JPS5825496B2 - マイクロカプセルノ セイホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水溶液系からの相分離法による公知のマイク
ロカプセル化法とは、著るしく異った着想に基く、改善
されたマイクロカプセルの製法に関する。

水溶性のポリマーをカプセルの壁膜材料として用い、芯
物質粒子の周囲に、例等かの手段で該ポリマーの濃厚相
を相分離させて、カプセル壁膜を形成するマイクロカプ
セル化法が知られている。

これらは下記４つのタイプに分類することができる。

その一つは、ポリカチオンコロイドとポリアニオンコロ
イドの二種の水溶液を混合した系をｐＨ調節すると、電
気的な相互作用を生じ相分離を起すのを利用する所謂コ
ンプレックス・コアセルベーション法（ｃｏｍｐｌｅｘ
ｃｏａｃｅｒｖａｔｉｏｎ ） ：他の一つは、水
溶性ポリマーの水溶液に、水と混和し得る該ポリマーに
対する電解質ではない非溶媒を添加すると、たとえば、
ゼラチン水溶液にエタノールを加えると、濃厚ポリマー
相が、最初、液滴の形で相分離する現象を利用する所謂
ンンプル・コアセルベーンコン法（ｓｉｍｐｌｅ ｃ
ｏａｃｅｒｖａｔｉｏｎ）；更に他の一つは、水溶液中
のポリマーがその構造によって、アルカリ側もしくは酸
性側のいずれかで溶解度を減じて析出するものがあるの
を利用し該水溶液系のｐＨを変化させることにより、系
中のポリマーを析出させ不溶化する方法、すなわち、ｐ
Ｈによるポリマー不溶化コアセルベーション法；及び他
の一つは、例えばゼラチン水溶液が硫酸ソーダによって
相分離を生ずるように、水溶性ポリマーの水溶液に電解
質塩類を加えた際に生ずる塩析様効果を利用して、コア
セルベーションを起させる所謂塩コアセルベーション法
（ｓａｌｔｃｏａｃｅｒｖａｔｉｏｎ ） である。

上記コンプレックス・コアセルベーンコン法では、形成
されたカプセル壁膜を例えばホルマリンにより水不溶化
しないと、マイクロカプセルを系から分離できない欠陥
があり、又、複雑且つコントロール困難なｐＨ調節操作
が要求される不利益があり、操作も長時間を要する。

又、希薄溶液でしか操作できず、生産性が悪いという欠
陥もある。

又、上記シンプル・コアセルベーション法では、芯物質
が水及び非溶媒（非電解質）の両者に不溶のものである
ことが要求される制約があり、更に、カプセルの粒径の
調節が困難であるという欠陥がある。

更に又、上記ｐＨによるポリマー不溶化コアセルベーン
ヨン法では、利用し得るポリマーの構造に制約がある不
利益に加えて、カプセル化速度が速すぎて、ｐＨ調節操
作を極めて注意深く且つ徐々に行わなけれ（コ゛ならな
いという煩雑且つ不利益な操作上の欠陥がある。

また、上記塩コアセルベーション法では、系中に可成り
な量の電解質塩類が存在するので、カプセル化したのち
に、形成された壁膜からの脱塩操作が要求される不利益
を伴うほかに、カプセルの粒径の調節が困難であり、且
つ屡々カプセルが凝集して凝塊物を形成してしまう欠陥
がある。

本発明者は、上述の如き従来法の不利益乃至欠陥を、操
作上有利に克服し、容易な操作で、粒径調節が容易で且
つ凝塊物形成のおそれがなく、コアセルベーション後壁
膜硬化手段やコアセルベーンコン後壁膜脱塩操作なども
不必要で、更には短縮された操作時間で、優れたマイク
ロカプセルを品質再現性良く安価に提供し得る方法を開
発すべく研究を進めた。

