JPH052370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明はマイクロカプセルの製造法に関する。
更に詳細には水性媒体中で疎水性芯物質を界面重
合法で被覆することによつてマイクロカプセルを
製造する方法に関する。 本発明のマイクロカプセルは、記録材料、医薬
品、香料、農薬、化成品、接着剤、食品、洗剤、
染料、溶剤、触媒、酵素、防錆剤などの多くの分
野で用いられる。 ＜従来の技術＞ マイクロカプセルの製造方法に関しては数多く
報告されており、中でも物理化学的および化学的
に製造する方法としてはコンプレツクスコアセル
ベーシヨン法、シンプルコアセルベーシヨン法お
よび界面重合法in situ重合法等が知られている。
これらの方法は、特殊な装置を使用する必要がな
いこと、カプセル粒子サイズが１ミクロン以下か
ら数ミリの範囲の任意の粒径のカプセルを製造す
ることが可能であること、カプセル膜の性質およ
び緻密性を制御できるなどの利点があるため多く
の分野で活用されている。 コアセルベーシヨン法はカプセル壁膜材料とし
て天然高分子のゼラチン−アラビアゴム系が最も
一般的であるが、耐水性が悪く、価格が高く、高
濃度のカプセル液が得にくく、また、カプセル化
の工程が複雑であるなどの欠点を有している。 そこで、近年、合成高分子膜でカプセル化する
方法が注目されている。すなわち、水性媒体中に
疎水性液体を分散させ、その液滴の界面や内部で
高分子を生成させて疎水性芯物質を含有するマイ
クロカプセル粒子を得る。これには、界面重合法
やin situ重合法がある。これらの方法は、高濃
度でかつ高収率でカプセル化が可能であること、
カプセル化コストが安価であること、カプセル化
の工程コントロールが容易であること、カプセル
壁が温度、湿度及び溶剤に対して耐性があるこ
と、カプセル壁が貯蔵中に劣化し難いこと、カプ
セル化の工程時間が短いことなどの利点を有して
いる。 これらの方法を更に説明すると、界面重合法は
多価イソシアネート、多価カルボン酸クロライ
ド、多価スルホン酸クロライドなどの疎水性で鎖
延長能を持つモノマー及びオリゴマーと疎水性芯
物質と混合し、これを水性媒体中で分散し該分散
液に多価アミン、多価アルコールなどの水溶液を
添加し、分散液滴の界面で、ポリウレア、ポリア
ミド、ポリウレタン、ポリスルホンアミド、ポリ
エステルなどの高分子膜を生成せしめて、疎水性
芯物質を含有するマイクロカプセルを得る。 in situ重合法は、疎水性芯物質を水媒体中に
分散させた状態で、液滴界面に高分子膜を形成さ
せる点では界面重合法に似ているが、カプセル壁
膜形成物質を芯物質液滴の内側のみからあるい
は、外側のみからのいずれか一方向だけから供給
する点で異なつているカプセル化方法である。 ＜発明の解決しようとする問題点＞ 界面重合法で疎水性芯物質を被覆してマイクロ
カプセルを調製し、それを、特に農薬の分野で、
徐放性カプセル剤として応用しようとする場合、
カプセル化率（カプセル剤の製造時に、芯物質で
ある薬剤がカプセル内へ封入された割合）、カプ
セル膜の強度、カプセルの粒径分布などの因子が
重要となる。すなわち、カプセル化率が約99％以
下のような農薬有効成分のカプセルでは、芯物質
の農薬有効成分が人間や動物に対して毒性が強い
場合、散布時の毒性の軽減に対する効果が得られ
なくなる。カプセル膜の強度が弱い場合、カプセ
ル剤を土壌混和するような時、カプセルが破壊さ
れてその残効性を失するようなことがある。ま
た、カプセル粒子の粒径分布が広すぎる場合は、
一定の薬剤放出速度を持つたカプセル分散体を得
ることが困難となる。（薬剤の放出速度はカプセ
ル粒子の粒径にも依存する。）また感圧複写紙な
どへの応用しようとする場合は、カプセル粒子の
耐溶剤性や耐摩擦性などの不足が問題になつてい
る。ところが、現在報告されている多くの界面重
合法、in situ重合法によるマイクロカプセル化
法ではこれらの点を充分満足するものではない。 ＜問題点を解決するための手段＞ 上記問題点を解決するための鋭意検討の結果、
下記一般式(1)で示されるモノマーユニツトを含有
する単独重合体および／または共重合体である水
溶性高分子を溶解した水溶液中に油溶性膜形成物
質としての多価イソシアネートおよび／または多
価カルボン酸クロライドおよび／または多価スル
ホン酸クロライドと疎水性芯物質との混合物を分
散させた後、水溶性膜形成物質としての多価アミ
ンおよび／または多価ヒドロキシ化合物の水溶液
を添加して、界面反応を行わせ、生成した高分子
膜で該疎水性芯物質を包被することによつてマイ
クロカプセルを製造することによつて解決され
た。 （式中、R₁は水素原子かメチル基、R₂、R₃はカ
ーボン数１〜８個のアルキル基） 本発明において用いられる上記一般式(1)で示さ
れるモノマーユニツトを有する重合体としては、
一般式(1)のモノマーからなる単独重合体、あるい
