特許 7068692 マイクロカプセル被膜、マイクロカプセル製剤およびマイクロカプセル製剤の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-09

(45)【発行日】2022-05-17

(54)【発明の名称】マイクロカプセル被膜、マイクロカプセル製剤およびマイクロカプセル製剤の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 13/14 20060101AFI20220510BHJP

【ＦＩ】

B01J13/14

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018078030

(22)【出願日】2018-04-13

(65)【公開番号】P2019181398

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-03-17

(73)【特許権者】

【識別番号】598015084

【氏名又は名称】学校法人福岡大学

(74)【代理人】

【識別番号】100182084

【弁理士】

【氏名又は名称】中道 佳博

(74)【代理人】

【識別番号】100207136

【弁理士】

【氏名又は名称】藤原 有希

(72)【発明者】

【氏名】三島 健司

(72)【発明者】

【氏名】徳永 真一

【審査官】井上 恵理

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０６７８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６１５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３８９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１３５３８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２０８８０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】藤澤秀次 ほか2名，ナノセルロースで包んだ高分子マイクロ粒子の合成，セルロース学会第24 回年次大会 講演要旨集，(2017)，pp.17-18

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ １３／００－ １３／２２

Ｃ０８Ｆ ２／００－ ２／６０

Ｃ０８Ｆ２８３／０１－２９９／０８

Ｃ０８Ｂ １／００－ ３７／１８

Ｃ０８Ｋ ３／００－ １３／０８

Ｃ０８Ｌ １／００－１０１／１４

Ａ６１Ｋ ８／００－ ８／９９

Ａ６１Ｑ １／００－ ９０／００

Ｃ０８Ｆ２５１／００－２９７／０８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロカプセル製剤の製造方法であって、
セルロースナノファイバーにスチレン系化合物を付加してコーティング材料を得る工程；ならびに
該コーティング材料およびコア粒子を超臨界流体または亜臨界流体の存在下で混合してマイクロカプセル化する工程；
を包含する、方法。

【請求項2】

前記スチレン系化合物が、以下の式（Ｉ）：

【化1】

（ここで、Ｒ^１は水素原子またはメチル基であり、そしてＲ^２は、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、分岐していてもよいＣ_１～Ｃ_４のアルキル基、および分岐していてもよいＣ_１～Ｃ_４のアルコキシ基からなる群から選択される基である）で表される化合物である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記スチレン系化合物がスチレンモノマーである、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記セルロールナノファイバーが、セルロース材料をＴＥＭＰＯ触媒で処理したものである、請求項１から３のいずれかに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロカプセル被膜、マイクロカプセル製剤およびマイクロカプセル製剤の製造方法に関し、より詳細には、被膜成分にセルロースナノファイバーを含有する、マイクロカプセル被膜、マイクロカプセル製剤およびマイクロカプセル製剤の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属、化石燃料などの材料資源が不足している我が国では、古くから多くの資材を輸入に頼ってきた。その状況は現在も変わっておらず、自国内で採取可能で産業的に有用な資源を確保することは、これからの産業発展において必要不可欠である。

【0003】

その条件を満たす新素材として近年注目されているのが、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）である（非特許文献１）。セルロースナノファイバーの材料はパルプなどの植物繊維であり、国土の約７割が森林である我が国にとって原料調達が容易、再生可能、環境負荷が小など多くのメリットが存在する。

【0004】

セルロースナノファイバーは鋼鉄の５倍の強度と５分の１の重さとを併せ持つとも言われる優れた性質を有し、我が国における川上から川下までの幅広い産業、すなわち、製紙産業、化学産業、繊維産業、自動車産業、ＩＴ産業、食品産業、医療産業、成形加工業等に関わる材料として提案されており（非特許文献２）、既に応用研究が進められている。例えば、セルロースナノファイバーは自動車部品、電子端末のディスプレイ構成材料などに加え、チクソ性を有するという性質を利用して、塗布後の肌へのべとつきを抑えた日焼け止めの構成材料や、ボールペンの増粘剤としても利用されており、一層幅広い分野への応用が期待されている。