その結果、（ｂ）アルカリ土類金属イオン及び３価金属
イオンと金属結合を形成してゲル化する作用を有し且つ
壁膜形成能を有する親水性ゾルと、（ａ）アルカリ土類
金属イオン生成性水溶性化合物を含み、本来、水性媒質
液で化学的結合反応を生じて水性媒質不溶性金属塩を形
成する上記（ｂ）及び（ｄ）成分を含む水溶液系に、更
に、（ａ）多価金属イオンと金属結合を形成せず、他の
親水性ゾルとアルカリ土類金属イオンとの金属結合の形
成を抑制する作用を有し且つ壁膜形成能を有する親水性
ゾル及び（ｅ）アルカリ土類金属イオンとは金属結合を
形成しないか或は形成してもゲル化せず、３価金属イオ
ンと金属結合を形成してゲル化する作用を有し且つ壁膜
形成能を有する親水性ゾルを溶存する水性媒質系が、き
わめて安定な系を形成すること、及びこの系に疎水性芯
物質粒子の分散した安定な水中油型（本発明においては
水中疎水性芯物質型を指す）エマルジョンへ、３価金属
イオン生成性水溶性化合物（ｅ）を添加すると、前記諸
改善を達成して優れたマイクロカプセルが製造できるこ
とを発見した。

従って、本発明の目的は従来掃案と異ったタイプの方式
によって、前記諸改善の達成できるマイクロカプセルの
製法を提供するにある。

本発明の更に多くの他の目的及び利点は、以下の記載か
ら一層明らかとなるであろう。

本発明方法によれば、前記親水性ゾル（ｂ）と水溶性化
合物（ｄ）とのほかに、前記親水性ゾル（ａ）と（ｃ）
が共存した系に、疎水性芯物質粒子の分散した水中油型
エマルジョンを形成することによって、安定なエマルジ
ョンが得られるだけでなく、このエマルジョン系に３価
金属イオン生成水溶性化合物を添加した場合に、急激な
水性媒質不溶性金属塩の形成が適度に制御され、親水性
ゾル（ｂ）とアルカリ土類金属イオン生成性水溶性化合
物（ａ）の組み合わせ、及び親水性ゾル（ｃ）と３価金
属イオン生成性水溶性化合物（ｅ）との組み合わせ系で
は不可避の大塊状にゲル化した不溶性金属塩の形成が阻
止される。

この阻止機構の理論的詳細は未だ明らかではないが、上
記二系例の不溶性金属塩形成反応が相互に伺等かの作用
を及ぼし合って生ずるものと推測している。

このような適度に制御されたコアセルベーションが生ず
る結果、容易な操作で、既述の種種のタイプのマイクロ
カプセル化法の不利益及全欠陥を有利に克服して、優れ
たマイクロカプセルを品質再現性良く且つ安価に提供で
きる。

そして、従来公知のオリフィス法の如き装置及び操作で
は、本発明方法で得られるような微細なマイクロカプセ
ルは提供できない。

更に、単に相分離を調節するだけならば、従来の相分離
法に試みられた各種リン酸塩類、有機酸塩類などの安定
化剤を利用することによっても可能な筈であるが、これ
ら安定化剤は、本発明方法においては、利用し得る安定
化効果を示さないで、その利用は、操作時間の不都合な
延長や安定止剤除去のための付加的な処理の要求など、
屡々不利益を伴うだけである。

本発明方法において、水性媒質中に溶存せしめられる多
価金属イオンと金属結合を形成せず、他の親水性ゾルと
アルカリ土類金属イオンとの金属結合の形成を抑制する
作用を有し且つ壁膜形成能を有する親水性ゾル（ａ）と
しては、ゼラチン；ゼラチン誘導体、例えばゼラチンの
コハク酸、マレイン酸の如きジカルボン酸付加物等；ア
ラビヤゴム；メチルセルロース；ポリビニルアルコール
；澱粉；カルボキシル基を有しない澱粉誘導体例えば澱
粉のイソプロピル、エチル、ベンジルなどの如きアルキ
ルもしくはアリールアルキル誘導体；デキストリン；ヒ
ドロキシエチルセルロース；アルブミン等を挙げること
ができる。

これらは、一種でも或は複数種併用してでも利用できる
。

又、アルカリ土類金属イオン及び３価金属イオンと金属
結合を形成してゲル化する作用を有し且つ壁膜形成能を
有する親水性ゾル（ｂ）としては、アルギン酸ソーダ；
アルギン酸カリ；ポリアクリル酸；ポリアクリル酸Ｎａ
塩もしくはに塩；ポリアクリルアミド部分加水分解物塩
類、例えばＮａ塩やに塩；低ペクチン酸メトキン化物；
デキストラン及びその硫酸エステル；ミルクカゼイン：
ポリエチレンイミン等を挙げることができる。