は一般式(1)のモノマーを一成分とする共重合体で
ある。特に好ましくは、一般式(1)のモノマーユニ
ツトを一成分とし、これに疎水性モノマー、親水
性モノマーを共重合して得られる水溶性共重合体
である。 一般式(1)のモノマーと共重合可能なモノマーと
しては次のようなビニル化合物がある。疎水性モ
ノマーとして、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）
アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、
（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル
酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、
（メタ）アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル
ニトリル、塩化ビニル、などで、親水性モノマー
として、スチレンスルホン酸ソーダ、ビニルスル
ホン酸ソーダ、（メタ）アクリル酸、無水マレイ
ン酸、Ｎ−ビニルピロリドン、（メタ）アクリル
アミド、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチ
ルなどがあるがこれらに限定されるものではな
い。 本発明の水溶性高分子は各種の公知の方法によ
り製造される。この水溶性高分子の分子量は重合
開始剤の量、モノマー濃度、重合温度などの変化
や、連鎖移動剤を用いることによつて調節でき
る。本発明の目的に対して好ましい分子量は、極
限粘度〔η〕（25℃、0.25N−NaNO₃水溶液）で
表わして0.05〜5.0、最も好ましくは、0.2〜3.0で
ある。また共重合体中には一般式(1)に示したモノ
マーユニツトを５重量％以上、好ましくは10重量
％以上含有しなければ本発明の目的が達成されな
い。 一方、カプセル化する時、本発明で合成した水
溶性高分子の使用量は、分散する疎水性芯物質に
対して0.1〜20重量％、好ましくは0.2〜10重量％
である。なお厳密には、所望するカプセルの粒径
に応じてその適量を、この範囲内で決定する。ま
た、このカプセル製造系に、必要に応じて、ポリ
ビニルアルコール、ゼラチンなどの一般的な保護
コロイド剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテ
ル、ソルビタン脂肪酸エステルなどの界面活性剤
を併用することもできるが、その使用量は、本発
明の効果を阻害しない範囲例えば用いる水溶性高
分子の量に対し50％以下が好ましい。 本発明において疎水性芯物質表面を包被するた
めに用いられるカプセル膜形成物質としての油溶
性膜形成物質である多価イソシアネート、多価カ
ルボン酸クロライド、多価スルホン酸クロライド
としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、
２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシ
アネート、２，44−トリメチルヘキサメチレンジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、
フエニレンジイソシアネート、トルエンジイソシ
アネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタ
レンジイソシアネート、ジフエニルメタン−４，
4′−ジイソシアネート、ビス（４，4′イソシアノ
ベンジルフエニル）カルボジイミド、ヘキサメチ
レンジイソシアネートの３量体、イソホロンジイ
ソシアネートの３量体、ポリメチレンポリフエニ
ルイソシアネート、セバシン酸ジクロライド、ア
ジピン酸ジクロライド、アゼライン酸ジクロライ
ド、テレフタル酸ジクロライド、トリメシン酸ト
リクロライド、ベンゼンスルホニルジクロライド
などがあり、一方、水溶性膜形成物質としての多
価アミン、多価ヒドロキシ化合物としては、エチ
レンジアミン、１，４−ブタンジアミン、１，６
−ヘキサンジアミン、フエニレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ピ
ペラジン、エチレングリコール、１，４−ブタン
ジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコールなど
がある。 これらのカプセル膜形成物の使用量は、カプセ
ル剤の使用目的によつて異なるが、本発明の効果
が発揮される範囲は、疎水性芯物質に対して0.02
〜50倍量、好ましくは、0.04〜30倍量である。 マイクロカプセル化の方法は、以下の方法によ
つて行うことができる。すなわち、本発明で得ら
れる水溶性高分子を所定量水に溶解し、これに、
疎水性芯物質と油溶性膜形成物との混合物を所定
の撹拌条件で分散し、所望する粒径の分散体を得
