞれ調製した。
次いで、評価用塗料をアルミニウム板の上に#75バーコーターを用いて塗布して、40℃にて16時間加熱して、乾燥することにより、塗膜を形成した。
続いて、アルミニウム板を70mm×150mmの大きさに切断して切断板を作製し、切断板をスガ試験機社製のデューパネルウェザーメーター(降雨のみに設定)に取り付け、7日間の降雨環境に曝露した。
降雨曝露後の切断板を25mm×25mmの大きさに切断して試験片を作製し、試験片をガラス瓶に入れ、メタノール10mlを加えて10分間の超音波抽出で、試験片の塗膜中のOITを抽出した。
OITを抽出されたメタノール抽出液を島津製作所製HPLCにて分析することにより、塗膜中のOITの残存率を算出した。
その結果を図5に示す。
<IPBCを含有する徐放性粒子の徐放性試験>
溶出液をメタノール水溶液から脱イオン水に変更した以外は、上記した「<徐放性粒子のDCOIT徐放性試験C>」同様に操作して、実施例23、24の乳濁液のIPBC徐放性試験を実施した。その結果を図6に示す。
<プロピコナゾールを含有する徐放性粒子の徐放性試験>
まず、比較例5および実施例25、26の乳濁液を脱イオン水で希釈してプロピコナゾール6質量%の乳濁液を調製した。
次いで、円形濾紙(東洋濾紙No.5C、JIS P 3801の5種に相当)を2枚重ねて襞折りした。
次いで、その濾紙に、用意した乳濁液、懸濁液を1.0mLをゆっくりそれぞれ添加し、その後、風乾した。
この濾紙に、定量ポンプを用いて、流速20mL/hrで1000mL通水し、得られた濾液のプロピコナゾール量および濾紙に残存するプロピコナゾール量をHPLCで測定し、プロピコナゾールの徐放率を算出した。なお、各通水量における徐放率は、積算値(つまり、総徐放率)として算出した。
その結果を図7に示す。
<プロクロラズを含有する徐放性粒子の徐放性試験>
実施例27および28の徐放性粒子のプロクロラズ徐放性試験を、上記した「<プロピコナゾールを含有する徐放性粒子の徐放性試験>」に準拠して、実施した。
その結果を図8に示す。
<フルシラゾールを含有する徐放性粒子の徐放性試験>
実施例29、30の徐放性粒子のフルシラゾール徐放性試験を、上記した「<プロピコナゾールを含有する徐放性粒子の徐放性試験>」に準拠して、実施した。
その結果を図9に示す。
<ディートを含有する徐放性粒子の徐放性試験>
(1) 虫かごの作製
42mm角の乾燥杉角材を用いて、図10に示すフレーム11を作成した。
すなわち、フレーム11は、左右方向に長く延びており、左右方向に間隔を隔てて対向配置される第1フレーム12および第2フレーム13と、それらを連絡する連絡フレーム14とを備える。
第1フレーム12および第2フレーム13は、直方体フレーム状を有する。連絡フレーム14は、第1フレーム12および第2フレーム13のそれぞれの上側部分を連絡する。第1フレーム12および第2フレーム13のそれぞれのサイズは、左右方向長さが300mm、前後方向長さ(奥行き)が210mm、上下方向長さ(高さ)が210mmであり、連絡フレーム14のサイズは、左右方向長さが210mm、前後方向長さが210mm、上下方向長さが70mmである。
その後、図11に示すように、図10に示すフレーム11に、外側面として40目の濾布15をそれぞれ配置し、それらの周端部を画鋲で、第1フレーム12、第2フレーム13および連絡フレーム14に固定することにより、虫かご20を作製した。
すなわち、虫かご20に、第1フレーム12および濾布15により仕切られる第1空間16と、第2フレーム13および濾布15により仕切られる第2空間17と、連結フレーム14および濾布15により仕切られる連結空間18とを形成した。第1空間16と第2空間17とは、連結空間18を介して、連通している。
これによって、濾布15は、各フレームに対して着脱可能であり、空気の流通は自由である。また、虫かご20に入れられる小昆虫は、第1空間16と第2空間17と、連結空間18を介して自由に往来できる一方、虫かご20の外に出ることができない。
(2) ディートを含有する徐放性粒子
角濾紙を120×200mmに切り、比較例8および実施例31、32の乳濁液をイオン交換水で1.67倍に希釈してディートを10質量%含む徐放性粒子乳濁液を調製し、これを、噴霧器で角濾紙上にディートとして200mg付着するように散布した。この角濾紙を、夏季(2014年8月)の屋外日陰(大阪市此花区)に静置された虫かご20の第1空間16の底面の濾布15の上面に載置した。
また、リンゴの切片(後述するアカイエカのえさ)を、虫かご20の第2空間17の底面の濾布15の上面に載置した。
続いて、試験当日に羽化したアカイエカ20匹を虫かご20の第2空間17内に放した。放虫後、24時間後、アカイエカ20匹は、第2空間17から第1空間16に移動することがなかった。しかし、放虫後、48時間経過後に、下記の数のアカイエカが、第2空間17から第1空間16に移動した。
比較例8 9匹
実施例31 5匹
実施例32 0匹
<ペルメトリンを含有する徐放性粒子の徐放性試験>
比較例9および実施例33、34の乳濁液を脱イオン水で希釈してペルメトリン濃度6%の乳濁液を調製した。
次いで、円形濾紙(東洋濾紙No.5C、JIS P 3801で5種Cに相当)を2枚重ねて襞折りした。次いで、その濾紙に、用意したペルメトリン濃度6%の各乳濁液溶液1.0mLをゆっくり添加し、その後、風乾した。
その後、濾紙をガラス瓶に入れ、イオン交換水/メタノール(=50/50(容量比))混合液180mLを加えて、室温で20時間、静置浸漬した。続いて、イオン交換水/メタノール混合液を採取し、新しいイオン交換水/メタノール混合液180mLを加えて、室温で20時間、静置浸漬した。その後、上記したイオン交換水/メタノール混合液の交換操作を2回繰り返した。
