JPWO2019208801A1 - 徐放性複合粒子、徐放性複合粒子の製造方法、乾燥粉体及び壁紙 - Google Patents
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Abstract
Description
マイクロ粒子中に医薬品、農薬、香料等を内包することにより、内包物を徐放化し、長期間にわたりその効果を持続させることもできる。マイクロ粒子の製造方法としては、例えば、有機溶媒に溶解させたポリマーを、界面活性剤を用いて水中に分散させ、機能性成分を内包する水中油滴(Oil−in−Water、O/W)型エマルションを形成した後、溶媒を蒸発させてマイクロ粒子として固化させる溶媒蒸発法が知られる(特許文献1)。このような方法で得られるマイクロ粒子は、自己水分散性がなく、製造時に界面活性剤等の助剤の添加が不可欠である。また、マイクロ粒子の製造時に機能性成分が消失する場合がある。
一方、近年、木材中のセルロース繊維を、その構造の少なくとも一辺がナノメートルオーダーになるまで微細化し、新規な機能性材料として利用しようとする試みが活発に行われている。
このように、CNFを分散液の状態で取り扱うこと自体が事業性を損なう原因となるため、CNFを容易に取り扱うことができる新たな取り扱い様態を提供することが強く望まれている。
界面活性剤等の添加剤を用いずに、簡便な方法で機能性成分を内包し、分散安定性に優れるために徐放性が良好なマイクロカプセルが望まれている。また、環境調和型材料である微細化セルロースを容易に取り扱うことができる新たな取り扱い様態を提供することも、同様に強く望まれている。
本発明の一態様に係る徐放性複合粒子は、少なくとも一種類のポリマー及び少なくとも一種類の機能性成分を含むコア粒子と、前記コア粒子の表面の少なくとも一部を覆う微細化セルロースとを有し、前記コア粒子と前記微細化セルロースとが不可分の状態にある。
本発明の別の態様に係る壁紙は、上述の徐放性複合粒子を含む壁紙である。
<徐放性複合粒子>
まず、本発明の第1実施形態に係る徐放性複合粒子4について説明する。
図1は、ポリマー及び機能性成分を含むコア粒子3の表面に微細化セルロース(以下、セルロースナノファイバー、CNFとも称する。)1により構成された被覆層2を有する徐放性複合粒子(以下、複合粒子とも称する。)4の概略図である。なお、ここで言う「微細化セルロース」とは、短軸径において数平均短軸径が1nm以上1000nm以下の範囲内である繊維状セルロースを意味する。
複合粒子4は、少なくとも一種類のポリマー及び少なくとも一種類の機能性成分を含むコア粒子3と、コア粒子3の表面の少なくとも一部を覆う微細化セルロース1により構成された被覆層2とを有し、コア粒子3と微細化セルロース1とが結合して不可分の状態にある複合粒子である。
特に限定されないが、例えば、微細化セルロース1を用いたO/W型ピッカリングエマルションを形成させ、エマルション内部の液滴を固体化させて固体のコア粒子3とすることで、コア粒子3と微細化セルロース1とが結合して不可分の状態にある複合粒子4を得ることができる。微細化セルロース1を用いることで界面活性剤等の添加物を用いることなく、液滴を形成することが可能であり、分散性の高い複合粒子4を得ることができる。液滴の固体化の方法は特に限定されず、例えば、モノマーを重合させる方法やポリマーを凝固させる方法、ポリマー溶液の溶媒を蒸発させる方法等の公知の方法で固体化することができる。
図2は微細化セルロース1を用いたO/W型ピッカリングエマルションと、エマルション内部の重合性モノマーを重合することで得られる複合粒子4の製造方法の一例である。図2に示すように、分散液である水6に分散した重合性モノマー及び機能性成分を含む重合性モノマー液滴5A(以下、液滴5Aとも称する。)の界面の少なくとも一部にセルロース1が吸着することによって、O/W型ピッカリングエマルションが安定化し、安定化状態を維持したままエマルション内部の重合性モノマーを重合することによって、エマルションを鋳型とした複合粒子4が作成される。
また、特に限定されないが、微細化セルロース1によって安定化されたO/W型エマルションを鋳型として複合粒子4を作製すると、複合粒子4の形状はO/W型エマルションに由来した真球状となる。詳細には、真球状のコア粒子3の表面に微細化セルロース1からなる被覆層2が比較的均一な厚みで形成された様態となる。被覆層2は、コア粒子3の表面を少なくとも一部を被覆していればよい。
また、複合粒子4は比較的揃った厚みの被覆層2で均一に被覆されていることが特徴である。具体的には上述した被覆層2の厚みの値の変動係数は0.5以下となることが好ましく、0.4以下となることがより好ましい。微細化セルロース1を含む被覆層2の厚みの値の変動係数が0.5を超える場合には、例えば、複合粒子4の徐放性の制御が困難となることや複合粒子4の回収が困難となることがある。
コア粒子3は、少なくとも一種類以上のポリマー及び少なくとも一種類の機能性成分を含む。ポリマーは、公知のポリマーを用いることができ、重合性モノマーを公知の方法で重合させたポリマーでもよい。
特に限定されないが、ポリマーは生分解性ポリマーであることが好ましい。なお、ここで言う「生分解性」とは、土壌や海水中などの地球環境において分解して消滅するポリマー、又は/及び生体内で分解して消滅するポリマーのことである。一般的に、土壌や海水中では微生物がもつ酵素によりポリマーが分解されるのに対し、生体内では酵素を必要とせず物理化学的な加水分解により分解される。
機能性成分は、動物、植物、菌類等の生物に影響を与えて機能する物質である。特に限定されないが、例えば、防カビ剤、香料、肥料(生物肥料、化学肥料、有機肥料等)、pH調整剤、農薬(殺虫剤、殺菌剤、除草剤等)、植物活力剤、植物延命剤、害虫及び動物の忌避剤、土壌浸透剤、栄養成分(ミネラル等)、植物ホルモン、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、抗菌性物質等が挙げられる。
農薬としては、例えば、殺虫剤、殺菌剤、除草剤、殺そ剤、植物成長調整剤、誘引剤や忌避剤等が挙げられる。
植物成長調整剤としては、例えば、インドール酪酸、オオキシエチレンナタネ油アルコール、オルソニトロフェノール、ジベレリン、α−ナフチルアセトアミド、ポリブテン、マレイン酸ヒドラジド、α−メトキシメチルナフタリン、硫酸オキシキノリン等が挙げられる。
誘引剤や忌避剤その他としては、例えば、キュウルア、クレゾール、酸化第二鉄、ジアリルジスルフィド、シクロヘキシミド、生石灰、炭酸カルシウム、チウラム、テトラヒドロチオフェン、β−ナウトール、メチルオイゲノール等が挙げられる。
化学的緩効性肥料としては、例えば、尿素とアルデヒド類を原料とするウレアホルム(UF)、メチロール尿素、アセトアルデヒド縮合尿素(CDU)、イソブチルアルデヒド縮合尿素(IB)、グリオキサール縮合尿素、石灰窒素を原料とする硫酸グアニル尿素、シュウ酸ジエステルとアンモニアを原料とするオキサミドが挙げられる。
本実施形態の複合粒子4の製造方法の一例について説明する。なお、本実施形態の複合粒子4の製造方法は、以下で説明する製造方法に限定されるものではない。
本実施形態に係る複合粒子4の製造方法は、セルロース原料を溶媒中で解繊して微細化セルロース1の分散液を得る工程(a1工程)と、少なくとも一種類の重合性モノマーと少なくとも一種類の機能性成分とを含有する重合性モノマー混合液を準備する工程(a2工程)と、a1工程で得た微細化セルロース1の分散液中において少なくとも前記重合性モノマー混合液を含む重合性モノマー液滴5Aの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1で覆い、重合性モノマー液滴5Aをエマルションとして安定化させる工程(a3工程)と、重合性モノマー液滴5A中の重合性モノマーを重合して微細化セルロース1でポリマー及び機能性成分を含むコア粒子3とすることで、コア粒子3の表面の少なくとも一部を微細化セルロース1で覆い、かつコア粒子3と微細化セルロース1とを不可分の状態にする工程(a4工程)と、を有する徐放性複合粒子の製造方法である。
(a1工程)
a1工程はセルロース原料を溶媒中で解繊して微細化セルロース分散液を得る工程である。まず、各種セルロース原料を溶媒中に分散し、懸濁液とする。懸濁液中のセルロース原料の濃度としては0.1%以上10%未満が好ましい。懸濁液中のセルロース原料の濃度が0.1%未満であると、溶媒過多となり生産性を損なう傾向があるため好ましくない。また、懸濁液中のセルロース原料の濃度が10%以上になると、セルロース原料の解繊に伴い懸濁液が急激に増粘し、均一な解繊処理が困難となる傾向があるため好ましくない。懸濁液作製に用いる溶媒としては、水を50%以上含むことが好ましい。懸濁液中の水の割合が50%未満になると、後述するセルロース原料を溶媒中で解繊して微細化セルロース分散液を得る工程において、微細化セルロース1の分散が阻害される傾向がある。また、水以外に含まれる溶媒としては親水性溶媒が好ましい。親水性溶媒については特に制限はないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル類が好ましい。必要に応じて、セルロースや生成する微細化セルロース1の分散性を上げるために、例えば、懸濁液のpH調整を行ってもよい。pH調整に用いられるアルカリ水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム水溶液などの有機アルカリなどが挙げられる。コストなどの面から水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。
