JPH08508274A - 被覆された微粒子凝集体 - Google Patents
被覆された微粒子凝集体Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、被覆された生物学的に活性な微粒子の凝集体、このような凝集体の製造方法、並びに持効性製剤に関するものである。
Description
【発明の詳細な説明】
被覆された微粒子凝集体
本発明は、被覆された生物学的に活性な微粒子の凝集体、このような凝集体の
製造方法、並びに持効性(sustained release)製剤におけるこれらの凝集体の
使用方法に関するものである。
カプセル化技術は、例えば、アメリカ合衆国特許第4938797号明細書に
公知であり且つ記載されている。固体粒子に活性物質を被覆するために知られて
いる方法は、多くの不利益を受ける:粒子物質の不規則な形状に起因して、被覆
は通常不完全であり、且つ使用者は活性物質との皮膚接触の危険を負う。更に、
非線形放出及び/又は不完全放出の問題は、残留する活性物質に起因する環境破
壊、並びに予期せぬ効能度合を包含する。
ミクロカプセル化農薬は、刊行されたPCT出願WO91/04661号に記
載されている。プレポリマーの硬化によるミクロカプセル化は、単一工程又は繰
り返し工程で行われてよい。新たな硬化剤及び/又はプレポリマーを添加するこ
とにより、繰り返し工程は同一反応混合物中で行われるので、ポリマー層は単一
被膜である均質な被膜を形成する。活性成分の放出速度は当初から速いが、しか
し、初期の急増後に低下する。
ヨーロッパ特許願第0079668A1号明細書には、固体コアの殺有害生物
剤からなり、前記コアはこの場合、ジエンの群から選択された特定の被膜及び不
飽和脂肪酸基からなる少なくとも一つの層で被覆されている粒子が記載されてい
る。各層の被膜の厚さが増加している複数層の使用も記載されているが、しかし
、各層の間に不連続相境界は全く形成されていない。
アメリカ合衆国特許第3,041,289号明細書には、カプセルのうち微小
カプセル化クラスターが記載されている。被覆層が変化するpH条件の下で付着
する、カプセル化クラスターを製造するため、コアセルベーション法を使用する
。ミクロ−エマルジョンを使用する多成分系を提供する。
さらに、低速攪拌を使用する微粒子の被覆は、微粒子がポリマー被覆により共
に接着する凝集体の形成を生じることは公知である。これらの凝集体は完全な被
覆が達成できないことによる所望でない放出性を示す。
生物学的な活性物質のための一層効果的で且つ予期し得る持効性デリバリーシ
ステムに関する要求が存在する。粒状の殺有害生物剤配送系の放出特性が、強い
初期の突然の放出と続く活性物質の放出速度の徐々の減少とからなる傾向を示す
特別な要求が、農業において見出される。一定の放出速度は、時間と放出される
活性物質の量との間の比例関係により、グラフで図示することができる。
驚くべきことに、非常に改良された活性物質の持続的放出速度は、特に微粒子
状の生物学的な活性物質の凝集体であって、上記微粒子は重合性物質により被覆
され及び上記凝集体はそれ自体同じ重合性材料により被覆されている被覆粒子の
クラスターにより形成されているものを用いて得ることができることが今や見出
された。粒子とそれらの被覆層との間、個々の被覆層の間及びクラスターを取り
巻く外皮層と粒子皮膜との間に不連続な相境界が存在する。このようにして、従
来技術に見られる高い初期放出速度を抑えることができることが見出された。こ
の事は、特に、活性物質が殺有害生物剤である場合に有用である。更に、取り扱
い上の安全性が改良され、且つ被覆物質の減少された量が達成され、そして有効
な完全被覆が行われる。
したがって、本発明の一つの目的は、
I.
i)各々の微粒子が少なくとも1つのポリマーの不連続層により部分的に又は完
全に被覆されている、少なくとも2つの緊密に会合した微粒子;及び
ii)緊密に会合した微粒子の凝集体を形成するため被覆された微粒子を包む、同
じポリマーの外側の不連続被覆層の少なくとも1つ;あるいは
II.