これらも、一種又は複数種併用できる。

更に、アルカリ土類金属結合を形成しないか或は形成し
てもゲル化せず、３価金属イオンと金属結合を形成する
作用を有し且つ壁膜形成能を有する親水性ゾル（ｃ）の
具体例としては、カルボキシメチルセルロースＮａ塩又
はに塩；カルボキシエチルセルロース；カルボキシメチ
ルヒドロキシエチルセルロース；カルボキシメチル澱粉
；カルボキシエチル澱粉等のカルボキシル基を有する親
水性澱粉誘導体、及びポリビニルアルキルエーテル−無
マレイン酸共重合物のアンモニウム、Ｎａ１に塩等をあ
げることができる。

本発明方法に於て、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の親
水性ゾルと共に水性媒質中に溶存せしめられるアルカリ
土類金属イオン生成性水溶性化合物（ｄ）の例としては
、Ｍｇ＋＋、ＣＡ＋＋、Ｓｒ±＋、Ｂａ＋＋、等の２価
金属イオンを生成し得る水溶性化合物をあげることがで
きる。

水溶性の程度は適宜に選択でき、前記（ｂ）の親水性ゾ
ルに対して３価金属イオンと協同してゲル化作用を与え
る量の２価金属イオンを形成し得る程度に水溶性であれ
ば利用できる。

たとえば、１００ｇの水に対して約０．１ｇ（０°Ｃ）
程度以上の水溶性のものが利用できる。

これら水溶性化合物（ｄ）の具体例としては、 Ｃａ−１＋ 水酸化カルシウム、ハロゲン化カルシウ
ム（例えば塩化カルシウム）、硝酸カルシウム、クエン
酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、アジ
ピン酸カルシウム、 Ｍｇ＋＋ ハロゲン化マグネンウム（例えば塩化マグネ
シウム）、硝酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、
酢酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、サイクラミン酸
マグネシウム、アジピン酸マグネシウム、 Ｂａ±十 水酸化バリウム、ハロゲン化バリウム、（例
えば塩化バリウム）、硝酸バリウム、酢酸バリウム、 Ｓｒ＋十 水酸化ストロンチウム、ハロゲン化ストロン
チウム（例えば塩化ストロンチウム）、硝酸ストロンチ
ウム、 等をあげることができる。

本発明方法に於ては、以上説明したような親水性ゾル（
ａ）、（ｂ）及び（ｃ）と、上記の如き２価金属イオン
生成性水溶性化合物（ｄ）を溶存する水性媒体中に、疎
水性芯物質粒子の分散した水中油型エマルジョンを形成
する。

上記エマルジョンの形成は、種々の添加順序で行うこと
ができる。

例えば、親水性ゾル（ａ）の存在する系に、親水性ゾル
（ｂ）、（ｃ）及びアルカリ土類金属イオン生成性水溶
性化合物（ｄ）を任意の順序及び組み合わせで添加する
ことができる。

好ましくは、親水性ゾル（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を任
意の順序もしくは一緒に水性媒質中へ溶存させ、この系
へ疎水性芯物質を添加したのち又は疎水性芯物質と共に
、アルカリ土類金属イオン生成性水溶性化合物（ｄ）を
添加する。

これらの添加は撹拌条件下に行うのがよい。

水の量は、通常、親水性ゾル（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）
の合計重量に対して約５〜約２５倍量、好ましくは約１
０〜約２０倍量程度である。

又、親水性ゾル（ａ）、（ｂ）（ｃ）の量割合は、用い
るこれらゾルの種類、その組み合わせ、水中油型エマル
ジョン中のこれらゾルの所望濃度等によって適当に変更
されるが、通常、親水性ゾル（ａ）の１００重量部に対
し、親水性ゾル（ｂ）約５〜約２０重量部、 親水性ゾ
ル（ｃ）約５〜約２０重量部程度の量で用いられる。

又、アルカリ土類金属イオン生成性水溶性化合物（ｄ）
の使用量は、主として親水性ノ゛ル（ｂ）の使用量に応
じて適当に変更できる。

通常、金属イオンとして親水性ゾル（ｂ）１モル轟り、
約猶）約ロ４モルイオン程度、好ましくは届〜約１モル
・イオン程度である。

疎水性芯物質の使用量は、その種類、形成されたマイク
ロカプセルの用途、マイクロカプセル化の目的などによ
って適宜に選択できる。

通常、親水性ゾル（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の合計重量
に対して約８０〜約５００％、好ましくは約１００〜４
００％程度である。