また、微細化セルロース1の分散体は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、セルロース及びpH調整に用いた成分以外の他の成分を含有してもよい。上記他の成分としては、特に限定されず、複合粒子4の用途等に応じて、公知の添加剤のなかから適宜選択できる。具体的には、アルコキシシラン等の有機金属化合物又はその加水分解物、無機層状化合物、無機針状鉱物、消泡剤、無機系粒子、有機系粒子、潤滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、安定化剤、磁性粉、配向促進剤、可塑剤、架橋剤、磁性体、医薬品、農薬、香料、接着剤、酵素、顔料、染料、消臭剤、金属、金属酸化物、無機酸化物等が挙げられる。
微細化セルロース1の原料として用いることができるセルロースの種類や結晶構造も特に限定されない。具体的には、セルロースI型結晶からなる原料としては、例えば、木材系天然セルロースに加えて、コットンリンター、竹、麻、バガス、ケナフ、バクテリアセルロース、ホヤセルロース、バロニアセルロースといった非木材系天然セルロースを用いることができる。さらには、セルロースII型結晶からなるレーヨン繊維、キュプラ繊維に代表される再生セルロースも用いることができる。材料調達の容易さから、木材系天然セルロースを原料とすることが好ましい。木材系天然セルロースとしては、特に限定されず、例えば、針葉樹パルプや広葉樹パルプ、古紙パルプ、など、一般的にセルロースナノファイバーの製造に用いられるものを用いることができる。精製及び微細化のしやすさから、針葉樹パルプが好ましい。
セルロースの結晶表面に導入されるアニオン性官能基の種類や導入方法は特に限定されないが、カルボキシ基やリン酸基が好ましい。セルロース結晶表面への選択的な導入のしやすさから、カルボキシ基が好ましい。
また、N−オキシル化合物及び共酸化剤とともに、臭化物及びヨウ化物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物をさらに併用してもよい。これにより、酸化反応を円滑に進行させることができ、カルボキシ基の導入効率を改善することができる。このような化合物としては、臭化ナトリウム又は臭化リチウムが好ましく、コストや安定性から、臭化ナトリウムがより好ましい。化合物の使用量は、酸化反応を促進することができる量でよく、特に限定されない。通常、酸化処理する木材系天然セルロースの固形分に対して1〜50質量%程度である。
また、酸化処理の反応時間は、反応温度、所望のカルボキシ基量等を考慮して適宜設定でき、特に限定されないが、通常、10分〜5時間程度である。
N−オキシル化合物による酸化反応は、例えば、反応系にアルコールを添加することにより停止させることができる。このとき、反応系のpHは上記の範囲内に保つことが好ましい。 添加するアルコールとしては、例えば、反応をすばやく終了させるためメタノール、エタノール、プロパノールなどの低分子量のアルコールが好ましく、反応により生成される副産物の安全性などから、エタノールが特に好ましい。
得られたTEMPO酸化セルロースに対し解繊処理を行うと、3nm前後の均一な繊維幅を有するTEMPO酸化セルロースナノファイバー(以下、TEMPO酸化CNF、セルロースシングルナノファイバー、CSNFとも称する。)が得られる。CSNFを複合粒子4の微細化セルロース1の原料として用いると、その均一な構造に由来して、得られるO/W型エマルションの粒径も均一になりやすい。
a2工程は、少なくとも一種類の重合性モノマーと少なくとも一種類の機能性成分とを含有した重合性モノマー混合液を調製する工程である。具体的には、特に限定されないが、重合性モノマー混合液は、重合性モノマーに機能性成分を添加して混合したものである。
a2工程で用いることができる重合性モノマーの種類としては、ポリマーの単量体であって、その構造中に重合性の官能基を有し、常温で液体であって、水と完全に相溶せず、重合反応によってポリマー(高分子重合体)を形成できるものであれば特に限定されない。重合性モノマーは少なくとも一つの重合性官能基を有する。重合性官能基を一つ有する重合性モノマーは単官能モノマーとも称する。また、重合性官能基を二つ以上有する重合性モノマーは多官能モノマーとも称する。重合性モノマーの種類としては特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル基を有するモノマーである(メタ)アクリル系モノマー、ビニル基を有するモノマーであるビニル系モノマーなどが挙げられる。また、エポキシ基やオキセタン構造などの環状エーテル構造を有する重合性モノマー(例えばε−カプロラクトン等)を用いることも可能である。
なお、「(メタ)アクリレート」の表記は、「アクリレート」と「メタクリレート」との両方を含むこと示す。
単官能ビニル系モノマーのうち(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘプタフルオロデシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
多官能のビニル系モノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼンなどの不飽和結合を有する多官能基が挙げられる。常温で水と相溶しない液体が好ましい。
また、これらの他にも重合性の官能基を少なくとも1つ以上有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等を使用することができ、特にその材料を限定しない。
前述のように機能性成分は、特に限定されないが、例えば、防カビ剤、香料、肥料(生物肥料、化学肥料、有機肥料等)、pH調整剤、農薬(殺虫剤、殺菌剤、除草剤等)、植物活力剤、植物延命剤、害虫及び動物の忌避剤、土壌浸透剤、栄養成分(ミネラル等)、植物ホルモン、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、抗菌性物質等が挙げられる。
機能性成分は、前述の重合性モノマーへ溶解又は分散することが好ましい。重合性モノマーに機能性成分が分散することにより、後述のa3工程でO/W型エマルションを形成した際にエマルション粒子内部の液滴5A中に機能性成分を内包しやすく、機能性成分を内包する複合粒子4を効率的に得ることができる。また、内包する機能性成分の量を増やすことが可能である。
また、重合性モノマーに重合開始剤を添加してもよい。一般的な重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物やアゾ重合開始剤などのラジカル開始剤が挙げられる。
有機過酸化物としては、例えばパーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシカーボネート、パーオキシエステルなどが挙げられる。
アゾ重合開始剤としては、例えばADVN、AIBNが挙げられる。
a2工程において用いることができる重合性モノマーと重合開始剤の重量比については特に限定されないが、通常、重合性モノマー100質量部に対し、重合開始剤が0.1質量部以上であることが好ましい。重合性モノマーが0.1質量部未満となると重合反応が充分に進行せずに複合粒子4の収量が低下する傾向があるため好ましくない。
a2工程において用いることができる重合性モノマーと溶媒の重量比については特に限定されないが、重合性モノマー100質量部に対し、溶媒が80質量部以下であることが好ましい。なお、溶媒が80質量部を超えると重合反応が充分に進行せずに複合粒子4の収量が低下する傾向があるため好ましくない。
a3工程は、a1工程で得た微細化セルロース1の分散液中において重合性モノマー及び機能性成分を含む重合性モノマー混合液で構成される液滴5Aの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1で被覆し、液滴5Aをエマルションとして安定化させる工程である。
具体的には、a1工程で得られた微細化セルロース1の分散液にa2工程で得られた混合物を添加し、微細化セルロース1の分散液中に液滴5Aとして分散させ、さらに重合性モノマー及び機能性成分を含む液滴5Aの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1によって被覆し、微細化セルロース1によって安定化されたO/W型エマルションを作製する工程である。
O/W型エマルション構造において、液滴5Aの表層に形成された被覆層2(微細化セルロース層)の厚みは特に限定されないが、3nm以上1000nm以下であることが好ましい。特に限定されないが、エマルション構造における粒径がa4工程において得られる複合粒子4の粒径と同程度となる。被覆層2の厚みは、例えばクライオTEMを用いて計測することができる。
a4工程は、重合性モノマー液滴5A中の重合性モノマーを重合してコア粒子3とすることで、前記コア粒子の表面の少なくとも一部を覆う前記微細化セルロースとを有し、前記コア粒子と前記微細化セルロースとが不可分の状態にある徐放性複合粒子を得る工程である。