i)各々の微粒子が少なくとも1つのポリマーの層によ
り部分的に又は完全に被覆されている、少なくとも2つの緊密に会合した微粒子
のクラスターであって、該クラスターを形成するため微粒子がポリマーにより共
に接着しているもの;ならびに
ii)不連続な凝集体を形成するため上記クラスターを包む、同じポリマーの外側
の不連続被覆層の少なくとも1つ;
からなるカプセル化された生物学的に活性な固体微粒子凝集体であって、上記I
及びIIのタイプにおいては、相間境界は、粒子と第一被覆層との間、個々の被覆
相の間、及び外側の凝集外被層と外側から第二被覆層(penultimate coating la
yer)の間に形成され、そして凝集体の内側と外側のポリマー被覆の総量は、平
均凝集体重量の40%を超えない凝集体を提供することにある。
本発明による凝集体は数千までの微粒子よりなる。1000個までの微粒子の
凝集体が好ましく、より好ましくは凝集体は300個までの微粒子を含む。
メジアン(median)微粒子径は、3ないし2000μm、好ましくは5ないし
100μm、より好ましくは10ないし30μmの間である
微粒子及び凝集体それ自体を取り巻く被覆材料の重量は、凝集体重量の好まし
くは5ないし40%、より好ましくは5ないし30%、そして特に好ましくは1
0ないし20%である。
本発明の凝集体は不連続な単一又は多重に被覆された
微粒子、好ましくは単一被覆された微粒子のクラスターからなる。それぞれの凝
集体はそれ自体単一又は多重被覆することができるが、単一のポリマー被覆層が
好ましい。
本発明のタイプIの凝集体を図1で説明する。
図1において、領域1は微粒子状の活性物質を示し、領域2及び4は相間境界
を示し、そして領域3は第一の被覆層を示し、そして領域5は凝集体を形成する
ための被覆された粒子を包む連続層を示す。領域2は粒子と第一被覆層(3)間
の相間境界を示し、そして領域4は上記被覆層(3)と外側の連続層(5)間の
相間境界を示す。
各被覆層間の不連続な相境界は、公知の表面分析法、例えば電子顕微鏡によっ
て同定することができる。
活性物質は、被覆粒子混合物の少なくとも60重量%、好ましくは60ないし
95重量%、そしてより好ましくは70ないし95重量%を示す。最も好ましい
ものは、活性物質が80ないし90重量%のものである。
生物学的な活性物質は、好ましくは殺有害生物剤又は殺有害生物剤混合物であ
り、その結果、殺有害生物剤又は殺有害生物剤混合物は室温で固体で且つ水に実
質的に不溶性である。活性物質の融点は25℃より高いことが好ましい。以下に
記載されるように粒子状活性物質は被覆工程において固体で残り、すなわち、活
性物質は被覆された微粒子の製造中に溶融しない。
用語殺有害生物剤は、除草剤,殺虫剤,ダニ駆除剤,線虫駆除剤,外部寄生虫
駆除剤及び殺菌剤を表わすものと理解されたい。本発明を実施する際に殺有害生
物剤が属してよい化合物群の例は、尿素,トリアジン,トリアゾール,カルバメ
ート,リン酸エステル,ジニトロアニリン,モルホリン,アシルアラニン,ピレ
スロイド,ベンジル酸エステル及び多環状ハロゲン化炭化水素である。
本発明の被覆方法のために適する殺有害生物剤の特別な例を下記に示す〔殺有
害生物剤マニュアル(The Pesticide Manual),第9版,イギリス穀物保護協会
(British Crop Protection Council)に由来する慣用名〕。尿素
クロルブロムロン(Chlorbromuron),クロロクロン(Chloroxuron),クロロ
トルロン(Chlorotoluron),フルオメツロン(Fluometuron),チアザフルロン
(Thiazafluron)及びトリアスルフロン(Triasulfuron)。ハロアセトアニリド
ジメタクロル(Dimethachlor),アラクロル(Alachlor),プロパクロル(Pr
opachlor)。s−トリアジン
