JPH0576749A - カプセル体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、尿素樹脂又はメラミン樹脂のプレ
ポリマーの水溶液中に疎水性物質を分散させ、該疎水性
物質の周囲に尿素樹脂又はメラミン樹脂の壁膜を形成さ
せるカプセル体の製造法において、第１の攪拌槽で系内
の上記プレポリマーの尿素樹脂又はメラミン樹脂への転
換率が特定範囲に至るまで樹脂化反応を行い、次いで生
成したスラリーを第２の攪拌槽に移し、更に樹脂化反応
を継続することを特徴とするカプセル体の製造法であ
る。 【効果】 本発明で得られる疎水性物質のカプセル体
は、粒径分布幅の狭い均一な微細粒子状である。また本
発明は、攪拌槽のスケールの除去が容易であるため、生
産性が高い製造法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、尿素樹脂又はメラミン
樹脂を壁膜とし、疎水性物質を芯材としたカプセル体の
製造法に関するもので、特に粒度分布幅の狭い微粒子状
のカプセル体を効率よく製造でき、かつ攪拌槽のスケー
ルの除去が容易な製造法を提供するものである。本発明
によれば、例えば取扱いが困難な過酸化物や反応性の高
い接着剤を微粒子状にカプセル化することが商業的に容
易になり、特にマイクロカプセル型接着剤の製造に適し
たものである。

【０００２】

【従来の技術】尿素樹脂又はメラミン樹脂のプレポリマ
ーを用いて疎水性物質をカプセル化する方法は公知であ
り、得られたカプセル体は感圧記録紙用途等で広く採用
されてきた。

【０００３】しかしながら、このカプセル化反応は、一
基の攪拌槽で連続して行われるため、反応中、攪拌様式
を変更し難く、粒度分布幅の狭い均一な微粒子の生産が
困難であり、かつ長時間の継続した反応の結果、壁面の
スケール付着量は膨大でかつ容易に剥離できない程度に
まで強靱となり、更に該スケールから剥離した粗粒子が
製品内に混入し、品質を低下させるという問題があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、疎水性物質を芯材とし尿素樹脂又はメラミン樹脂
で被覆されたカプセル体を通常の方法で製造する場合に
は、粒度分布幅が広く不均一な粒径のカプセル体ができ
ること、並びに製造時に攪拌槽に多量のスケールが付着
しかつ容易に剥離し得ない程強靱になることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、尿素樹脂又は
メラミン樹脂のプレポリマー（以下「アミノプラストプ
レポリマー」と称する。）の水溶液中に疎水性物質を分
散させ、該疎水性物質の周囲に尿素樹脂又はメラミン樹
脂（以下「アミノプラスト樹脂」と称する。）の壁膜を
形成させるカプセル体の製造法において、第１の攪拌槽
で系内のアミノプラストプレポリマーのアミノプラスト
樹脂への転換率が２〜６０重量％に至るまで樹脂化反応
を行い、次いで生成したスラリーを第２の攪拌槽に移
し、該転換率が１０重量％以上増加するまで、更に樹脂
化反応を継続することを特徴とするカプセル体の製造法
である。

【０００６】本発明で芯材として用いる疎水性物質とし
ては、次のようなものがある。常温で液状のものとして
は、アルキルナフタリン、塩素化パラフィン、大豆油又
は香料油等；アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、アジピン酸エステル又はリン酸エステル等のエステ
ル類；脂肪族又は芳香族のアミン化合物或いはポリイソ
シアネート等が挙げられる。また常温で固体状のものと
しては、有機過酸化物、過酸化鉛、アミン類、エポキシ
樹脂、磁性粉、顔料又は微粉末状の医薬品等が挙げられ
る。

【０００７】本発明のカプセル体の代表的製造法は、次
の段階的諸工程及び技術的要素から構成されている。 （１）アミノプラストプレポリマーの合成 本発明で使用されるアミノプラストプレポリマー水溶液
は、常法によって調製できるが、その一例を説明する
と、次の通りである。尿素樹脂の場合には、ホルムアル
デヒドの尿素に対するモル比を１．０〜２．５にし、一
方メラミン樹脂の場合はホルムアルデヒドのメラミンに
対する比を２．５〜７にして、両者を水溶液となし回転
機を付帯する容器に仕込み、ｐＨ７．５〜９、６０〜８
０℃にて、１〜３時間反応させて、透明な水溶液状をな
す目的のプレポリマーを得ることができる。