重合性モノマーを重合する方法については特に限定されず、用いた重合性モノマーの種類及び重合開始剤の種類によって適宜選択可能である。前述の重合性モノマーを重合する方法としてはが、例えば懸濁重合法が挙げられる。
上述の工程を経て、コア粒子3が微細化セルロース1によって被覆された真球状の複合粒子4を作製することができる。
残存溶媒の除去方法は特に限定されず、例えば、風乾やオーブンで熱乾燥にて実施することが可能である。こうして得られた複合粒子4を含む乾燥固形物は上述のように膜状や凝集体状にはならず、肌理細やかな粉体として得られる。
本実施形態の複合粒子4の第2の製造方法について説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態に係る複合粒子4の製造方法は、セルロース原料を溶媒中で解繊して微細化セルロース1の分散液を得る工程(b1工程)と、少なくとも一種類のポリマー及び少なくとも一種類の機能性成分を、前記ポリマーを溶解可能な有機溶媒に添加し溶解させたポリマー溶液を準備する工程(b2工程)と、b1工程で得た微細化セルロース1の分散液中において少なくとも前記ポリマー液滴5Bの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1で覆い、ポリマー液滴5Bをエマルションとして安定化させる工程(b3工程)と、ポリマー液滴5B中の有機溶媒を除去してポリマーを固体化してポリマー及び機能性成分を含むコア粒子3とすることで、コア粒子3の表面の少なくとも一部を覆う微細化セルロース1を有し、コア粒子3と微細化セルロース1とが不可分の状態にある徐放性複合粒子を得る工程(b4工程)と、を有する徐放性複合粒子の製造方法である。
以下に、各工程について、詳細に説明する。
b1工程は、セルロース原料を溶媒中で解繊して微細化セルロース1の分散液を得る工程である。なお、b1工程は、a1工程と同じ工程である。
少なくとも一種類のポリマー及び少なくとも一種類の機能性成分を、前記ポリマーを溶解可能な有機溶媒に添加し、溶解させたポリマー溶液を準備する工程である。
具体的には、水に完全に相溶せず、ポリマーを溶解可能な溶媒にポリマーを添加して混合し、溶解させる。このポリマー溶液に機能性成分を添加して混合し、ポリマー溶液を得る。
b2工程にて溶媒に溶解させるポリマーは特に限定されず、公知のポリマーを用いることができる。例えば、アクリル系ポリマー、エポキシ系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、アミノ系ポリマー、シリコーン系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン・イソシアネート系ポリマー等が挙げられる。
ポリマーの分解は、ポリマーが低分子化或いは水溶性化して形態を消失することである。ポリマーの分解は、特に限定されないが、例えば、主鎖、側鎖、架橋点の加水分解や、主鎖の酸化分解により起こる。
天然高分子としては、例えば、植物が生産する多糖(セルロース、デンプン、アルギン酸等)、動物が生産する多糖(キチン、キトサン、ヒアルロン酸等)、タンパク質(コラーゲン、ゼラチン、アルブミン等)、微生物が生産するポリエステル(ポリ(3−ヒドロキシアルカノエート))、多糖(ヒアルロン酸等)等が挙げられる。
合成高分子としては、例えば、脂肪族ポリエステル、ポリオール、ポリカーボネート等が挙げられる。
ポリオールとしては、例えば、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
ポリカーボネートとしては、例えば、ポリエステルカーボネート等が挙げられる。
その他の生分解性ポリマーとしては、例えば、ポリ酸無水物、ポリシアノアクリレート、ポリオルソエステル、ポリフォスファゼン等も生分解性の合成高分子が挙げられる。
b2工程において用いることのできるポリマーと機能性成分の重量比については特に限定されないが、複合粒子4が安定的に形状を保てる範囲で添加率が多いことが好ましい。ポリマー100質量部に対し、機能性成分が0.001質量部以上80質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.01質量部以上60質量部以下、さらに好ましくは0.01質量部以上40質量部以下である。
b2工程において用いることができる溶媒とポリマーの重量比については、特に限定されず、ポリマーを溶解することができればよい。好ましくは、溶媒100質量部に対し、ポリマーの重量は0.005質量部以上100質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.1質量部以上80質量部以下である。なお、ポリマーの含有率が0.005質量部未満の場合には、後述するb4工程において有機溶媒を除去してポリマーを固体化するのが困難となり、複合粒子4の形成が困難となる傾向がある。また、ポリマーの含有率が100質量部を超える場合には、ポリマーを溶解させることが困難である傾向がある。
b1工程で得た微細化セルロース1の分散液中において少なくとも前記ポリマー溶液を含むポリマー液滴5Bの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1で被覆し、ポリマー液滴5Bをエマルションとして安定化させる工程である。
具体的には、b1工程で得られた微細化セルロース1の分散液にb2工程で得られたポリマー溶液を添加し、さらにポリマー溶液を微細化セルロース1の分散液中にポリマー液滴5Bとして分散させ、さらにポリマー液滴5Bの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1によって被覆し、微細化セルロース1によって安定化されたO/W型エマルションを作製する工程である。
前述のように微細化セルロース1によってピッカリングエマルションが形成されるメカニズムは定かではないが、セルロースはその分子構造において水酸基に由来する親水性サイトと炭化水素基に由来する疎水性サイトとを有することから両親媒性を示すため、両親媒性に由来して疎水性モノマーと親水性溶媒の液/液界面に吸着すると考えられる。
b3工程において用いることができる微細化セルロース1の分散液とポリマー混合液との重量比については特に限定されないが、100質量部の微細化セルロース1に対し、ポリマー混合液が1質量部以上50質量部以下であることが好ましい。ポリマー混合液が1質量部未満となると複合粒子4の収量が低下する傾向があるため好ましくなく、50質量部を超えると液滴5Bを微細化セルロース1で均一に被覆することが困難となる傾向があるため好ましくない。
b3工程で得られたポリマー液滴5B中の有機溶媒を除去してポリマーを固体化してポリマー及び機能性成分を含むコア粒子3とすることで、コア粒子3の表面の少なくとも一部を覆う微細化セルロース1とを有し、コア粒子と3と微細化セルロース1とが不可分の状態にある徐放性複合粒子を得る工程である。
具体的には、加熱又は/及び減圧乾燥により溶媒を蒸発させ、除去する。除去する前記有機溶媒の沸点が水より低いと、有機溶媒を選択的に除去することが可能である。特に限定されないが、減圧条件下で加熱することにより効率的に溶媒を除去することができる。加熱温度は20℃以上100℃以下であることが好ましく、圧力は600mmHg以上750mmHg以下であることが好ましい。
本実施形態に係る徐放性複合粒子4は、微細化セルロース1(セルロースナノファイバー)のガスバリア性、親水性、耐熱性、高強度等の特性により、機能性成分を紫外線、熱、酸素等から保護し、分散安定性が良好であるために優れた徐放性を有して長期間効果を発揮する複合粒子である。また、優れた徐放性により、機能性成分の使用頻度を減らすことができるために経済的であり、環境負荷を低減することができる。
また、簡便な方法で機能性成分の原料を効率よく内包し、廃棄による汚染を低減する徐放性複合粒子4の製造方法を提供できる。
微細化セルロース1の特性を維持した新たな取り扱い様態の徐放性複合粒子4を提供することができる。
微細化セルロース1がコア粒子3と不可分な状態でコア粒子3の表面を覆っていることで、コア粒子3内に包含された機能性成分が、コア粒子3のみより、緩やかに機能性成分が放出され、徐放性が向上すると推察される。
また、界面活性剤等の添加剤を加えることなく、簡便な方法で機能性成分の原料を効率よく内包し、廃棄による汚染を低減する徐放性複合粒子4の製造方法を提供できる。
更に、微細化セルロース1は生分解性ポリマーであるセルロースから構成された繊維状セルロースであるため、コア粒子3に含まれるポリマーに生分解性ポリマーを使用することにより、農薬や医薬品として使用する際に分解し、安全であり、環境汚染を抑制できる徐放性複合粒子4を提供できる。
例えば、コア粒子3にはポリマー及び機能性成分の他にその他成分を含んでも構わない。また、被覆層2に微細化セルロース1以外の成分を含有させて徐放性を調節、また機能性材料を付与しても構わない。
本実施形態に係る複合粒子4は、表面の被覆層2の微細化セルロース1に、セルロース以外の機能性材料が付与されても構わない。上記実施形態においては、複合粒子4の表面に付与されるセルロース以外の機能性材料としては、例えば磁性体、医薬品、農薬、香料、接着剤、酵素、顔料、染料、消臭剤、金属、金属酸化物、無機酸化物などの機能性材料を付与することができる。
被覆層2へ機能性を付与した複合粒子4は、予め微細化セルロース1に機能性材料を付与した、機能性付与微細化セルロースを用いて複合粒子4を製造することができる。また、複合粒子4を製造してから被覆層2に機能性材料を付与してもよい。