アトラジン(Atrazine),プロパジン(Propazine),ターブチラジン(Terbu
thylazine),アメトリン(Ametryn),アジプロトリン(Aziprotryne),シロ
マジン(Cyromazine)。トリアゾール誘導体
エタコナゾール(Etaconazole),1−[2−(2,4−ジクロロフェニル)
ペント−1−イル]−1H−1,2,4−トリアゾール,トリアジメフォン(Tr
iadimefon),ジフェノコナゾール(Difenoconazole)。カルバメート
ジオキサカルブ(Dioxacarb),アルジカルブ(Aldicarb),ベノミル(Benom
yl)。リン酸エステル
メチダチオン(Methidathion),アニロフォス(Anilofos),アジンホスメチ
ル(Azinphos methyl),フェナミホス(Fenamiphos),アザメチホス(Azameth
iphos)。ジニトロアニリン
ベンフルラリン(Benfluralin),ペンジメタリン(Pendimethalin),ブトラ
リン(Butralin),フルクロラリン(Fluchloralin)。アシルアラニン
メタラキシル(Metalaxyl),フルララキシル(Fluralaxyl),ベンゾイルプ
ロプエチル(Benzoylprop ethyl),フラムプロプメチル(Flamprop methyl)。ピレスロイド
サイパーメトリン(Cypermethrin),レスメトリン(Resmethrin),テトラメ
トリン(Tetramethrin)。ベンジル酸エステル
ブロモプロピレート(Bromopropylate),クロロベンジレート(Chlorobenzil
ate),クロロプロピレート(Chlor
opropylate)。その他
ブロモキシニル(Bromoxynil),イオキシニル(Ioxynil),オキサジアゾン
(Oxadiazon),ジコフォール(Dicofol),フェノキシカルブ(Fenoxycarb)。
好ましい殺有害生物剤は、クロロトルロン(Chlorotoluron)又はアトラジン
(Atrazin)である。
粒子状活性物質を取り巻く各々の不連続な被覆された層は、同一のポリマー状
物質から形成される。適するポリマーは、従来技術において良く知られている。
本発明を実施する際に適するポリマー状物質は、例えば、アルデヒドとフェノー
ル,尿素又はメラミンから誘導される構造的に架橋されたポリマーであってよい
。例としては、フェノール/ホルムアルデヒド樹脂,尿素/ホルムアルデヒド樹
脂及びメラミン/ホルムアルデヒド樹脂が挙げられる。
好ましいポリマー被覆層は、生物分解性のポリマー被覆層、例えば、メラミン
−ホルムアルデヒドポリマー,尿素−ホルムアルデヒドポリマー,ポリ尿素,ポ
リアルキルグリコール,ポリラクチド,ポリグリコリド(polyglycolide),天
然ポリマー及び少なくとも2種の前記ポリマーの混合物である。メラミン/ホル
ムアルデヒドが最も好ましい。メラミン対ホルムアルデヒドのモル比は、1:2
及び1:8の間であってよく、そして好ましくは1:3ないし1:5である。
本発明の他の目的は、
ポリマー又はポリマー形成性先駆物質の水性の懸濁液,乳化液又は溶液Aを形成
し、前記懸濁液,乳化液又は溶液を粉末状活性物質と配合し、そして
ai)高速で懸濁液,乳化液又は溶液Aを攪拌しそして、微粒子表面に部分的に
又は完全にポリマー又はポリマー先駆物質を沈澱させ、且つポリマー先駆物質を
重合させ、
aii)被覆された微粒子の懸濁液を単離し、及び
aiii)低速攪拌下で、水性の懸濁液、乳化液又は溶液A中に前記被覆された粒
子を分散させて凝集体を形成するか、あるいは
bi)低速にて懸濁液,乳化液又は溶液Aを攪拌してクラスターを形成し、
bii)被覆されたクラスターの懸濁液を単離し、及び
biii)高速攪拌下で、水性の懸濁液、乳化液又は溶液A中に前記被覆されたク
ラスターを分散させて凝集体を形成し、