上記により、採取した各回のイオン交換水/メタノール混合液かLC/TOF−MSを用いて、ペルメトリンの徐放量を測定した。なお、各回数における徐放量は、積算値(つまり、総徐放量)として算出した。それらの結果を、図12に示す。
<シフルトリンを含有する徐放性粒子の徐放性試験>
実施例35、36のシフルトリン徐放性試験を、上記した「<ペルメトリンを含有する徐放性粒子の徐放性試験>」に準拠して、実施した。その結果を、図13に示す。
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徐放性粒子から製剤化された乳濁液または粉剤を、例えば、外装材、内装材、天井材、床材などの建材、例えば、塗料、例えば、接着剤、例えば、インキ、例えば、シーリング剤、コーキング剤、例えば、紙製品、例えば、バインダー、例えば、樹脂エマルション、例えば、パルプ、例えば、木質材料、例えば、木質製品、例えば、プラスチック製品、例えば、フィルム、例えば、繊維製品、不織布、フィルターなどに適用(あるいは配合)することができる。
1 徐放性粒子
2 コア
3 シェル

Claims (15)

  1. 疎水性の抗生物活性化合物および疎水性の第1重合性ビニルモノマーを含有するコア原料成分をミニエマルション重合することにより得られるコアであって、前記第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に前記抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有するコアと、
    疎水性の第2重合性ビニルモノマーを含有するシェル原料成分を、前記コアをシードとするシード乳化重合することにより得られるシェルであって、前記コアを被覆する前記シェルと
    を備えることを特徴とする、徐放性粒子。
  2. 前記シェル原料成分は、前記抗生物活性化合物を実質的に含有しないことを特徴とする、請求項1に記載の徐放性粒子。
  3. 前記抗生物活性化合物が、イソチアゾリン系化合物を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。
  4. 前記イソチアゾリン系化合物が、5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンであることを特徴とする、請求項3に記載の徐放性粒子。
  5. 前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合性ビニルモノマーは、重合反応性紫外線吸収剤を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。
  6. 疎水性の第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に疎水性の抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有し、平均粒子径が1μm未満であるコアと、
    疎水性の第2重合性ビニルモノマーの重合により得られる第2重合体からなり、前記抗生物活性化合物を実質的に含有しないシェルであって、前記コアを被覆する前記シェルと
    を備えることを特徴とする、徐放性粒子。
  7. 前記抗生物活性化合物が、イソチアゾリン系化合物を含有することを特徴とする、請求項6に記載の徐放性粒子。
  8. 前記イソチアゾリン系化合物が、5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンであることを特徴とする、請求項7に記載の徐放性粒子。
  9. 前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合性ビニルモノマーは、重合反応性紫外線吸収剤を含有することを特徴とする、請求項6に記載の徐放性粒子。
  10. 疎水性の抗生物活性化合物および疎水性の第1重合性ビニルモノマーを含有するコア原料成分をミニエマルション重合して、前記第1重合性ビニルモノマーの重合により得られる第1重合体に前記抗生物活性化合物が相溶している均一相を含有するコアを調製するコア調製工程、および、
    疎水性の第2重合性ビニルモノマーを含有するシェル原料成分を、前記コアをシードとするシード乳化重合により得られるシェルであって、前記コアを被覆する前記シェルを調製するシェル調製工程
    を備えることを特徴とする、徐放性粒子の製造方法。
  11. 前記シェル原料成分は、前記抗生物活性化合物を実質的に含有しないことを特徴とする、請求項10に記載の徐放性粒子の製造方法。
  12. 前記抗生物活性化合物が、イソチアゾリン系化合物を含有することを特徴とする、請求項10に記載の徐放性粒子の製造方法。
  13. 前記イソチアゾリン系化合物が、5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オンであることを特徴とする、請求項12に記載の徐放性粒子の製造方法。
  14. 前記ミニエマルション重合の転化率が95%以上である時に、前記シェル原料成分の、前記コアを含有する乳濁液への供給を開始することを特徴とする、請求項10に記載の徐放性粒子の製造方法。
  15. 前記第1重合性ビニルモノマーおよび前記第2重合性ビニルモノマーからなる群から選ばれる少なくとも1つの重合性ビニルモノマーは、重合反応性紫外線吸収剤を含有することを特徴とする、請求項10に記載の徐放性粒子の製造方法。
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