なお、金属微粒子の形状は特に限定されないが、例えば平板状あるいはロッド状であってもよい。特に金属微粒子が金又は銀あるいはその両方を含む場合には、金属微粒子の形状を平板状とすることで、局在表面プラズモン共鳴波長を可視〜近赤外領域において幅広く制御可能である。
なお、本実施形態において「平板状」とは、概平板形状をした板状の粒子であり、主平面の平均粒子径を平均粒子厚みで割った平均アスペクト比(平均粒子径/平均粒子厚み)が2.0以上である粒子を意味する。
平板状金属微粒子の平均粒子径は、20nm以上1000nm以下が好ましい。平板状金属微粒子の平均粒子厚みは、5nm以上100nm以下が好ましく、8nm以上50nm以下がより好ましい。平均アスペクト比(平均粒子径/平均粒子厚み)は、2.0以上が好ましく、2.0以上200以下がより好ましい。
以下、本発明を第1実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の各例において、「%」は、特に断りのない限り、質量%(w/w%)を示す。
(a1工程:微細化セルロース分散液を得る工程)
(木材セルロースのTEMPO酸化)
針葉樹クラフトパルプ70gを蒸留水3500gに懸濁し、蒸留水350gにTEMPOを0.7g、臭化ナトリウムを7g溶解させた溶液を加え、20℃まで冷却した。ここに2mol/L、密度1.15g/mLの次亜塩素酸ナトリウム水溶液450gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。系内の温度は常に40℃に保ち、反応中のpHの低下は0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加することでpH10に保ち続けた。セルロースの重量に対して、水酸化ナトリウムの添加量の合計が3.50mmol/gに達した時点で、約100mLのエタノールを添加し反応を停止させた。その後、ガラスフィルターを用いて蒸留水によるろ過洗浄を繰り返し、酸化パルプ(酸化セルロース)を得た。
上記TEMPO酸化で得た酸化パルプ及び再酸化パルプを固形分重量で0.1g量りとり、1%濃度で水に分散させ、塩酸を加えてpHを2.5とした。その後0.5M水酸化ナトリウム水溶液を用いた電導度滴定法により、カルボキシ基量(mmol/g)を求めた。結果は1.6mmol/gであった。
(酸化セルロースの解繊処理)
上記TEMPO酸化で得た酸化セルロース1gを99gの蒸留水に分散させ、ジューサーミキサーで30分間微細化処理し、濃度1%の微細化セルロース水分散液を得た。
(微細化セルロース1の評価)
得られた酸化セルロース、微細化セルロース1について、カルボキシ基量、結晶化度、長軸の数平均軸径、光線透過率及びレオロジーの測定や算出を次のように行った。得られた微細化セルロース1の評価結果を表1、図4、図5に示す。
分散処理前の酸化セルロースについて、カルボキシ基量を以下の方法にて算出した。
酸化セルロースの乾燥重量換算0.2gをビーカーに採り、イオン交換水80mLを添加した。
そこに、0.01mol/Lの塩化ナトリウム水溶液5mLを加え、攪拌しながら、0.1mol/L塩酸を加えて、全体がpH2.8となるように調整した。
そこに、自動滴定装置(商品名:AUT−701、東亜ディーケーケー社製)を用いて、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を0.05mL/30秒で注入し、30秒毎の電導度とpH値を測定し、pH11まで測定を続けた。
得られた電導度曲線から、水酸化ナトリウムの滴定量を求め、カルボキシ基の含有量を算出した。
TEMPO酸化セルロースの結晶化度を算出した。
TEMPO酸化セルロースについて、試料水平型多目的X線回折装置(商品名:UltimaIII、Rigaku社製)を用い、X線出力:(40kv、40mA)の条件で、5°≦2θ≦35°の範囲でX線回折パターンを測定した。得られるX線回折パターンはセルロースI型結晶構造に由来するものであるため、下記の式(1)を用い、以下に示す手法により、TEMPO酸化セルロースの結晶化度を算出した。
結晶化度(%)=〔(I22.6−I18.5)/I22.6〕×100・・・(1)
ただし、I22.6は、X線回折における格子面(002面)(回折角2θ=22.6°)の回折強度、I18.5は、アモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折強度を示す。
原子間力顕微鏡を用いて、微細化セルロース1の長軸の数平均軸径を算出した。
まず、微細化セルロース水分散液を0.001%となるように希釈した後、マイカ板上に20μLずつキャストして風乾した。
乾燥後に原子間力顕微鏡(商品名:AFM5400L、日立ハイテクノロジーズ社製)を用い、DFMモードで微細化セルロース1の形状を観察した。
微細化セルロース1の長軸の数平均軸径は、原子間力顕微鏡による観察画像から100本の繊維の長軸径(最大径)を測定し、その平均値として求めた。
微細化セルロース水分散液について、光線透過率を測定した。
石英製のサンプルセルの一方にはリファレンスとして水を入れ、もう一方には気泡が混入しないように微細化セルロース水分散液を入れ、光路長1cmにおける波長220nmから1300nmまでの光線透過率を分光光度計(商品名:NRS−1000、日本分光社製)にて測定した。その結果を図4に示す。
微細化セルロース0.5質量%の分散液のレオロジーをレオメーター(商品名:AR2000ex、ティー・エイ・インスツルメント社製)傾斜角1°のコーンプレートにて測定した。
測定部を25℃に温調し、せん断速度を0.01s−1から1000s−1について連続的にせん断粘度を測定した。その結果を図5に示す。図5から明らかなように、微細化セルロース分散液はチキソトロピック性を示した。せん断速度が1s−1と100s−1のときのせん断粘度を表1に示す。
次に、重合性モノマーであるジビニルベンゼン(以下、DVBとも称する。)10gに対し、重合開始剤である2、2−アゾビス−2、4−ジメチルバレロニトリル(以下、ADVNとも称する。)を1g溶解させた。更に、機能性成分として農薬フェニトロチオン(スミチオン、MEP、住友化学製)2g添加して混合した。
a2工程で調製した重合性モノマー混合液の全量を、微細化セルロース濃度1%の微細化セルロース分散液40gに対し添加したところ、重合性モノマー混合液と微細化セルロース分散液はそれぞれ透明性の高い状態で2相に分離した。
次に、上記2相分離した状態の混合液における上相の液面から超音波ホモジナイザーのシャフトを挿入し、周波数24kHz、出力400Wの条件で、超音波ホモジナイザー処理を3分間行った。超音波ホモジナイザー処理後の混合液の外観は白濁した乳化液の様態であった。混合液一滴をスライドグラスに滴下し、カバーガラスで封入して光学顕微鏡で観察したところ、1〜数μm程度のエマルション液滴が無数に生成し、O/W型エマルションとして分散安定化している様子が確認された。
O/W型エマルション分散液を、ウォーターバスを用いて70℃の湯浴中に供し、攪拌子で攪拌しながら8時間処理し、重合反応を実施した。8時間処理後に上記分散液を室温まで冷却した。重合反応の前後で分散液の外観に変化はなかった。得られた分散液に対し、遠心力75,000g(gは重力加速度)で5分間処理したところ、沈降物を得た。デカンテーションにより上澄みを除去して沈降物を回収し、さらに孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて、純水とメタノールで繰り返し洗浄した。こうして得られた精製・回収物を1%濃度で再分散させ、粒度分布計(NANOTRAC UPA−EX150、日機装株式会社)を用いて粒径を評価したところ平均粒子径2.1μmであった。次に精製・回収物を風乾し、さらに室温25度にて真空乾燥処理を24時間実施したところ、肌理細やかな乾燥粉体(複合粒子4)を得た。
得られた乾燥粉体を走査型電子顕微鏡にて観察した結果を図6及び図7に示す。図6から明らかなように、O/W型エマルション液滴を鋳型として重合反応を実施したことにより、エマルション液滴の形状に由来した、真球状の複合粒子4が無数に形成していることが確認された。さらに図7(a)及び(b)に示されるように、その表面は幅数nmの微細化セルロース1によって均一に被覆されていることが確認された。また、ろ過洗浄によって繰り返し洗浄したにも拘らず、複合粒子4の表面は等しく均一に微細化セルロース1によって被覆されていることから、本実施形態の複合粒子4において、複合粒子4内部のモノマーと微細化セルロース1は結合しており、不可分の状態にあることが示された。
複合粒子4の乾燥粉体を1%の濃度で純水に添加し、攪拌子で再分散させたところ、容易に再分散し、凝集も見られなかった。また、粒度分布計を用いて粒径を評価したところ、平均粒子径は乾燥前と同様に2.1μmとなり、粒度分布計のデータにおいても凝集を示すようなシグナルは存在しなかった。
以上のことから、複合粒子4はその表面が微細化セルロース1で被覆されているにもかかわらず、乾燥によって膜化することなく粉体として得られ、かつ再分散性も良好であることが示された。
実施例1−1においてDVBの代わりにジエチレングリコールジアクリレート(商品名FA−222A、日立化成、以下、FA−222Aとも称する。)を用いたこと以外は実施例1−1と同様の条件で、実施例1−2に係る複合粒子4を作製した。