【０００８】この際、尿素又はメラミンの一部を相互に
代替することが可能であり、更に３０重量％以下程度を
他の縮合反応をなす化合物、例えばグアナミジン或いは
ｐ−トルエンスルホンアミド等で置き換えることによ
り、壁膜の耐水性を改良することができる。また反応系
のｐＨを高めるために、苛性ソーダ水溶液、アンモニア
水又はトリエタノールアミン等を使用できるが、副反応
を制御し易い点から、トリエタノールアミンの使用が好
ましい。

【０００９】（２）第１の攪拌槽内でのカプセル化工程 例えばホモジナイザー又はホモミキサーのような疎水性
物質の分散に適した攪拌機を付帯するステンレス製又は
グラスライニングが施された攪拌槽にアミノプラストプ
レポリマー水溶液を仕込み、１０００〜１２０００ｒｐ
ｍの高速で攪拌を行い、ｐＨを１．５〜５に低下させ
る。なお上記攪拌数は、通常の３リットルから１m³の容
量の攪拌槽においての好ましい値であり、槽の容量が更
に大きくなるとそれに応じて攪拌数を低下させる必要が
ある。次に、該攪拌槽に微粉末状又は液状の疎水性物質
を仕込み、攪拌下にカプセル化反応を開始させる。

【００１０】第１の攪拌槽内でのカプセル化工程では、
高速攪拌下で疎水性物質を分散しつつカプセル化反応を
行うことが好ましく、これにより疎水性物質が微粒子状
に分散され、カプセル化が始まる。

【００１１】疎水性物質を仕込む際には、水溶液中のア
ミノプラストプレポリマーの一部を縮合させて、アミノ
プラスト樹脂を系中に若干量生成せしめてから、疎水性
物質を投入して分散させる方が、該樹脂の生成開始前に
分散させるよりも、稠密な壁膜を形成し易く好ましい。
水不溶性のアミノプラスト樹脂の生成は、反応系の白濁
化により確認できる。更にこれを濾過することで生成量
及びアミノプラストプレポリマーの転換率を推定するこ
とができる。

【００１２】疎水性物質の仕込みがなされる前のアミノ
プラスト樹脂の存在量は極少量であればよいが、当該疎
水性物質の仕込量を１００重量部とすると、０．１〜２
０重量部が好ましい。該樹脂が存在しない状態ないし
０．１重量部未満で系に疎水性物質を投入すると、疎水
性物質間で凝集が起こり、液面上に空気を巻き込んだ状
態で浮遊するか又は塊状に凝集し、均一なカプセル化反
応が不可能となる恐れがある。更に従って該樹脂は疎水
性物質を投入する前に水性媒体中に存在していることが
好ましい。一方２０重量部を超える多量のアミノプラス
ト樹脂の存在下で疎水性物質を投入した場合は、芯物質
を含まないカプセル体が生成し易く、且つコストの上昇
をきたし好ましくない。

【００１３】アミノプラストプレポリマーに対する疎水
性物質の仕込み割合は、固形分換算で１００重量部のア
ミノプラストプレポリマーに対して、疎水性物質１０〜
２００重量部が好ましい。２００重量部を超えるとでき
たカプセル体の壁膜の強度が低く、また１０重量部未満
では、壁膜が厚過ぎると共に生産性が悪く、いずれも好
ましくない。

【００１４】一方、カプセル化反応時の系内のアミノプ
ラストプレポリマーの濃度は２〜４０重量％、芯材とな
る疎水性物質の系内における平均濃度は１〜４０重量％
が好ましい。上記各下限値未満では、カプセル体の収量
が低下し、他方各上限値を超える時には、反応中のスラ
リー粘度が増大し、攪拌が困難となり、各々好ましくな
い。

【００１５】ｐＨを低下させるには、１Ｎ程度の塩酸又
は硫酸或いは１０〜３０重量％のクエン酸水溶液を用い
ることができる。また粉末状の疎水性物質を仕込む場合
には、同時にこれらの軟化剤又は可溶剤を少量仕込む
と、ホモジナイザー又はホモミキサーによる攪拌下にお
いて疎水性物質が微粒子状に系内で分散され易く好まし
い。この軟化剤又は可溶剤としては、例えばメタノール
等のような水溶性有機溶剤が挙げられる。

【００１６】次に疎水性物質のカプセル化反応について
説明する。アミノプラストプレポリマー水溶液に疎水性
物質を分散させた後、反応系の温度を３０〜６０℃に調
整して攪拌を続けると、アミノプラスト樹脂の壁膜が疎
水性物質の周囲に形成する。この条件で０．５〜１０時
間反応を行う。最初の仕込み時のアミノプラストプレポ
リマーを１００重量％とした場合の、系内のアミノプラ
ストプレポリマーからアミノプラスト樹脂への転換率
は、この工程で２〜６０重量％に至らしめることが必要
である。