【0005】

一方、医薬品、農薬などの技術分野では、セルロースナノファイバーが充分に応用されていないのが現状である。これらの技術分野をも包含する、より広範な技術分野において、セルロースナノファイバーの用途が一層拡大することが所望されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【文献】近藤哲男，「セルロースナノファイバーテクノロジーの新展開」，木材学会誌，２００８年，Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．３，ｐ．１０７－１１５

【文献】矢野浩之，「セルロースナノファイバーの製造と利用」，機能紙研究会誌，２０１０年，Ｎｏ．４９，ｐ．１５－２０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記問題の解決を課題とし、その目的とするところは、セルロースナノファイバーの用途を拡張する１つとなり得る、マイクロカプセル被膜およびマイクロカプセル製剤、ならびにそれらの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、スチレン系化合物が付加されたセルロースナノファイバーを含有する、マイクロカプセル被膜である。

【0009】

１つの実施形態では、上記スチレン系化合物は、以下の式（Ｉ）：

【0010】

【化1】

【0011】

（ここで、Ｒ^１は水素原子またはメチル基であり、そしてＲ^２は、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、分岐していてもよいＣ_１～Ｃ_４のアルキル基、および分岐していてもよいＣ_１～Ｃ_４のアルコキシ基からなる群から選択される基である）で表される化合物である。

【0012】

さらなる実施形態では、上記スチレン系化合物はスチレンモノマーである。

【0013】

本発明はまた、コア粒子と、該コア粒子を包囲する上記マイクロカプセル被膜とを含む、マイクロカプセル製剤である。

【0014】

本発明はまた、マイクロカプセル製剤の製造方法であって、
セルロースナノファイバーにスチレン系化合物を付加してコーティング材料を得る工程；ならびに
該コーティング材料およびコア粒子を超臨界流体または亜臨界流体の存在下で混合してマイクロカプセル化する工程；
を包含する、方法である。

【0015】

１つの実施形態では、上記スチレン系化合物は、以下の式（Ｉ）：

【0016】

【化2】

【0017】

（ここで、Ｒ^１は水素原子またはメチル基であり、そしてＲ^２は、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、分岐していてもよいＣ_１～Ｃ_４のアルキル基、および分岐していてもよいＣ_１～Ｃ_４のアルコキシ基からなる群から選択される基である）で表される化合物である。

【0018】

さらなる実施形態では、上記スチレン系化合物はスチレンモノマーである。

【0019】

１つの実施形態では、上記セルロールナノファイバーは、セルロース材料をＴＥＭＰＯ触媒で処理したものである。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、コア粒子を露出させることなく、セルロースナノファイバーで被覆された製剤を効率良く提供することができる。本発明の製剤を構成するセルロースナノファイバーは我が国にて生産可能でありそして再生可能な材料である。このため、製造にあたり海外資源への依存を必須せず、かつ環境負荷の影響も小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施例１～２および比較例１～２で行った超臨界流体下でのマイクロカプセル製剤の作製に使用した実験装置の模式図である。

【図2】実施例１で得られた固体粒子Ｅ１、実施例２で得られた固体粒子Ｅ２、および実施例１および２で使用したシリカバルーンについてのＦＴ－ＩＲスペクトルを表すグラフである。

【図3】実施例１等で使用したシリカバルーン単独のＳＥＭ画像を示す写真である。

【図4】実施例１で得られた固形粒子Ｅ１のＳＥＭ画像を示す写真である。

【図5】実施例２で得られた固形粒子Ｅ２のＳＥＭ画像を示す写真である。

【図6】比較例１で得られた固形粒子ＣＥ１のＳＥＭ画像を示す写真である。

【図7】比較例２で得られた固形粒子ＣＥ２のＳＥＭ画像を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明について詳述する。