<実施例1−3>
実施例1−1においてDVBの代わりにヘキサンジオールジアクリレート(商品名A−HD−N、新中村化学工業、以下、A−HD−Nとも称する。)を用いたこと以外は実施例1−1と同様の条件で、実施例1−3に係る複合粒子4を作製した。
実施例1−1においてTEMPO酸化の代わりに、先行技術文献として挙げた特許文献4に従いカルボキシメチル化(以下、CM化とも称する。)処理を行って得られたCM化CNF分散液を用いたこと以外は実施例1−1と同様の条件で、実施例1−4に係る複合粒子4を作製した。
<実施例1−5>
実施例1−1においてTEMPO酸化の代わりに、先行技術文献として挙げた非特許文献1に従いリン酸エステル化処理を行って得られたリン酸エステル化CNF分散液を用いたこと以外は実施例1−1と同様の条件で、実施例1−5に係る複合粒子4を作製した。
(b1工程:微細化セルロース分散液を得る工程)
実施例1−1と同様の条件で微細化セルロース分散液を得た。
(b2工程:ポリマー溶液を調製する工程)
次に、ポリ乳酸(PLA)10gを100gのジクロロエタンに溶解し、フェニトロチオン(スミチオン、MEP)2g添加して混合し、ポリマー溶液を調製した。
b2工程で得たポリマー溶液の全量を、微細化セルロース1濃度1%の微細化セルロース分散液500gに対し添加したところ、ポリマー溶液と微細化セルロース分散液はそれぞれ透明性の高い状態で2相に分離した。
次に、上記2相分離した状態の混合液における上層の液面から超音波ホモジナイザーを用いて実施例1−1のa3工程と同様に超音波ホモジナイザー処理した。光学顕微鏡にて1〜数μm程度のエマルション液滴が無数に生成し、O/W型エマルションとして分散安定化している様子が確認された。
b3工程で得たO/W型エマルション液を700mmHgの減圧条件下にて40℃で3時間減圧乾燥してジクロロエタンを完全に揮発させた。ジクロロエタンの揮発前後で分散液の外観に変化はなかった。
得られた分散液を実施例1−1と同様の条件で分離・精製した。得られた複合粒子4の平均粒子径は2.8μmであった。実施例1−1と同様の条件で回収物を乾燥したところ、肌理細やかな乾燥粉体(複合粒子4)を得た。
実施例1−6において、b1工程と同様の条件で微細化セルロース1を調製し、b2工程にて、ポリ−ε−カプロラクトン(PCL、和光純薬製)10gを200gの酢酸エチルに溶解し、フェニトロチオン(スミチオン、MEP、住友化学製)2gを添加して混合し、ポリマー溶液を調製した。次に、b3工程と同様の条件でO/W型エマルション液を調製後、b4工程にてO/W型エマルション液を700mgHgの減圧条件下にて40℃で5時間減圧乾燥し、酢酸エチルを完全に揮発させた。それ以外は実施例1−6と同様の条件で、実施例1−7に係る複合粒子4を得た。
実施例1−1において肥料(イソブチルアルデヒド縮合尿素、IB)を用いた以外は実施例1−1と同様の条件で、実施例1−8に係る複合粒子4を作製した。
<実施例1−9>
実施例1−6において肥料(イソブチルアルデヒド縮合尿素、IB)を用いた以外は実施例1−1と同様の条件で、実施例1−9に係る複合粒子4を作製した。
実施例1−1において機能性成分として防カビ剤である5,6−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン(DCOIT)を用いた以外は実施例1−1と同様の条件で、実施例1−10に係る複合粒子4を作製した。
<実施例1−11>
実施例1−6においてDCOITを用いた以外は実施例1−1と同様の条件で、実施例1−11に係る複合粒子4を作製した。
実施例1−1において、TEMPO酸化CNF分散液の代わりに純水を用いたこと以外は実施例1−1と同様の条件で、比較例1−1に係る複合粒子の作製を試みた。
<比較例1−2>
実施例1−1において、TEMPO酸化CNF分散液の代わりにカルボキシメチルセルロース(以下、CMCとも称する。)水溶液を用いたこと以外は実施例1−1と同様の条件で、比較例1−2に係る複合粒子の作製を試みた。
実施例1−8において、TEMPO酸化CNF分散液の代わりにカルボキシメチルセルロース(以下、CMCとも称する。)水溶液を用いたこと以外は実施例1−8と同様の条件で、比較例1−3に係る複合粒子の作製を試みた。
<比較例1−4>
実施例1−6において、b1工程において、微細化セルロース分散液の代わりにポリビニルアルコール(PVA)を8質量部、ラウリン酸ポリグリセリル−10(PGLE ML10)0.5質量部を純水500gに溶かした水溶液を用い、b2工程及びb3工程は実施例1−6と同様の条件でO/W型エマルション液を調製した。得られたO/W型エマルション液を、スプレードライヤー装置を用いて乾燥温度100℃で噴霧乾燥し、比較例1−4に係る粒子を作製した。
比較例1−4において、機能性成分としてMEPの代わりにIBを用いた以外は比較例1−4と同様の条件で、比較例1−4に係る粒子を作製した。
<比較例1−6>
比較例1−4において、機能性成分としてMEPの代わりにDCOITを用いた以外は比較例1−4と同様の条件で、比較例1−6に係る粒子を作製した。
<比較例1−7>
比較例1−4において、ラウリン酸ポリグリセリル−10(PGLE ML10)を添加しなかった以外は比較例1−4と同様の条件で、比較例1−7に係る粒子の作製を試みた。
(複合粒子形成可否評価)
複合粒子の形成可否は、走査型電子顕微鏡による形状観察により判断した。得られた乾燥粉体を走査型電子顕微鏡にて観察した。なお、複合粒子4の形成可否を以下の基準で判定した。
○:真球状の粒子が得られ、表面に微細化セルロースが被覆されていた。
△:真球状の粒子が得られたが、表面に微細化セルロースが被覆されていなかった。
×:上記粒子は得られなかった。
複合粒子4の乾燥粉体を1%の濃度で純水に添加し、攪拌子で再分散させた。25度で2週間静置後、目視で凝集があるか確認した。なお、分散安定性を以下の基準で判定した。
〇:目視で凝集物が確認されなかった。
×:目視で凝集物が確認された。
徐放性の評価は機能性成分の水中への溶出試験により行った。500mLの蒸留水に複合粒子4を0.1g添加し、25℃で250rpmの条件で振とう後、試験液をろ過し、高速液体クロマトグラフ測定装置(島津製作所社製)を用いて溶出した機能性成分の濃度を測定した。徐放開始から試験終了までに水溶液中に徐放された機能性成分の全量(徐放量)を、調製時に複合粒子4に内包された機能性成分の量(初期含有量)に対する徐放量を溶出率とした(溶出率=徐放量/初期含有量×100)。初期含有量は、複合粒子4を乳鉢ですりつぶした後、機能性成分を溶媒に溶解させて測定した。なお、徐放性を以下の基準で判定した。
〇:徐放開始から100時間の時点で溶出率が50%未満である。
×:徐放開始から100時間の時点で溶出率が50%以上である。
ヒメコガネムシ幼虫に対する殺虫効果を評価した。土壌に複合粒子4を0.1g/m2となるように土壌に混合し、40日後に10匹のコガネムシを放飼して7日後の死亡率を確認した。なお、殺虫効果を以下の基準で判定した。
〇:死亡率が90%以上であった。
×:死亡率が90%未満であった。
複合粒子4の芝に対する肥効を評価した。コーライ芝に、複合粒子4を1m2あたり25gの割合で設肥した。設肥から40日後の植物体の地上部分の生育を観察した。なお、肥効特性を以下の基準で判定した。
〇:芝葉が硬く、且つ葉色が良好である。
×:芝葉が硬くない、又は葉色が良好でない。
紫外線(UV)耐性試験は、得られた粒子0.1質量部となるようにPVA溶液に添加し、攪拌子で1時間攪拌後、アルミニウム板にアプリケーターを用いて膜厚10μmの膜厚で塗工し、一晩風乾して塗膜を作製した。塗膜にブラックライトによりUVを30μW/cm2にて照射し、2週間後のDCOIT残存率を測定した。
残存率は、初期含有量に対する残存量とした(残存率=残存量/初期含有量×100)。なお、紫外線耐性を以下の基準で判定した。
〇:2週間後の残存率が20%以上であった。
×:2週間後の残存率が20%未満であった。
JIS規格「JIS K6950:2000 プラスチック−水系培養液中の好気的究極生分解度の求め方−閉鎖呼吸計を用いる酸素消費量の測定による方法」に基づいて生分解性を評価した。複合粒子4と活性汚泥をそれぞれ100mg/L、30mg/Lになるように無機塩培地に添加し、酸素の消費量を測定し、酸素消費生物化学的酸素要求量(BOD;化学物質又は有機物が、特定条件下で、水中での好気的生物酸化によって消費された溶存酸素の質量濃度)を算出する。
コントロールとして複合粒子4が入っていない無機塩培地を用いる。機能性成分を除いた複合粒子4の全てが水と炭酸ガスにまで変換されるのに必要な酸素量(理論酸素要求量、ThOD)をポリマー組成式から算出した。生分解度は、理論酸素要求量に対する生物化学的酸素要求量として算出した(生分解度=BOD/ThOD×100)。なお、生分解性を以下の基準で判定した。
〇:試験開始から28日後の生分解度が80%以上であった。
×:試験開始から28日後の生分解度が80%未満であった。
表2、表3、表4の実施例1−1〜1−11の評価結果において明らかなように、微細化セルロース1の種類(TEMPO酸化CNF、CM化CNF、リン酸エステル化CNF)によらず、各種モノマーの重合物や生分解性ポリマー及び各種機能性成分をコア粒子3とする複合粒子4を作製可能であることが確認された。実施例1−6、1−7、1−9及び1−11では、生分解性を有するポリマーに微細化セルロース形成後においても引続き生分解性を有していた。