【００１７】上記の転換率が２重量％に至らない場合に
は、生成するカプセル体は粗粒子状となり、また次の工
程である第２の攪拌槽内での反応中に、スケールが多量
に付着しかつ剥離し難くなる程強靱になり不適当であ
る。他方６０重量％を超える場合には、第１の攪拌槽内
のスラリー粘度が増大し、攪拌が困難になると共にスケ
ールの付着量が増大し、かつ剥離し難くなる程強靱にな
るため、やはり不適当である。

【００１８】（３）攪拌槽間の反応途中でのスラリーの
移送 各攪拌槽が反応温度付近で保たれている場合は、攪拌下
に瞬時にスラリーを移送することが好ましい。またスラ
リーを３０℃以下に冷却すると、移送時に数分間程度攪
拌を停止することができる。以上の方法を用いると、ス
ラリーの移送途中で、スラリーが増粘したり、又は凝固
することなく移送が可能である。

【００１９】（４）第２以降の攪拌槽内でのカプセル化
工程 例えば櫂型又はプロペラ型攪拌翼のような系全体を均一
に混合できる攪拌機を付帯するステンレス製又はグラス
ライニングが施された攪拌槽に上記方法に従い、スラリ
ーを移送し、８０〜６００ｒｐｍの低速にて攪拌を行
い、前述の酸類を使用して、ｐＨを１．５〜５に再調整
する。反応温度を３０〜６０℃に昇温し、この条件で更
に反応を継続する。

【００２０】第２の攪拌槽内でのカプセル化工程では、
低速攪拌下で系全体を均一に混合しながらカプセル化反
応を行うことが好ましく、これにより第１の攪拌槽内で
のカプセル化工程で得られたカプセル体を核として壁膜
が均一に成長する。

【００２１】この工程において、第１の攪拌槽で使用し
たようなホモジナイザー又はホモミキサーを用いて高速
攪拌を続けると、疎水性物質が更に細かく分散され、液
の粘度が上昇し、疎水性物質の微粒子のカプセル体が集
合して粗粒子状となるので好ましくない。本発明では、
２基以上の攪拌槽を用いるので、攪拌様式の変更が容易
である。

【００２２】反応は１〜３０時間継続させる。この反応
で系内のアミノプラストプレポリマーからアミノプラス
ト樹脂への転換率を１０重量％以上増加させることが必
要である。該転換率の増加が１０重量％未満の場合は、
カプセル体の収量が低下すると同時に、不均一な微粒子
を含むカプセル体が生成し易くなり不適当である。該転
換率が１０重量％以上になったら、アルカリ性物質を反
応系に添加して、ｐＨを７付近に調整することにより、
カプセル化反応を停止することができる。

【００２３】最終的なカプセル体の壁膜含有率は３０〜
９５重量％が好ましい。３０重量％未満では、カプセル
体の保管時の安定性が低下し、９５重量％を超えると使
用時においても低い圧力又は低い温度でカプセルが破壊
し難くかつカプセル体の製造効率が悪く、いずれも好ま
しくない。なお壁膜含有率は、芯材に対する溶解性が大
きい溶剤をカプセル体に加え、ソックスレーで長時間芯
材を抽出させ、残留不溶解分を測定することで求めるこ
とができる。

【００２４】（５）スラリー状カプセル体の洗浄、脱水
及び乾燥方法 上記で得たスラリーを遠心分離機で脱水し、純水及び／
又はメタノールを添加して、再度スラリー化し、再び脱
水することにより、固形分４０重量％以上のケーキ状の
カプセル体を得ることができる。更に流動乾燥機又は棚
段式乾燥機に通すことにより、微粉末状のカプセル体を
得ることができる。

【００２５】

【作用】本発明によると、攪拌槽に付着するスケール量
を減らすことができ、かつスケールそのものも柔らかい
状態を保つことができる。この理由は第１の攪拌槽で疎
水性物質の微粒子が形成され、第２の攪拌槽において
は、該微粒子を核として壁膜が均一な成長をするため、
スケール発生が防止され、また単一槽と違ってスケール
自体が緻密にならないためと推測される。また本発明で
は、粒径の分布幅が狭い均一なカプセル体が製造できる
が、上記と同じ理由によるものと推測される。

【００２６】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
更に詳しく説明する。なお各実施例及び比較例における
カプセル体の評価は次の方法で行った。 粒度分布：エタノール中にカプセル体を分散後、レー
ザー回折型粒度分布測定法にて、メジアン径、粒子径０
〜１０μｍの累積重量％及び粒子径１００μｍ以上の累
積重量％を各々測定した。 落錐感度試験：粉末状カプセル体に対して５ｋｇの鉄
製の重りを落として分解の痕跡が認められる高さを測定
した。

