JPS5825497B2 - マイクロカプセルノ セイゾウホウホウ - 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、何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、水と混合し得る該ポリマー
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
ｏａｃｅｒｖａｉｉｏｎ）；更に他の一つは、水溶液系
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
、ｐＨ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（５ａｌｔｃｏａｃｅｒｖａｔ ｉｏｎ ）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シ
ョン法では、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ばならないと
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ショ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且つ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、（ｄ）アルカリ土類
金属イオン生成性水溶性化合物とを含み、本来、水性媒
質中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
、（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を溶存する水性媒質系が、安定な親
水性ゾル水溶液系を形成すること、及びこの系に予め疎
水性芯物質を含んで温度調節によりゲル化せしめられた
ゲル化生成物粒子が良好な分散性を示し、上記親水性ゾ
ル水溶液中、上記ゲル化生成物の安定な分散混合物系を
形成し、この分散混合物系へ、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提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、前記ゲル化生成物（ａ）と親水
性ゾル（ｃ）が共存した親水性ゾル水溶液中、ゲル化生
成物の分散系を形成することによって、安定な分散混合
物系が得られるだけではなく、この分散混合物系に３価
金属イオン生成性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）の組み合わせ系及び親水性ゾル（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
記二基列の不溶性金属塩形成反応が、前記ゲル化生成物
の共存下に、相互に何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、既述の種々のタイプのマイクロ
カプセル化法の不利益乃至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
を得ることは実質的に不可能である。

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
延長や安定化側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、前記（ａ）のゲル化生成物は、温
度ゲル化性で且つ壁膜形成能を有する親水性ゾルと疎水
性芯物質とを、水性媒質中で該ゾルがゲル化しない温度
で混合したのち、撹拌条件下に、該親水性ゾルがゲル化
する温度に、昇温もしくは降温させて、ゲル化温度に調
節することによって、形成される。

上記親水性ゾルの具体例としては、例えば、卵アルブミ
ン、アクリルアマイド・ブチルアクリルアマイドコポリ
マー等の如く、ゲル化温度以下で混合し、昇温させるこ
とによってゲル化温度に調節してゲル化できる化合物及
び例えば、ゼラチン；セラチン誘導体、たとえばゼラチ
ンのコハク酸、マレイン酸の如きジカルボン酸付加物；
寒天等の如く、ゲル化温度以上で混合し、降温させるこ
とによってゲル化温度に調節してゲル化できる化合物を
あげることができる。

前者及び後者の群は、それぞれの群において複数種併用
することもできるし、又ゲル化し得る範囲内で、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
しない他の壁膜形成能を有する親水性ゾルを混合使用す
る事が出来る。

斯かる親水性ゾルとしては、アラビアゴム；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−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：テキストリン；ヒドロキシエチルセルロー
ス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塩に塩；低ペクチン酸メトキシ化物：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
結合を形成する作用を有し且っ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；カルホキジ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−無水マレイン酸共重合物のアンモニウム、
Ｎａ、に塩等をあげることができる。

本発明方法に於て、上記（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十
大Ｃａ＋＋、 Ｓｒａ＋ Ｂａ＋十等の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。

これらの水溶性化合物（ｄ）の具体例としては、 Ｃａ＋十水散水酸化カルシウム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
ンウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、サイクラミ
ン酸カルシウム、アジピン酸カルンウム、 Ｍｇ＋十 ノ叱ゲン化マグネシウム（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（
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（ａ）を溶存する親水性ゾル水溶液中、ゲル
化生成物（ａ）の粒子の分散した分散混合物を形成する
。

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、ゲル化生成物（ａ）の存在する系に、親水性ノ
゛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。

逆に（ｂ）、（ｃ）及び（ａ）を任意の順序及び組み合
わせで配合した系へ、上記（ａ）を添加することもでき
る。

好ましくは、（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、ゲル化生成物（
ａ）を添加したのち又はゲル化生成物（ａ）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（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１０〜約２
０倍量程度である。

又、親水性ゾル（ｂ）及び（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、ゲル化生成物（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（ａ）
の使用量は、主として親水性ゾル（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モル当り、
約１４〜約１％モルイオン程度、好ましくは約１〜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、（ａ）のゲル化生成物形成に用いた親水性ゾルの
重量に対して約８０〜約５００％、好ましくは約１００
〜約４００％程度である。

疎水性芯物質としては、ゲル化生成物形成条件下で液相
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親水
性ゾル水溶液中、ゲル化生成物の分散混合物中に、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、分割添加ヌ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（ｃ）１モル
当り、約ｈ〜約１ｈモル・イオン程度、好ましくは約玲
ト約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＋＋ Ａｌ−１−＋
−１−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ＡｌＮａ （、ＳＯ４）２カリウ
ムアラムＡＩＫ（ＳＯ４）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。

次に、実施例により、本発明方法実施の数態様を説明す
る。

実施例 １ 温度ゲル化性親水ゾル（ａ）としてセラチン（２００プ
ルーム、凝固点２５．５°Ｃ）１０ｇを、４０°Ｃの温
水２００ＴＬｌに溶解し、疎水性芯物質として香料レモ
ン油５０ｐを乳化分散する。

これを、凝固点以下の５°Ｃに冷却しゲル化する。

一方親水性ゾル（ｂ）としてアルギン酸ソーダ１ｇ及び
親水性ゾル（ｃ）としてカルボキシメチルセルロースＮ
ａ塩２．９を冷水１００ｍ１に溶解し、混合ポリマーゾ
ルを作り、此の中に予め調整した上記（ａ）のレモン油
を分散したゲル化生成物をゲル化温度以下の撹拌条件下
微細に分散懸濁させ次いでアルカリ土類金属イオン生成
性水溶性化合物（ｄ）として、塩化カルンウム２ｇを少
量の水に溶解し、撹拌条件下添加する。

次いで３価金属イオン生成性水溶性化合物（ｅ）として
硫酸アルミニウム４ｇを少量の水に溶解し、その届量宛
を撹拌条件下徐々に添加すると、相分離を起し、全体が
微細なゲルの分散状懸濁液になる。

更に約３０分間撹拌を継続して、放置すると、香料レモ
ンのマイクロカプセル（主として約２５〜３００μ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、そのまま懸濁状で使用出来る外濾過等、適
当な方法で水を分離して、乾燥させて、使用することが
出来る。

実施例 ２ 温度ゲル化性親水ノ゛ル（ａ）として、 ゼラチン（２
６５プルーム、凝固点２７．５°Ｃ）１０，９と、アラ
ビアガム５ｇを、温水２００Ｔｔｌ に溶解させ、疎水
性芯物質として香料ラベンダー油５０ｇを乳化分散させ
、凝固点以下の適当な温度に冷却ゲル化する。

此のラベンダー油を分散してゲル化生成物に就いて以下
実施例１と同様の方法について香料ラベンダーのマイク
ロカプセル（主として 約３０〜３００μの範囲のほぼ
球形のもので占められる）を得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 温度ゲル化性で且つ壁膜形成能を有する親水性
   ゾルと疎水性芯物質と示、水性媒質中で該ゾルがゲル化
   しない温度で混合したのち、撹拌条件下にゲル化温度に
   調節して形成したゲル化生成物を下記（ｂ） ｊ （Ｃ
   ）及び（ｄ）、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ソ゛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
   水溶性化合を含む親水性ゾル水溶液中に分散させた上記
   （ａ）のゲル化生成物の分散混合中へ、 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造方
   法。