比較例1−7においても、b2工程の遂行が不可能であった。具体的には、超音波ホモジナイザー処理を実施してもポリマー相と微細化セルロース分散液相が2相分離したままの状態となり、O/W型エマルションの作製自体が不可能であった。
また、比較例1−2から比較例1−3においては、a2工程におけるO/W型エマルションの形成は可能であった。これはCMCが微細化セルロース1と同様に両親媒性を示したため、エマルションの安定化剤として機能したと考えられる。しかしながら、続くa3工程において重合反応を実施すると、エマルションが崩壊してしまい、O/W型エマルションを鋳型とした複合粒子を得ることができなかった。この理由としては定かではないが、CMCは水溶性であるため、重合反応中もエマルション形状を維持するための被覆層2としては脆弱である可能性が高く、そのため重合反応中にエマルションが崩壊したと考えられる。
実施例1−1から実施例1−7の複合粒子4に内包される機能性成分MEPの徐放性を評価した結果、溶出率が50%未満であり、内包された機能性成分MEPが長期間複合粒子4内部に保持されており、優れた徐放性を有することが確認された。一方、比較例1−4の微細化セルロース1が表面に被覆されていない粒子においては十分な徐放性を有していなかった。このことから、微細化セルロース1が表面に被覆されることにより、優れた徐放性を示すことが示唆された。
また、実施例1−10及び実施例1−11の複合粒子4に内包された機能性成分DCOITの徐放性を評価した結果、溶出率が50%未満であり、内包された機能性成分DCOITが長期間複合粒子4内部に保持されており、優れた徐放性を有することが確認された。一方、比較例1−6の微細化セルロース1が表面に被覆されていない粒子においては十分な徐放性を有していなかった。このことから、微細化セルロース1が表面に被覆されることにより、複合粒子4が優れた徐放性を示すことが示唆された。
内包する機能性成分がIBである実施例1−8において植物生育評価を行った結果、設肥から40日後においても高い肥効を示し、植物の生育状態が良好であった。一方、比較例1−5においては、40日後の肥効は十分ではなかった。このことから、微細化セルロース1の被覆の効果により、内包された機能性成分が保護され、また、徐放されるために40日後においても優れた肥効特性を示したと考えられる。
第1実施形態で説明した徐放性複合粒子は、上述のように、分散安定性が良好であるために優れた徐放性を有して長期間効果を発揮する。そのため、上述の徐放性複合粒子を、例えば、建物の内装材や家具等に用いてもよい。以下、この点について、具体的に説明する。
このような除去剤としては、例えば、ホルムアルデヒドと反応して、ホルムアルデヒドを別の化合物に変換することが可能なホルムアルデヒド反応剤を用いたものが知られている。このような除去剤で、対象となる製品を処理することにより、ホルムアルデヒドが除去可能であるとされている。そして、ホルムアルデヒド反応剤としては、ヒドラジド化合物(特許文献8参照)等が知られている。
まず、本発明の第2実施形態に係る微細化セルロース1とコア粒子3とを含む複合粒子4について説明する。本実施形態に係る複合粒子4は、第1実施形態に係る複合粒子4と同様に、微細化セルロース1を用いたO/W型ピッカリングエマルションと、エマルション内部の重合性モノマーを重合することで得られる複合粒子である。
複合粒子4は、少なくとも一種類のコア粒子3を含み、コア粒子3の表面に、微細化セルロース1により構成された被覆層2を有し、コア粒子3と微細化セルロース1とが結合して不可分の状態にある複合粒子である。より詳しくは、複合粒子4は、ホルムアルデヒド反応剤を含んだ少なくとも一種類のコア粒子3と、コア粒子3の表面の少なくとも一部を覆う微細化セルロース1とを有し、ホルムアルデヒド反応剤を含んだコア粒子3と微細化セルロース1とが不可分の状態にある。
なお、その他の構成等については第1実施形態と同じである。そのため、ここではその説明を省略する。
次に、本実施形態の複合粒子4の製造方法の一例について説明する。本実施形態に係る複合粒子4の製造方法は、セルロース原料を溶媒中で解繊して微細化セルロース1の分散液を得る工程(c1工程)と、c1工程で得た微細化セルロース1の分散液中においてホルムアルデヒド反応剤と重合性モノマーとを含む重合性モノマー液滴5Aの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1で覆い、重合性モノマー液滴5Aをエマルションとして安定化させる工程(c2工程)と、重合性モノマー液滴5Aの表面の少なくとも一部が微細化セルロース1で覆われた状態で、重合性モノマー液滴5Aを重合してコア粒子3とすることで、コア粒子3の表面の少なくとも一部を微細化セルロース1で覆い、かつコア粒子3と微細化セルロース1とを不可分の状態にする工程(c3工程)と、を有する複合粒子4の製造方法である。このよう、本実施形態に係る複合粒子4の製造方法cは、上述した第1実施形態に係る複合粒子4の製造方法aとほぼ同じである。
(c1工程)
本実施形態に係るc1工程は、上述した第1実施形態に係るa1工程と同じである。そのため、ここではその説明を省略する。
c2工程は、微細化セルロース1の分散液中においてホルムアルデヒド反応剤を混合させた重合性モノマー液滴5Aの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1で被覆して、重合性モノマー液滴5Aをエマルションとして安定化させる工程である。
具体的にはc1工程で得られた微細化セルロース分散液にホルムアルデヒド反応剤を混合させた重合性モノマーを添加し、さらに重合性モノマーを微細化セルロース分散液中に液滴として分散させ、さらに重合性モノマー液滴5Aの表面の少なくとも一部を微細化セルロース1によって被覆し、微細化セルロース1によって安定化されたO/W型エマルションを作製する工程である。
本実施形態に係るO/W型エマルションを作製する方法は、上述した第1実施形態に係るO/W型エマルションを作製する方法と同じである。そのため、ここではその説明を省略する。
O/W型エマルション構造において、重合性モノマー液滴5Aの表層に形成された微細化セルロース層(被覆層)2の厚みは特に限定されないが、通常3nm〜1000nm程度である。微細化セルロース層(被覆層)2の厚みは、例えばクライオTEMを用いて計測することができる。
なお、c2工程で用いることができる重合性モノマーの種類は、上述した第1実施形態に係るa2工程で用いることができる重合性モノマーの種類と同じである。そのため、ここではその説明を省略する。
ホルムアルデヒド反応剤は、ホルムアルデヒドとの反応性を有し、かつアミノ基及びアミノ基塩形成基の少なくとも一方を有しないものである。なお、ここで言う「ホルムアルデヒドとの反応性を有する」とは、ホルムアルデヒドと反応して、ホルムアルデヒドを別の化合物に変換する能力を有することを意味する。すなわち、前述のホルムアルデヒド反応剤は、ホルムアルデヒドとの反応性を有する基を含む。本実施形態の微細化セルロース1とホルムアルデヒド反応剤含有コア粒子3とを含む複合粒子4により、ホルムアルデヒドは、ホルムアルデヒド反応剤との反応によって、別の化合物への変換という形で除去される。
環状構造を有するホルムアルデヒド反応剤で好ましいものとしては、例えば、「−NH−」基及び「−NH−」塩形成基からなる群から選択される1種又は2種以上が、環状構造の環骨格を形成しているものが挙げられ、「−C(=O)−NH−」基、「−NH−C(=O)−NH−」基、「−C(=O)−NH−」塩形成基、「−NH−C(=O)−NH−」塩形成基、「=N−NH−」基、「−HN−N(−)−NH−」基、「=N−NH−」塩形成基及び「−HN−N(−)−NH−」塩形成基からなる群から選択される1種又は2種以上が、環状構造の環骨格を形成しているホルムアルデヒド反応剤がより好ましい。
特に好ましいホルムアルデヒド反応剤としては、例えば、ヒダントイン及びその塩、2−イミダゾリジノン及びその塩、5−ピラゾロン及びその塩、3−ピラゾロン及びその塩、1,2,4−トリアゾール−3−オン及びその塩、フタルイミド及びその塩、グリコールウリル及びその塩、ピラゾール及びその塩、1,2,3−トリアゾール及びその塩、1,2,4−トリアゾール及びその塩、並びに1,2,3−ベンゾトリアゾール及びその塩等が挙げられる。なお、前述のヒダントイン、2−イミダゾリジノン、5−ピラゾロン、3−ピラゾロン、1,2,4−トリアゾール−3−オン、フタルイミド、グリコールウリル、ピラゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−ベンゾトリアゾールは、それぞれ置換基を有していてもよい。
ヒダントイン、2−イミダゾリジノン、5−ピラゾロン、3−ピラゾロン、1,2,4−トリアゾール−3−オン、ピラゾール、1,2,3−トリアゾール及び1,2,4−トリアゾールはいずれも、環員数が5の化合物である。フタルイミド及び1,2,3−ベンゾトリアゾールはいずれも、環員数が9の化合物である。グリコールウリルは環員数が8の化合物である。
なお、ここに示す化合物は、ホルムアルデヒド反応剤のごく一例に過ぎない。
また、本実施形態に係るc2工程では、上述の第1実施形態に係るa2工程と同様に、重合性モノマーには予め重合開始剤が含まれていてもよい。なお、本実施形態に係るc2工程において添加可能な重合開始剤等は、第1実施形態に係るa2工程で説明した重合開始剤等と同じである。そのため、ここではその説明を省略する。