c)所望ならば、工程aiii)又はbiii)の後に工程bii)及びbiii)を繰り
返し、
d)被覆された凝集体を単離することによる、
被覆された微粒子凝集体の製造方法である。
図1は変法a)により製造される凝集体を示す。
沈澱操作は、通常、本方法で使用されるポリマー又はポリマー先駆物質の性質
に依存する。ポリマー及び/又
は先駆物質が溶剤に溶解される場合には、例えば、溶媒の少なくとも一部を除く
か又は先駆物質のポリマーに対する非溶剤を添加することにより、沈澱が生じる
。沈澱は、例えば、水性の懸濁液,乳化液又は溶液を酸性化することによりpH
値を変化させる際にも生じ得る。ポリマーの沈澱は、先駆物質の懸濁液,乳化液
又は溶液に共反応体(co-reactant)を添加する際の界面重合によっても生じ得
る。
粉末状の活性物質は、非晶性及び結晶性の形態を包含するものと理解されたい
。
通常、高速攪拌下の攪拌機の回転速度は、攪拌機の回転軸の最も遠い点で測定
して、代表的には3ないし16m/秒、好ましくは4ないし8m/秒である。低
速攪拌下の攪拌機の回転速度は、代表的には0.5ないし3m/秒、好ましくは
1ないし2m/秒である。
工程aii)、bii)及びd)における単離は、公知方法、例えば濾過,水分の
遠心分離又は蒸発によって行ってよい。工程d)後に、改良された表面の性質を
得るために被覆粒子を乾燥することは都合が良いであろう。
凝集体は、活性物質の混合物として被覆されてもよいし又は被覆後に混合され
てもよい。
毒性緩和剤(safener)は、被覆された凝集体混合物中に含まれてよく、そし
て活性物質と一緒に被覆され得るか又は被覆後に添加し得る。凝集体は被覆され
た緩和剤粒子及び生物学的に活性化な物質粒子によりなってもよ
い。被覆の前後に混合物中に他の添加剤、例えば、不活性充填剤,安定剤,顔料
,染料,餌及び忌避剤を含ませることが都合が良いであろう。
本発明の他の目的は、乾燥されていてよい(例えば、粉末状の形態であってよ
い)か、又は水性分散液の形態であってよい活性物質として不連続な被覆された
微粒子を含む組成物である。
被覆された微粒子状組成物は、使用前に容器中に貯蔵してよい。水溶性のバッ
グ又はカートン中に乾燥組成物を貯蔵することは都合が良いであろう。
本発明の別の目的は、植物又は動物の生息地に、本発明の凝集された微粒子状
活性物質又は活性物質の混合物からなる組成物の殺有害生物剤としての有効量及
び/又は栄養学的な有効量を施用することからなる、植物生長欠失(plant grow
th deficiencies)、植物又は動物における有害生物の攻撃,又は栄養分欠失土
壌(nutrient-deficient soil)を処理する方法である。
本発明の被覆され凝集された微粒子の他の用い得る用途は、水処理及び衛生学
に関してである。
本発明の微粒子凝集体の利点は、下記のとおりである:
a)被覆された微粒子凝集体からなる組成物は、活性物質(類)の一層一定な放
出速度を示す;
b)処理される単位面積当たりに必要な活性物質が減少する;
c)被覆前後に、活性物質(類)を混合し得る;
d)活性物質の効果が延長され得る;
e)毒物学上の危険の減少に関連して、使用者による取り扱いが、不完全に被覆
された粒子の取り扱いよりも安全である;
f)生物学的分解可能な被覆が農業的適用に使用できる。
g)残存製剤に由来する汚染及び廃棄物が避けられる;
h)貯蔵安定で且つ噴霧可能な分散物を調製し得る;
i)必要とされる被覆材料の量が減少される;及び
j)浸出が減少される。
下記実施例により、本発明をより詳細に説明する。活性物質の放出の測定は、
下記の如く行われる。
凝集化された微粒子状活性物質がカプセル壁を経由して拡散により放出され得
る取り扱い条件を提供するために、試験方法を“シンク条件(sink condition)
”下で行う。製剤を、活性成分の完全な放出が活性成分の溶解度10%の溶液中
の濃度を与えるような量で水性媒体1リットル中に分散させる。この分散液を、