【００２７】実施例１ （アミノプラストプレポリマーの合成）プロペラ型攪拌
機を付帯し内面にグラスライニングを施した、５０リッ
トル内容積の攪拌槽に、３７重量％濃度のホルマリン水
溶液１７．５ｋｇ、尿素６．６ｋｇ及びトリエタノール
アミン８４ｇを仕込み、２００ｒｐｍの攪拌下、７０℃
にて２時間反応を行い、その後純水１８．１ｋｇを仕込
み、尿素−ホルムアルデヒド樹脂のアミノプラストプレ
ポリマー水溶液（プレポリマーの濃度３０．９重量％）
を得た。

【００２８】（第１の攪拌槽内でのカプセル化工程）５
５０Ｗの高粘度型ホモミキサーを付帯する１５リットル
内容積のステンレス製攪拌槽に、上記のプレポリマー水
溶液１０ｋｇを仕込み、８０００ｒｐｍの撹拌下、１Ｎ
硫酸水溶液２６０ｃｃを添加して、ｐＨを２．６とし、
かつ反応温度を４２℃にしたところ液に白濁が生じた。
１分後に、ベンゾイルパーオキサイドの微粉末（平均粒
径３０μｍ）２９０ｇとメタノール１．８ｋｇの分散液
を添加して、４４℃に昇温し５時間反応を維持し、その
後３０℃まで冷却した。アミノプラストプレポリマーの
不溶解樹脂への添加率は１５重量％であった。

【００２９】（第２の攪拌槽内でのカプセル化工程）櫂
型攪拌翼を付帯する１５リットル内容積のステンレス製
攪拌槽に、第１の攪拌槽から、５分間かけてスラリーを
全量移送した。次いで、４００ｒｐｍの攪拌下、４４℃
に昇温後、１８時間反応を続けた。その後、１Ｎ苛性ソ
ーダ水溶液でｐＨを７に調整し、反応を停止した。アミ
ノプラストプレポリマーの不溶解樹脂への転換率は、第
２の攪拌槽内でのカプセル化工程で５５重量％増加し
た。

【００３０】（スラリー状カプセル体の洗浄、脱水及び
乾燥）上記で得たスラリーを遠心分離機で脱水後、純水
２０リットルを加え再度スラリー化し、再度脱水し、次
にメタノール２．５ｋｇを加え、遠心分離機にかけ、固
形分６０重量％のケーキ状のカプセル体を得た。該ケー
キ状カプセル体を入口の熱風温度８０℃の流動乾燥機で
３０分間乾燥した結果、カプセル体微粉末を得た。

【００３１】（カプセル体の性能評価）得られたカプセ
ル体の評価を前述の方法で行い、その結果及び攪拌槽内
のスケールの発生状況を表１に記す。

【００３２】比較例１ 実施例１の第１の攪拌槽内でのカプセル化工程で生成し
たスラリーを、第２の攪拌槽に移送することなく、攪拌
翼を実施例１で使用した櫂型の攪拌翼に換えた以外は実
施例１と全く同じ条件で、実施例１の第２の攪拌槽内で
のカプセル化工程を第１の攪拌槽で行った。得られたス
ラリーを、実施例１と同様に洗浄、脱水及び乾燥を行っ
た。カプセル体の評価結果及び攪拌槽内のスケールの発
生状況を表１に記す。

【００３３】実施例２、３ 芯材となる疎水性物質を表１に記載したものに換えた以
外は実施例１と同じ条件でカプセル体を得た。カプセル
体の評価結果及び攪拌槽内のスケールの発生状況を表１
に記す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、粒度分布幅の狭い均一
な微細粒子状の、アミノプラスト樹脂を壁覆とする疎水
性物質のカプセル体を効率よく製造できる。また攪拌槽
のスケールの除去が容易であるため、生産性が高い製造
方法である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 尿素樹脂又はメラミン樹脂のプレポリマ
   ーの水溶液中に疎水性物質を分散させ、該疎水性物質の
   周囲に尿素樹脂又はメラミン樹脂の壁膜を形成させるカ
   プセル体の製造法において、第１の攪拌槽で系内の上記
   プレポリマーの尿素樹脂又はメラミン樹脂への転換率が
   ２〜６０重量％に至るまで樹脂化反応を行い、次いで生
   成したスラリーを第２の攪拌槽に移し、該転換率が１０
   重量％以上増加するまで、更に樹脂化反応を継続するこ
   とを特徴とするカプセル体の製造法。