c3工程は、重合性モノマー液滴5Aの表面の少なくとも一部が微細化セルロース1で被覆された状態で、重合性モノマー液滴5Aを重合してコア粒子3を形成することで、微細化セルロース1でコア粒子3の表面の少なくとも一部が被覆され、かつコア粒子3と微細化セルロース1とが不可分の状態にある複合粒子4を得る工程である。
重合性モノマーを重合する方法については特に限定されず、用いた重合性モノマーの種類および重合開始剤の種類によって適宜選択可能であるが、例えば懸濁重合法が挙げられる。
なお、上記方法により作製した複合粒子4の回収・精製方法は、上述した第1実施形態に係るa4工程で説明した回収・精製方法と同じである。そのため、ここではその説明を省略する。
本実施形態に係る複合粒子4は、複合粒子4の表面の微細化セルロース1に由来した、生体親和性が高く溶媒中でも凝集することない良好な分散安定性を有する新規な複合粒子である。
また、本実施形態に係る複合粒子4を含む乾燥固形物は肌理細やかな粉体として得られ、粒子同士の凝集がない。このため、乾燥粉体として得られた複合粒子4を再び溶媒に再分散することも容易であり、再分散後も複合粒子4の表面に結合された微細化セルロース1の被覆層2に由来した分散安定性を示す。
また、本実施形態に係る複合粒子4の製造方法によれば、環境への負荷が低く、簡便な方法で提供することが可能な新規な複合粒子4の製造方法を提供することができる。
また、本実施形態に係る複合粒子4によれば、溶媒をほとんど除去することが可能なため、輸送費の削減、腐敗リスクの低減、添加剤としての添加効率の向上、疎水性樹脂への混練効率向上といった効果が期待できる。
また、本実施形態に係る複合粒子4によれば、コア粒子3であるホルムアルデヒド反応剤混合ポリマーの粒子を微細化セルロース1であるセルロースナノファイバーにて被覆しているため、雰囲気中のホルムアルデヒドが微細化セルロース1であるセルロースナノファイバーを通じて徐々に反応剤に接触するため、ホルムアルデヒドの除去効果がより長期間継続して得られる効果が期待できる。
以上、本発明の第2実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第2実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態に係る壁紙9は、本発明の第2実施形態に係る複合粒子4を含む壁紙である。
壁紙9の構成は、複合粒子4を含むシート状の構造物であれば特に限定されないが、最表面に複合粒子4が露出しているか、あるいは、複合粒子4の表面が湿度を透過する材料で覆われていることが好ましい。壁紙9の構成の例としては、図8に示す壁紙9のように、基材8の上部に複合粒子4を含む機能層7を設けた壁紙である。
壁紙9の作製方法は、基材8等に複合粒子4を含む分散液を塗布して作製してもよく、複合粒子4を含む壁紙用組成物を成形して作製してもよい。複合粒子4を含む分散液を塗布して壁紙9を作製する場合、機能層7は、前述の複合粒子4を含む分散液を基材8に塗布し、分散液中の溶媒を加熱等により除去することで得られる。
図8において、壁紙9は機能層7と基材8で構成されているが、必要に応じて、壁紙9の吸湿性を損なわない範囲で、機能層7とは別の機能層を設けることができる。機能層7とは別の機能層の役割としては、例えば、機能層7が傷つくことを防ぐことや、機能層7が汚れることを防ぐことが挙げられる。
本実施形態に係る壁紙9によれば、第2実施形態と同様に、微細化セルロース1と親和性の高い化学物質と反応できる。特に、本実施形態に係る壁紙9によれば、複合粒子4とホルムアルデヒドとが反応し、雰囲気中からホルムアルデヒドを除去できる。
以上、本発明の第3実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第1〜3の各実施形態において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
以下、本発明を第2実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の各例において、「%」は、特に断りのない限り、質量%(w/w%)を示す。
(c1工程:微細化セルロース分散液を得る工程)
(木材セルロースのTEMPO酸化)
針葉樹クラフトパルプ70gを蒸留水3500gに懸濁し、蒸留水350gにTEMPOを0.7g、臭化ナトリウムを7g溶解させた溶液を加え、20℃まで冷却した。ここに2mol/L、密度1.15g/mLの次亜塩素酸ナトリウム水溶液450gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。系内の温度は常に20℃に保ち、反応中のpHの低下は0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加することでpH10に保ち続けた。セルロースの重量に対して、水酸化ナトリウムの添加量の合計が3.50mmol/gに達した時点で、約100mLのエタノールを添加し反応を停止させた。その後、ガラスフィルターを用いて蒸留水によるろ過洗浄を繰り返し、酸化パルプ(酸化セルロース)を得た。
上記TEMPO酸化で得た酸化パルプ及び再酸化パルプを固形分重量で0.1g量りとり、1%濃度で水に分散させ、塩酸を加えてpHを2.5とした。その後0.5M水酸化ナトリウム水溶液を用いた電導度滴定法により、カルボキシ基量(mmol/g)を求めた。結果は1.6mmol/gであった。
上記TEMPO酸化で得た酸化パルプ1gを99gの蒸留水に分散させ、ジューサーミキサーで30分間微細化処理し、CSNF濃度1%のCSNF水分散液を得た。CSNF分散液を光路長1cmの石英セルに入れ、分光光度計(島津製作所社製、「UV−3600」)を用いて分光透過スペクトルの測定を行った結果を図4に示す。図4から明らかなように、CSNF水分散液は高い透明性を示した。また、CSNF水分散液に含まれるCSNFの数平均短軸径は3nm、数平均長軸径は1110nmであった。さらに、レオメーターを用いて定常粘弾性測定を行った結果を図5に示す。図5から明らかなように、CSNF分散液はチキソトロピック性を示した。
次に、重合性モノマーであるジビニルベンゼン(以下、DVBとも称する。)10gに対し、重合開始剤である2、2−アゾビス−2、4−ジメチルバレロニトリル(以下、ADVNとも称する。)を1g溶解させた。さらにホルムアルデヒド反応剤である5,5−ジメチルヒダントイン(東京化成工業社製 1g)を添加し、溶解させた。DVB/ADVN/5,5−ジメチルヒダントイン混合溶液全量を、CSNF濃度1%のCSNF分散液40gに対し添加したところ、DVB/ADVN/5,5−ジメチルヒダントイン混合溶液とCSNF分散液はそれぞれ透明性の高い状態で2層に分離した。
次に、上記2層分離した状態の混合液における上層の液面から超音波ホモジナイザーのシャフトを挿入し、周波数24kHz、出力400Wの条件で、超音波ホモジナイザー処理を3分間行った。超音波ホモジナイザー処理後の混合液の外観は白濁した乳化液の様態であった。混合液一滴をスライドグラスに滴下し、カバーガラスで封入して光学顕微鏡で観察したところ、1〜数μm程度のエマルション液滴が無数に生成し、O/W型エマルションとして分散安定化している様子が確認された。
O/W型エマルション分散液を、ウォーターバスを用いて70℃の湯浴中に供し、攪拌子で攪拌しながら8時間処理し、重合反応を実施した。8時間処理後に上記分散液を室温まで冷却した。重合反応の前後で分散液の外観に変化はなかった。得られた分散液に対し、遠心力75,000g(gは重力加速度)で5分間処理したところ、沈降物を得た。デカンテーションにより上澄みを除去して沈降物を回収し、さらに孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて、純水とメタノールで繰り返し洗浄した。こうして得られた精製・回収物を1%濃度で再分散させ、粒度分布計(NANOTRAC UPA−EX150、日機装株式会社)を用いて粒径を評価したところ平均粒子径2.1μmであった。次に精製・回収物を風乾し、さらに室温25度にて真空乾燥処理を24時間実施したところ、肌理細やかな乾燥粉体(複合粒子4)を得た。
得られた乾燥粉体を走査型電子顕微鏡にて観察した結果を図6及び図7に示す。図6から明らかなように、O/W型エマルション液滴を鋳型として重合反応を実施したことにより、エマルション液滴の形状に由来した、真球状の複合粒子4が無数に形成していることが確認された。さらに図7(a)及び(b)に示されるように、その表面は幅数nmの微細化セルロース1によって均一に被覆されていることが確認された。また、ろ過洗浄によって繰り返し洗浄したにも拘らず、複合粒子4の表面は等しく均一に微細化セルロース1によって被覆されていることから、本実施形態の複合粒子4において、複合粒子4内部のモノマー(コア粒子3)と微細化セルロース1とは結合している可能性があり、コア粒子3と微細化セルロース1とが不可分の状態にあることが示された。
複合粒子4の乾燥粉体を1%の濃度で純水に添加し、攪拌子で再分散させたところ、容易に再分散し、凝集も見られなかった。また、粒度分布計を用いて粒径を評価したところ、平均粒子径は乾燥前と同様に2.1μmとなり、粒度分布計のデータにおいても凝集を示すようなシグナルは存在しなかった。