カプセルに機械的応力を与えることなく穏やかに攪拌する。濾過した媒体試料を
一定の時間間隔で採取し、次いでHPLC又はGLCにより活性成分含有率を直
接分析する。
活性成分は水中に僅かに溶解するのみなので、水中における緩衝液と界面活性
剤溶液との混合物が放出媒体として使用されてよい。水に対する溶解度70pp
mのク
ロロトルロンのために使用される放出媒体は、例えば、希釈リン酸塩緩衝液pH
7中の3%トゥウィーン−20(TWEEN-20)溶液であってよい。トゥウィーン−
20〔アイシーアイ(ICI)社から市販されている〕は、20個のエチレンオキ
シド単位を有するソルビタンエステルからなる非イオン性界面活性剤である。製造例 例1:22重量%のカプセル化部分を示す公知の方法の説明
クロロトルロン12.5gを水50mlに分散させる。この分散液に、メタノ
ールを用いて部分的にエステル化されたメラミン(M)−ホルムアルデヒド(F
)プレポリマー(M:Fのモル比1:3)の50重量%水溶液15.5mlを添
加し、次いで低速攪拌機を使用して懸濁液を形成する。同一攪拌速度を保持しな
がら、懸濁液を60℃に加熱し、次いで2Nクエン酸7.0mlを添加する。懸
濁液を更に2時間攪拌し、室温に冷却し、次いで濾過する。フィルターケーキを
水50mlで洗浄し、次いで60℃で真空乾燥する。この結果、メジアン粒径2
ないし120μmをもつ凝集体の微細な白色粉末を得る。
メジアン粒径(MPD)は、サイラス グラニュロメーター(Cilas Granulom
eter)を使用してレーザー光回折によって測定する。実施例2:22重量%のカプセル化部分を示す本発明の 方法の説明
クロロトルロン12.5gを水50mlに分散させる。この分散液に、メタノ
ールを用いて部分的にエステル化されたメラミン(M)−ホルムアルデヒド(F
)プレポリマー(M:Fのモル比1:3)の50重量%水溶液10.5mlを添
加し、次いで高速溶解攪拌機を使用して懸濁液を形成する。同一攪拌速度を保持
しながら、懸濁液を60℃に加熱し、次いで2Nクエン酸7.0mlを添加する
。懸濁液を更に1時間攪拌し、室温に冷却し、次いで濾過する。次いで、フィル
ターケーキを、水50mlと50重量%M/F樹脂水溶液5mlとからなる溶液
に、低速攪拌しながら混合する。同一攪拌速度を保持しながら、懸濁液を60℃
に加熱し、次いで2Nクエン酸7.0mlを添加する。懸濁液を更に2時間攪拌
し、室温に冷却し、次いで濾過する。フィルターケーキを水50mlで洗浄し、
次いで60℃で真空乾燥する。この結果、メジアン粒径10ないし30μmの凝
集体の微細な白色粉末を得る。実施例3:30重量%のカプセル化部分を示す本発明の方法の説明
第二のカプセル化工程において50重量%M/F樹脂水溶液10.5mlを添
加すること以外は実施例2と同様にして、操作を行う。この結果、メジアン粒径
10ないし50μmの凝集体の微細な白色粉末を得る。使用例
上記実施例で調製された凝集体の放出特性は、それぞれ実施例1,2及び3に
相当するグラフ1,2及び3により、図2でグラフ的に図示される。図2のグラ
フは、時間に対してプロットされた活性成分の放出%を示す。
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(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AU,BB,BG,BR,BY,CA,
CN,CZ,FI,GE,HU,JP,KG,KP,K
R,KZ,LK,LV,MD,MG,MN,MW,NO
,NZ,PL,RO,RU,SD,SI,SK,TJ,
TT,UA,US,UZ,VN
(72)発明者 レーオンハルト,アンドレアス
ドイツ連邦共和国,79104 フライブルク
リヒャルト ヴァーグナーシュトラーセ
28