る。次に撹拌の回転数を小さくして水溶性膜形成
物質の水溶液を滴下し、液滴界面に高分子膜を生
成せしめて、疎水性芯物質を包被する。この時の
反応温度は膜形成物質の種類、組合せによつて決
定されるが、ほとんどの場合30〜70℃の間で行わ
れる。ここで、マイクロカプセルは水中分散体と
して得られ、このまま、それぞれの目的に使用す
ることもできるが噴霧乾燥などにより粉末状にし
て使用することもできる。 本発明の方法によつて得られるマイクロカプセ
ルは、カプセル化率が高く、カプセル膜強度が強
く、またカプセル粒子の粒径分布が狭いという特
徴は、カプセル製造時に用いた水溶性高分子すな
わち、一般式(1)のモノマーユニツトを含有する単
独重合体および／または共重合体が疎水性芯物質
と油溶性膜形成物質との混合物を水に分散させる
分散剤としての役割と同時に疎水性液滴界面で起
る高分子膜生成反応に対し触媒的な作用をするた
めと推定される。 このようにして本発明で得られるマイクロカプ
セルは多くの分野で効果的に使用できるが、特に
農薬の分野では前記の問題点が解決され、有効で
ある。この場合疎水性芯物質として、殺虫剤、除
草剤、殺菌剤のような農薬が選ばれるたとえば、
殺虫剤としてはDOVP（０，０−ジエチル−２，
２−ジクロルビニルホスフエート）フエニトロチ
オン（０，０−ジメチルＯ−（３−メチル−４ニ
トロフエニル）ホスホロチオエート）、バイジツ
ト（０，０−ジメチル−Ｏ−（３−メチル、−４メ
チルチオ）フエニルホスホロチオエート）、ダイ
アジノン（０，０−ジエチル−Ｏ−（２−イソプ
ロピル−４メチル−６ピリミジル）ホスホロチオ
エート）、クロルピリホス（０，０−ジエチル−
Ｏ−３，５，６−トリクロル−２−ピリジルホス
ホロチオエート）マラソン（ジメチルジカルベト
キシエチルチオホスフエート）ガードサイド
（０，０−ジメチル−Ｏ−（２−クロル）−１−
（２，４，５−トリクロルフエニル）ビニルホス
フエート）、カルホス（０，０−ジエチル−Ｏ−
５−フエニル−３イソオキサゾリルホスホロチオ
エート）、ビニフエート（２−クロロ−１−（２，
４−ジクロロフエニル）ビニルジエチルホスフエ
ート）、オルトラン（Ｏ，Ｓ−ジメチル−Ｎ−ア
セチルホスホロアミドチオエート）カヤホス
（０，０−ジプロピル−Ｏ−４−メチルチオフエ
ニルホスフエート）、ダイシストン（０，０−ジ
エチル−Ｓ−（２エチルチオエチル）ホスホロジ
チオエート除草剤として、MCPB（２−メチル−
４−クロルフエノキシ酪酸エチル）、ブタクロー
ル（２−クロル−2′−6′ジエチル−Ｎ（ブトキシ
メチル）アセトアミリド）、ペンタゾン（３−イ
ソプロピル−２−１，３−ベンゾ−チアジアジノ
ン−(4)−２，２−ジオキシイド）、ブタミホス
（Ｏ−エチル−Ｏ−（３−メチル−６ニトロフエニ
ル）sec−ブチルホスホロアミドチオエート）オ
キサジアゾン（５−terブチル−３−（２，４−ジ
クロル−５−イソプロポキシフエニル）−１，３，
４−オキサジアゾリン−２オン）などがあり、殺
菌剤として、イソプロチオラン（ジイソプロピル
−１，３，−ジチオラン−２−イリデン−マロネ
ート）、エクロメゾール（５−エトキシ−３トリ
クロルメチル−１，２，４−チアジアゾール）、
チウラン（ビス（ジメチルチオカルバモイル）ジ
スルフイド）プロベナゾール（３−アリルオキシ
−１，２−ベンゾイソチアゾール−１，1′−ジオ
キシド）ホスダイフエン（０−エチル−０，０−
ジ（２，４−ジクロルフエニル）ホスフエート）
などがある。 なお、カプセル化しようとする疎水性芯物質が
常温で固体であるならば、該芯物質を溶剤で溶解
してカプセル化することができる。また芯物質同
志が反応などしなければ混合物にしてカプセル化
することも可能である。 実施例 以下実施例でもつて本発明を説明する。なお本
発明はこれら実施例のみに限定されるものではな
い。 実施例 １ マイクロカプセル化は以下の手順で、後記参考
例で調製した水溶性高分子を用いて、種々のカプ
セル膜材と種々の疎水性カプセル芯物質を組合せ
てカプセル化を行つた。 １の邪魔板付反応釜に、参考例で調製した水
溶性高分子を所定量溶解した水溶液500ｇ仕込み、
これに疎水性芯物質と油溶性の膜形成物の混合物
である疎水性液体を回転数500rpmで５分間撹拌
して分散させる。次に回転数を200rpmにし、水
溶性の膜形成物質の水溶液50ｇを滴下して、液滴
の界面に高分子膜を生成せしめてマイクロカプセ
ルを得る。（反応温度は40〜70℃の間で、時間は
３時間でカプセル化終了した。）最後にHC1にて
カプセル分散体を中和する。 カプセルの粒径及び粒径分布はコールターカウ
ンターで測定した。粒径は算術平均値で、また、
粒径分布は対数標準偏差値で表わした。カプセル
化率は、所定量のカプセル分散体を精秤し、次い
でカプセル粒子を分離して、分散媒（水）中の疎
水性芯物質を定量して求めた。 実施例１〜12と比較例１〜３を表２に示した。