以上のことから、複合粒子4はその表面が微細化セルロース1で被覆されているにもかかわらず、乾燥によって膜化することなく粉体として得られ、かつ再分散性も良好であることが示された。
複合粒子4のホルムアルデヒド除去効果を確認する方法として、ホルムアルデヒドで満たしたチャンバーを複数用意し、チャンバーA内に複合粒子4を含む分散液を塗工した壁紙9をいれ、所定の時間経過後にチャンバーA内のホルムアルデヒド濃度を測定した。1日目に使用した同じ壁紙9を新たなチャンバーBにいれ、所定の時間経過後にチャンバーB内のホルムアルデヒド濃度を測定し、効果を確認した。この作業を数日繰り返し、ホルムアルデヒド除去効果の継続した日数をカウントした。
実施例2−1においてDVBの代わりにジエチレングリコールジアクリレート(商品名FA−222A、日立化成、以下、FA−222Aとも称する。)を用いたこと以外は実施例2−1と同様の条件で、実施例2−2に係る複合粒子4を作製し、同様に各種評価を実施した。
<実施例2−3>
実施例2−1においてDVBの代わりにヘキサンジオールジアクリレート(商品名A−HD−N、新中村化学工業、以下、A−HD−Nとも称する。)を用いたこと以外は実施例2−1と同様の条件で、実施例2−3に係る複合粒子4を作製し、同様に各種評価を実施した。
実施例1において5,5−ジメチルヒダントイン(東京化成工業社製 1g)に代えて、2−イミダゾリジノン(東京化成工業社製、1g)を用いたこと以外は実施例2−1と同様の条件で、実施例2−4に係る複合粒子4を作製し、同様に各種評価を実施した。
<実施例2−5>
実施例2−1において5,5−ジメチルヒダントイン(東京化成工業社製 1g)に代えて、3−メチル−5−ピラゾロン(東京化成工業社製、1g)を用いたこと以外は実施例2−1と同様の条件で、実施例2−5に係る複合粒子4を作製し、同様に各種評価を実施した。
実施例2−1において、5,5−ジメチルヒダントイン(東京化成工業社製 1g)に代えて、アジピン酸ジヒドラジド(東京化成工業社製、1g)を用いたこと以外は実施例2−1と同様の条件で、比較例2−1に係る複合粒子の作製を試みた。
<比較例2−2>
実施例2−1において、5,5−ジメチルヒダントイン(東京化成工業社製 1g)に代えて、セバシン酸ジヒドラジド(東京化成工業社製、1g)を用いたこと以外は実施例2−1と同様の条件で、比較例2−2に係る複合粒子の作製を試みた。
<比較例2−3>
実施例2−1において、5,5−ジメチルヒダントイン(東京化成工業社製 1g)に代えて、アミノエチルエタノール(東京化成工業社製、1g)を用いたこと以外は実施例2−1と同様の条件で、比較例2−4に係る複合粒子の作製を試みた。
なお、比較例2−1〜2−3は、アミノ基またはアミノ基塩形成基を有するホルムアルデヒド反応剤を用いたことによりCNFの有するカルボン酸と反応してしまい、コア粒子3へのCNFによる被覆形成が阻害され、CNF被覆できなかった。
○:O/W型エマルションの形成が可能
×:O/W型エマルションの形成が不可能
また、c3工程の可否については、以下のように判定した。
○:c3工程のエマルション鋳型とした真球状の粒子が得られた
×:上記粒子は得られなかった
また、再分散性に関しては、以下のように判定した。
○:複合粒子が溶媒中に再分散可能
×:複合粒子が溶媒中に再分散不可能
また、ホルムアルデヒド除去効果の長期継続性評価に関しては、以下のように判定した。
○:効果継続が10日以上
△:効果継続が2日以下
また、表5の比較例中の各セルにおける斜線表記は、各工程実施中に工程の遂行が不可能となり、その後の工程を実施していないことを示している。
徐放性複合粒子4は機能性成分の原料をほとんど内包できるために経済的であり、廃棄による汚染も少ない。また、微細化セルロース1は生分解性ポリマーであるセルロースから構成された繊維状セルロースであり、コア粒子3に含まれるポリマーに生分解性ポリマーを使用することにより、農薬や肥料等として使用する際に分解し、安全であり、環境汚染を抑制できる。
2 被覆層(微細化セルロース層)
3 コア粒子(ポリマー+機能性成分)
4 複合粒子
5 液滴
5A 液滴(重合性モノマー液滴)(モノマー+機能性成分)
5B 液滴(ポリマー液滴)(ポリマー+機能性成分+有機溶媒)
6 分散液(水)
7 機能層
8 基材
9 壁紙
Claims (18)
- 少なくとも一種類のポリマー及び少なくとも一種類の機能性成分を含むコア粒子と、前記コア粒子の表面の少なくとも一部を覆う微細化セルロースとを有し、前記コア粒子と前記微細化セルロースとが不可分の状態にあることを特徴とする徐放性複合粒子。
- 前記微細化セルロースの少なくとも一部は結晶化しており、
前記微細化セルロースの結晶表面にアニオン性官能基が導入されていることを特徴とする請求項1に記載の徐放性複合粒子。 - 前記機能性成分が、防カビ剤、香料、肥料、pH調整剤、農薬、植物活力剤、植物延命剤、害虫及び動物の忌避剤、土壌浸透剤、栄養成分、植物ホルモン及び抗菌性物質の少なくとも一種であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の徐放性複合粒子。
- 前記機能性成分が、ホルムアルデヒド反応剤であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の徐放性複合粒子。
- 前記ホルムアルデヒド反応剤が、ホルムアルデヒドとの反応性を有し、アミノ基及びアミノ基が塩を形成している基の少なくとも一方を有しないことを特徴とする請求項4に記載の徐放性複合粒子。
- 前記ポリマーが、ビニル基を有するモノマーの重合物であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の徐放性複合粒子。
- 前記ポリマーが、(メタ)アクリル基を有するモノマーの重合物であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の徐放性複合粒子。
- 前記ポリマーが、2つ以上の重合性官能基を有する多官能モノマーの重合物であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の徐放性複合粒子。
- 前記多官能モノマーが有する2つ以上の重合性官能基の少なくとも一つが、ビニル基であることを特徴とする請求項8に記載の徐放性複合粒子。
- 前記多官能モノマーが有する2つ以上の重合性官能基の少なくとも一つが、(メタ)アクリル基であることを特徴とする請求項8に記載の徐放性複合粒子。
- 前記多官能モノマーが、ジビニルベンゼンであることを特徴とする請求項9に記載の徐放性複合粒子。
- 前記ポリマーが、生分解性ポリマーであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の徐放性複合粒子。
- 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の徐放性複合粒子を含むことを特徴とする乾燥粉体。
- 固形分率が80%以上であることを特徴とする請求項13に記載の乾燥粉体。
- セルロース原料を溶媒中で解繊して微細化セルロースの分散液を得るa1工程と、
少なくとも一種類の重合性モノマーと少なくとも一種類の機能性成分とを含むモノマー混合液を準備するa2工程と、
前記微細化セルロースの分散液中において前記重合性モノマー及び前記機能性成分を含む前記モノマー混合液で構成される重合性モノマー液滴の表面の少なくとも一部を前記微細化セルロースで覆い、前記重合性モノマー液滴をエマルションとして安定化させるa3工程と、
前記重合性モノマー液滴の表面の少なくとも一部が前記微細化セルロースで覆われた状態で、前記重合性モノマー液滴を重合してポリマー及び前記機能性成分を含むコア粒子とすることで、前記コア粒子の表面の少なくとも一部を前記微細化セルロースで覆い、且つ前記コア粒子と前記微細化セルロースとを不可分の状態にするa4工程と、を有することを特徴とする徐放性複合粒子の製造方法。 - セルロース原料を溶媒中で解繊して微細化セルロースの分散液を得るb1工程と、
少なくとも一種類のポリマー及び少なくとも一種類の機能性成分を、前記ポリマーを溶解可能な有機溶媒に添加し溶解させたポリマー溶液を準備するb2工程と、
前記微細化セルロースの分散液中において前記ポリマー、前記機能性成分及び前記有機溶媒を含む前記ポリマー溶液で構成されるポリマー液滴の表面の少なくとも一部を前記微細化セルロースで覆い、前記ポリマー液滴をエマルションとして安定化させるb3工程と、
前記ポリマー液滴の表面の少なくとも一部が前記微細化セルロースで覆われた状態で、前記ポリマー液滴に含まれる前記有機溶媒を除去して前記ポリマーを固体化して前記ポリマー及び前記機能性成分を含むコア粒子とすることで、前記コア粒子の表面の少なくとも一部を前記微細化セルロースで覆い、且つ前記コア粒子と前記微細化セルロースとを不可分の状態にするb4工程と、を有することを特徴とする徐放性複合粒子の製造方法。 - 前記機能性成分が、ホルムアルデヒド反応剤であることを特徴とする請求項15又は請求項16に記載の徐放性複合粒子の製造方法。
- 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の徐放性複合粒子を含むことを特徴とする壁紙。
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