上記水中油型エマルジョンの形成は、親水性ゾル（ａ）
の熱ゲル化を生じない任意の温度で行うことができ、室
温で行うのが普通であるが、望むならば適当な過熱温度
を採用してもよい。

又、芯物質が非常に揮発性の物質の場合には冷却条件を
採用することもできる。

疎水性芯物質としては、水中油型エマルジョン形成条件
下で液相をなす水と混和しない任意の物質が利用でき、
各種の医薬物質、香料、食品添加物、染料、農薬等をあ
げることができる。

本発明方法に於ては、上述のようにして形成された水中
油型エマルジョンに、３価金属イオン生成性水溶性化合
物（ｅ）を添加する。

添加は撹拌条件下に行うのが普通である。

添加は、分割添加又は連続的に徐々に添加するのがよい
が、望むならば、充分な撹拌条件下に一度に添加するこ
ともできる。

上記化合物（ｅ）は微粉固体状で添加することもできる
し、水溶液として添加することもできる。

３価金属イオン生成性水溶性化合物（ｅ）の添加量は、
主として親水性ゾル（ｃ）の使用量に応じて適当に変更
でき、通常、金属イオンとして親水性ゾル（ｅ）１モル
当り、約月で約１ｈモル・イオン程度、好ましくは約月
〜約１モル・イオン程度である。

上記３価金属イオンとしては、Ｆｅ十升、Ａ Ｉ ＋＋
＋をあげることができ、これらの具体例としては、塩化
アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、
ナトリウムアラムＡＩＮａ（５Ｏ４）２、カリウムアラ
ムＡＩＫ（ＳＯ２）２、アルミニウムアラム、塩化第二
鉄、などをあげることができる。

形成されたマイクロカプセルは、任意の液−固相分離手
段で容易に分離することができ、とくべつな手段を必要
としないが、望むならば噴霧乾燥手段を利用することも
できる。

本発明による利点を挙げれば次の様である。

１、本来水性媒質中で化学的結合反応を生じて水性媒質
に不溶性金属塩を形成すべき溶液系に安定な系を形成さ
し、この系を適当に制御しつつ崩すことによって達成で
きる事より、この系に使用する相分離誘起剤は少量で十
分その目的を達成する事が出来る。

２、安定な溶液系に使用する親水性ゾル及び多価金属イ
オン生成性水溶性化合物の総てを、食品添加物の範囲か
ら選択できる事から完全に除去する等の必要性がない。

３、金属結合を形成する作用を有する親水性ノ゛ル及び
多価金属イオン、並びに壁膜形成能を有する親水性ゾル
を複数種併用し、又、使用割合いを種々変える事によっ
て壁膜のホルマリン変性加工等によって水不溶化する事
なしに芯物質の放出機能を自由に調節する事が出来る。

４、壁膜剤及び多価金属イオン等のマイクロカプセル化
剤を食品添加物の中から選択する事が出来る事から広範
囲の応用目的に利用する事がで来る。

５、通常の水溶液からの相分離法によるマイクロカプセ
ル化方法では、最終的に壁膜の変性加工等によって水不
溶化する必要があるが本発明方法では、変性処理する事
なしに表面乾燥状として取り出す事ができる他変性剤に
よる芯物質とのトラブルや使用上の制約がなく煩雑な変
性剤の除去操作が不必要である。

６、多価金属イオンとの間に金属結合を形成する作用を
有する親水ゾルの種類使用量を適当に設計する事によっ
て任意の大きさに再現性良く造る事ができる。

７、 ｐＨコントロールや温度、濃度条件等の厳密な
調節が全く不要であり、又濃厚溶液からの操作が可能で
あって操作自体が容易で長時間を要しない事により工業
的規模で多品種の生産が可能である。

８、スプレードライニング等加熱によるドライアップの
操作をせずに乾燥さす事が出来る事から芯物質として揮
発性成分や熱変性をうけ易い物質を生のままの状態でマ
イクロカプセル化する事が出来る。