【0023】

（マイクロカプセル製剤およびマイクロカプセル被膜）
本発明のマイクロカプセル製剤は、コア粒子と、当該コア粒子を包囲するマイクロカプセル被膜とを含む。

【0024】

本発明において、マイクロカプセル被膜は、スチレン系化合物が付加されたセルロースナノファイバーを含有する。

【0025】

セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）は、植物を由来とする繊維状の構造物である。多くの植物は細胞外マトリックスとして細胞壁を有する。当該細胞壁は、例えば、質量を基準として、概ね５０質量％のセルロース、２０質量％～３０質量％のヘミセルロース、および２０質量％～３０質量％のリグニンから構成されている。セルロースナノファイバーは、このようなセルロース材料から、ヘミセルロースおよびリグニンを例えばアルカリ溶液中で蒸気を用いた高温処理を通じて除去することによりセルロースを単離し、さらに所定の化学的処理または物理的処理を施すことによってセルロース分子同士の結合および絡合を解して得ることができる。１つの実施形態では、セルロースナノファイバーは、１ｎｍ～１００ｎｍの直径を有しかつ１００以上のアスペクト比を有するセルロース繊維から構成されている。

【0026】

セルロースナノファイバーの原料となるセルロース材料としては、例えば、天然または産業造林により得られた樹木；産業廃棄物として得られた木材、麦ワラ、稲ワラ、トウモロコシの芯・茎葉、およびバガス；ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。

【0027】

こうしたセルロース材料は、当業者に公知の種々の方法を用いてセルロースナノファイバーに加工される。セルロース材料からセルロースナノファイバーを得る方法の例としては、セルロース材料のパルプを水とともにノズルを備えるタンク内に仕込み、当該ノズルからパルプおよび水を高圧で噴射させることによりパルプ内のセルロース繊維同士を衝突させ、微細化を行う方法（ＡＣＣ（Ａｑｕｅｏｕｓ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）法；ＴＥＭＰＯ（２，２，６，６－テトラメチルピペリジン１－オキシル）触媒を用いて、セルロース材料に含まれるセルロース分子のＣ６位に存在する１級アルコールを酸化することにより、その荷電反発を利用して当該材料に含まれるセルロース繊維を微細化する方法；およびトリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属由来の微生物または当該微生物が生産する酵素を用いてセルロース材料の加水分解を行う方法；が挙げられる。本発明においては、室温かつ大気圧で反応を進行させることができ、特別かつ大型の製造設備等を必要とするものではなく、かつ触媒自体を回収かつ再利用可能であるとの理由から、上記ＴＥＭＰＯ触媒を用いてセルロース材料に含まれるセルロース繊維を微細化する方法を用いて得られたセルロースナノファイバーを用いることが好ましい。

【0028】

スチレン系化合物は、付加により、上記セルロースナノファイバーを構成するセルロースを幹ポリマーとしてグラフト重合可能な親油性の化合物である。

【0029】

このようなスチレン系化合物の例としては、以下の式（Ｉ）：

【0030】

【化3】

【0031】

（ここで、Ｒ^１は水素原子またはメチル基であり、そしてＲ^２は、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、分岐していてもよいＣ_１～Ｃ_４のアルキル基、および分岐していてもよいＣ_１～Ｃ_４のアルコキシ基からなる群から選択される基である）で表される化合物が挙げられる。なお、式（Ｉ）のＲ^２を構成し得るハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、および臭素原子が挙げられる。

【0032】

式（Ｉ）で表されるスチレン系化合物のさらに具体的な例としては、スチレン（モノマー）、ｍ－クロロスチレン、ｐ－クロロスチレン、ｐ－メトキシスチレン、ｍ－ｔｅｒｔ－ブトキシスチレン、ｐ－ビニル安息香酸、ｐ－メチル－α－メチルスチレン、および１－エチニル－４－フルオロベンゼンが挙げられる。セルロースナノファイバーを構成するセルロース繊維の分散性を効果的に高めることができるという理由から、セルロースナノファイバーは、スチレン（モノマー）が付加されていることが好ましい。