【表】

【表】

【表】 以上のように、実施例１〜11ではいずれも、カ
プセル化率が99％以上で、粒子径分布は対数標準
偏差で1.4以下（平均粒径から±5μの間に約80％
以上の粒子が含まれる）であつた。一方比較例１
〜３においてはカプセル化率も悪く、また粒径分
布も対数標準偏差値が1.6以上（平均粒径から±
15μの間に約50％以下の粒子が含まれる）であつ
た。また、これら、得られたカプセル粒子の断面
を走査型電子顕微鏡で観察した所、実施例１〜３
と比較例１〜３とでは実施例１〜12のカプセルの
膜厚の方が約５倍以上厚くなつていた。 参考例 １〜11 （水溶性高分子の合成） 冷却管、温度計付で、500mlの反応釜に、メチ
ルアルコール270ｇ、水30ｇを仕込み、次いで、
モノマー混合物であるジメチルアクリルアミド70
ｇ、メチルアクリレート25ｇ、スチレンスルホン
酸ソーダ５ｇを溶解し、反応釜内を窒素ガスにて
約30分間置換する。その後、重合開始剤としてア
ゾビスブチルニトリル0.1ｇを10ｇのメチルアル
コールに溶解した溶液を滴下ロートにて反応系に
加え、反応温度60℃にて５時間反応させる。 反応終了後、粘調な内容物を大過剰のエチルエ
ーテル中に投入し、重合物を沈澱させる。ろ過乾
燥してカプセル化に供する。得られたポリマーの
極限粘度〔η〕（0.25N−NaNO₃水溶液、25℃）
は1.43であつた。 以下各種のモノマー組成の水溶性高分子を上記
の合成方法で調製した。得られた水溶性高分子の
組成と極限粘度を表１に示す。

【表】

【表】 次に実施例で得られたカプセルについての薬剤
の土壤残留性試験、急性毒性試験を行つて、その
効果を調べた。 試験例 １ 実施例１、２、４、比較例１、２で得られたカ
プセル分散体について、農薬有効成分（ダイアジ
ノン）の土壌残留性試験の圃場試験を行つた。す
なわちカプセル分散体をダイアジノン1000ppmの
散布液に調製し、畑土壌に有効成分量で10a当り
900ｇ散布し、その後深さ10cmに混層した。処理
後所定日数毎に土中の薬剤量を測定した。

【表】 試験例 ２ 実施例１、２、４及び比較例１、２のカプセル
分散体について、急性毒性試験を行つた。 供試動物としてはSTD−ddy系雄マウス及び
STD−Wister系雄ラツト５週令で、検体そのま
まを経口投与した。

【表】

〔発明の効果〕

本発明で得られるマイクロカプセルは、従来の
ものより各種疎水性芯物質カプセル化率が高く、
かつカプセルの膜が厚いためカプセル内に芯物質
を長期間安定に保持できるなどの利点を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記一般式(1)で示されるモノマーユニツトを
   含有する単独重合体および／または共重合体であ
   る水溶性高分子を溶解した水溶液中に油溶性膜形
   成物質としての多価イソシアネートおよび／また
   は多価カルボン酸クロライドおよび／または多価
   スルホン酸クロライドと疎水性芯物質との混合物
   を分散させた後、水溶性膜形成物質としての多価
   アミンおよび／または多価ヒドロキシ化合物の水
   溶液を添加して、界面反応を行わせ、生成した高
   分子膜で該疎水性芯物質を包被することを特徴と
   するマイクロカプセルの製造法。 （式中、R₁は水素原子又はメチル基を示しR₂、
   R₃は炭素数１〜８個のアルキル基を示す。）