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.I. i)各々の微粒子が少なくとも1つのポリマーの不連続な(discrete)層により 部分的に又は完全に被覆されている、少なくとも2つの緊密に会合した微粒子; 及び ii)緊密に会合した微粒子の凝集体を形成するため被覆された微粒子を包む、同 じポリマーの外側の不連続な被覆層の少なくとも1つ;あるいは II. i)各々の微粒子が少なくとも1つのポリマーの層により部分的に又は完全に被 覆されている、少なくとも2つの緊密に会合した微粒子のクラスターであって、 該クラスターを形成するため微粒子がポリマーにより共に接着しているもの;な らびに ii)不連続な凝集体を形成するため上記クラスターを包む、同じポリマーの外側 の不連続な被覆層の少なくとも1つ; からなるカプセル化された生物学的に活性な固体微粒子凝集体であって、上記I 及びIIのタイプにおいては、相間境界は、各々の粒子と第一層との間、個々の被 覆相の間、及び外側の凝集外被層と外側から第二被覆層(penultimate coating layer)の間に形成され、そして凝集体の内側と外側のポリマー被覆の総量は、 平均凝集体重量の40%を超えない凝集体。 2.メジアン(median)粒径が3ないし2000μmであ る請求項1記載の凝集体。 3.微粒子及び凝集体自体を取り巻く被覆材料の重量が凝集体重量の5ないし4 0%である請求項1記載の凝集体。 4.おのおのの凝集体が被覆された微粒子の単一又は二重に被覆されたクラスタ ーである請求項1記載の凝集体。 5.活性物質が被覆された凝集体の60ないし95重量%を示す請求項1記載の 凝集体。 6.生物学的な活性物質が殺有害生物剤又は殺有害生物剤混合物であり、その結 果、殺有害生物剤又は殺有害生物剤混合物は室温で固体で且つ水に実質的に不溶 性である請求項1記載の凝集体。 7.活性物質が除草剤,殺虫剤,ダニ駆除剤,線虫駆除剤,外部寄生虫駆除剤又 は殺菌剤である請求項6記載の凝集体。 8.活性物質がクロロトルロン(Chlorotoluron),アトラジン(Atrazin)であ る請求項6記載の凝集体。 9.ポリマー被覆層がメラミン−ホルムアルデヒドポリマー,尿素−ホルムアル デヒドポリマー,ポリ尿素,ポリアルキルグリコール,ポリラクチド,ポリグリ コリド(polyglycolide),天然ポリマー又は少なくとも2種の前記ポリマーの 混合物である請求項1記載の凝集体。 10.ポリマー又はポリマー形成性先駆物質の水性の懸濁液,乳化液又は溶液A を形成し、前記懸濁液,乳化液 又は溶液を粉末状活性物質と配合し、そして ai)高速で懸濁液,乳化液又は溶液Aを攪拌しそして、微粒子表面に部分的に 又は全体にポリマー又はポリマー先駆物質を沈澱させ、且つポリマー先駆物質を 重合させ、 aii)被覆された微粒子の懸濁液を単離し、及び aiii)低速攪拌下で、水性の懸濁液、乳化液又は溶液A中に前記被覆された粒 子を分散させて凝集体を形成するか、あるいは bi)低速にて懸濁液,乳化液又は溶液Aを攪拌してクラスターを形成し、 bii)被覆されたクラスターの懸濁液を単離し、及び biii)高速攪拌下で、水性の懸濁液、乳化液又は溶液A中に前記被覆されたク ラスターを分散させて凝集体を形成し、 c)所望ならば、工程aiii)又はbiii)の後に工程bii)及びbiii)を繰り 返し、 d)被覆された凝集体を単離することによる、 請求項1に記載の被覆された微粒子凝集体の製造方法。 11.乾燥物であるか又は水性分散液の形態である請求項1記載の不連続な被覆 された微粒子凝集体を含む組成物。 12・植物又は動物の生育地に、凝集化した粒子状活性物質又は活性物質の混合 物からなる組成物の殺有害生物 剤としての有効量及び/又は栄養学的な有効量を施用することからなる、植物生 長欠失、植物又は動物における有害生物の攻撃、又は栄養分欠失土壌を処理する 方法。
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