【0033】

本発明において、マイクロカプセル被膜は好ましくは０．００１μｍ～１００μｍ、より好ましくは０．０１μｍ～５０μｍの膜厚を有する。マイクロカプセル被膜の膜厚が０．００１μｍを下回ると、後述するコア粒子を完全に包囲することが困難となる場合がある。マイクロカプセル被膜の膜厚が５０μｍを上回ると、被膜が強固になりすぎて、マイクロカプセル製剤を所望の用途に使用した際に被膜からコア粒子の外に排出することが困難となる場合がある。

【0034】

コア粒子は、マイクロカプセル製剤に対して所望される特定の機能、作用効果等を奏する物質であり、１つまたはそれ以上の有効成分を含有する、固体、液体およびそれらの混合物で構成される粒子またはその粒子群である。コア粒子の例としては、必ずしも限定されないが、医薬品または農薬のための原薬および／または構成成分（例えば、炭酸カルシウム）；化粧品または健康食品のための有効成分；一般食品を構成する食品材料；印刷分野、電子分野等で使用される化学品材料；などが挙げられる。

【0035】

コア粒子はまた、上記有効成分以外の他の成分を含有していてもよい。コア粒子に含有され得る他の成分の例としては、賦形剤、安定化剤、保存剤、緩衝剤、ｐＨ調整剤、酸化防止剤、崩壊剤、矯味剤、懸濁化剤、乳化剤、着香剤、溶解補助剤、着色剤、粘稠剤、強化剤、殺菌剤、漂白剤、酸味料、発色剤、酵素、調味料、甘味料、増粘安定剤、香料、防カビ剤、保存料、膨張剤、ゲル化剤、糊料、苦味料、光沢剤、ガムベース、イーストパウダー、かんすい、結着剤、消泡剤、抽出溶剤、凝固剤、日持向上剤、離型剤、および濾過助剤、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。コア粒子における当該他の成分の含有量は特に限定されず、当業者によって任意の含有量が選択され得る。

【0036】

本発明のマイクロカプセル製剤を構成するコア粒子の平均粒子径は必ずしも限定されないが、例えば０．０５μｍ～１０００μｍ、より好ましくは１μｍ～１００μｍである。コア粒子の平均粒子径が上記範囲外である場合、上記セルロースナノファイバーによるマイクロカプセル被膜がコア粒子を略均一に包囲することが困難となる場合がある。

【0037】

本発明のマイクロカプセル製剤は、マイクロカプセル被膜を構成するセルロースナノファイバー自体が有する優れた性質（例えば、高強度および高弾性率）を利用して、例えば、医薬品、農薬、化粧品、食品、印刷、電子化学品等の種々の分野におけるマイクロカプセル製剤に利用することができる。

【0038】

（マイクロカプセル製剤の製造方法）
次に、本発明のマイクロカプセル製剤の製造方法について説明する。

【0039】

本発明の製造方法では、まずセルロースナノファイバーにスチレン系化合物を付加してコーティング材料が作製される。

【0040】

本発明において、セルロースナノファイバーは、上記の通り、セルロース材料（例えば、乾燥した植物体だけでなく、粗セルロースナノファイバーであってもよい）に、ＴＥＭＰＯ触媒を用いてセルロース繊維の微細化（すなわち、得られるセルロースナノファイバーの高分散化）の処理が施されたものであることが好ましい。ＴＥＭＰＯ触媒を用いてセルロース材料を処理する場合、その使用量は必ずしも限定されないが、セルロース材料１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部～１０質量部、より好ましくは０．１質量部～５質量部のＴＥＭＰＯ触媒を使用することができる。セルロース材料１００質量部に対してＴＥＭＰＯ触媒の使用量が０．０１質量部を下回ると、セルロース材料に対するＴＥＭＰＯ触媒が不均一に作用し、セルロース繊維が均一に微細化されたセルロースナノファイバーを得ることが困難となる場合がある。セルロース材料１００質量部に対してＴＥＭＰＯ触媒の使用量が１０質量部を上回ると、得られるセルロースナノファイバーにはほとんど変化が見られず、むしろ多くのＴＥＭＰＯ触媒を使用する点で全体的な生産性を低下させる場合がある。