以下本発明による方法を更に具体的に説明する為に実施
例を示す。

実施例 １ 親水性ゾル（ａ）としてゼラチン１０ｇ（此処に使用す
るゼラチンは原料製法及びゼリー強度、凝固点、粘度等
電点等の品質を限定する必要はなく、酸処理からアルカ
リ処理ゼラチン迄使用する事が出来る外、１００ブルー
ム以下の低ゼリー強度から、３００ブル一ム以上の高ゼ
リー強度の範囲迄広く使用する事が出来る）及びアラビ
ヤゴム３．ＯＩを含む水溶性ポリマーゾール２００ｍ１
中に、疎水性芯物質として香料レモン油７０ｇを乳化分
散する。

一方、親水性ゾル（ｃ）としてカルボキシメチルセルロ
ース、ナトリウム１．５ｇ、親水性ゾル（ｂ）としてア
ルギン酸ソーダ０．５ｇを含む混合ポリマーゾルを作り
此れを前記香料乳化分散液に加えて、十二分に分散させ
る。

次に撹拌下、アルカリ土類金属イオン生成性水溶性化合
物として塩化カルシウムＩＩを少量の水に溶解さして、
前記乳化液に混合し分散さす。

此の時点では、アルギン酸カルシウムゼリーの生成は全
く見られなかった。

次いで、３価金属イオン生成性水溶性化合物として硫酸
アルミニウム（１６〜１８水塩）３ｇを少量の水（５０
ｍｌ）に溶解し、その月量宛を前記乳化混合液に撹拌下
栓々に添加すると、相分離を起し、遂には全体が微細な
ゲルの分散懸濁液になる。

さらに、約３０分間撹拌を継続して、室温に放置すると
、個々に緻密な香料レモンのマイクロカプセル（主とし
て約２０〜２５０μの範囲のほぼ球形のもので占められ
る）を得る。

此のものはそのまま懸濁状のままで使用出来る外涙紙等
で吸引涙過後適当に乾燥させて使用する事が出来る。

実施例 ２ 親水性ゾル（ａ）として１０％ゼラチン水溶液２００ｍ
１、親水性ゾル（ｂ）として１０％ポリアクリル酸ソー
ダ水溶液３０Ｔ／ｌｌ、親水性ゾル（ａ）として２０％
アラビヤガム５０ｒｒＬｌを混合する。

次に、疎水性芯物質としてラベンダーオイル７０１ｒＬ
ｌを加えて乳化分散する。

更に、親水性ゾル（ｂ）として５％アルギン酸ソーダ水
溶液２０ｍ１及び親水性ゾル（ｃ）として３％カルボキ
シメチルセルロースナトリウム水溶液５０ＴＩｌｌを添
加し分散する。

此の乳化液に、アルカリ土類金属イオン生成性水溶性化
合物として１０％塩化カルシウム水溶液１０ＴｒＬｌを
撹拌下加えて混合分散する。

引続いて、３価金属イオン生成性水溶性化合物として５
％硫酸アルミニウム（１６〜１８水塩）水溶液５０ｍ１
を徐々に滴下していく事によって、ゲル化を行ない、遂
には主として約３０〜３００μの範囲のほぼ球形の微細
粒子が懸濁した状態となる。

此のものは任意の方法で、脱水再分散、乾燥又はそのま
まで各種の用途に供する事が出来る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 多価金属イオンと金属結合を形成せず、他の親
   水性ゾルとアルカリ土類金属イオンとの金属結合の形成
   を抑制する作用を有し且つ壁膜形成能を有する親水性ゾ
   ル、 ｂ アルカリ土類金属イオン及び３価金属イオンとの金
   属結合を形成してゲル化する作用を有し且つ壁膜形成能
   を有する親水性ゾル、 Ｃアルカリ土類金属イオンとは金属結合を形成しないか
   或は形成してもゲル化せず、３価金属イオンと金属結合
   を形成してゲル化する作用を有し且つ壁膜形成能を有す
   る親水性ゾル、及びｄ アルカリ土類金属イオン生成性
   水溶性化合物を溶存する水性媒質中に、疎水性芯物質粒
   子の分散した水中油型エマルジョンへ、 ｅ ３価金属イオン生成性水溶性化合物 を添加することを特徴とするマイクロカプセルの製法。