【0041】

本発明において、スチレン系化合物は、上記セルロースナノファイバー１００質量部に対して、好ましくは１００質量部～１００００質量部、より好ましくは５００質量部～１０００質量部の割合で使用され得る。セルロースナノファイバー１００質量部に対してスチレン系化合物の使用量が１００質量部を下回ると、セルロースナノファイバーに付加するスチレン系化合物の量が少なすぎて、コア粒子に対してより均一なマイクロカプセル被膜を形成することが困難となる場合がある。セルロースナノファイバー１００質量部に対してスチレン系化合物の使用量が１００００質量部を上回ると、スチレン系化合物同士のラジカル重合が進行して、それ以上セルロースナノファイバーへの付加量や形成されるマイクロカプセル被膜に実質的な変化が見られない場合がある。

【0042】

セルロースナノファイバーへのスチレン系化合物の付加は、当業者に周知の方法を用いて行われ得る。当該付加は、例えば、開始剤として硝酸二アンモニウムセリウム（ＩＶ）を用いて、スチレン系化合物を、セルロースナノファイバーを構成するセルロース（幹ポリマー）にグラフト重合することによって行われる。このグラフト重合に要する条件は当業者によって適宜選択され得る。

【0043】

このようにして、セルロースナノファイバーおよびスチレン系化合物を用いてマイクロカプセル被膜の原料となるコーティング材料が作製される。

【0044】

次いで、本発明においては、このコーティング材料およびコア粒子が超臨界流体または亜臨界流体の存在下で混合され、マイクロカプセル化される。

【0045】

あらゆる物質には気液共存の上限である臨界点が存在する。その臨界点を超えた状態を超臨界状態と言う。

【0046】

本発明に用いられ得る超臨界流体は、この超臨界状態にある流体を指して言う。超臨界流体は、臨界点および臨界圧力を超えた高密度の流体であり、好ましくは２００ｋｇ／ｍ^３～９００ｋｇ／ｍ^３の密度を有し、好ましくは１０^－５Ｐａ・秒～１０^－４Ｐａ・秒の粘度を有し、好ましくは１０^－８ｍ^２／秒～１０－^７ｍ^２／秒の拡散係数を有し、および／または好ましくは１０^－３Ｗ／ｍ^２・Ｋ～１０^－１Ｗ／ｍ^２・Ｋの熱伝導度を有する、流体である。

【0047】

一方、本発明に用いられ得る亜臨界流体は、超臨界流体の高温かつ高圧状態よりも幾分低い状態、具体的には、臨界温度より低い温度域で蒸気圧曲線より高い圧力で液体状態にある流体であり、好ましくは５００ｋｇ／ｍ^３～１１００ｋｇ／ｍ^３の密度を有し、好ましくは１０^－４Ｐａ・秒～１０^－３Ｐａ・秒の粘度を有し、好ましくは１０^－１０ｍ^２／秒～１０－^９ｍ^２／秒の拡散係数を有し、および／または好ましくは０.０８Ｗ／ｍ・Ｋ～０.１０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導度を有する流体である。

【0048】

このような超臨界流体または亜臨界流体を構成する物質の例としては、二酸化炭素、水、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、メタノール、エタノール、およびアセトン、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。本発明においては、上記コーティング材料を効率良く溶解することができるとの理由から、超臨界状態に設定された二酸化炭素、または二酸化炭素とエタノールとの混合物を超臨界状態に設定したものを用いることが好ましい。二酸化炭素とエタノールとの混合物を超臨界状態に設定したものを用いる場合、当該混合物における二酸化炭素およびエタノールの組成は、モル分率で好ましくは０．００１～０．５の濃度であり、より好ましくは０．００１～０．１の濃度である。

【0049】

この超臨界流体の存在下において、上記コーティング材料およびコア粒子が混合される。そして、混合されたコーティング材料およびコア粒子を、ノズルを通して低圧環境（例えば、常圧）下に一気に噴射することによるか、あるいは徐々に減圧して、コーティング剤とコア材料との相分離を誘起することにより、コア粒子の外周がコーティング材料でマイクロカプセル化された（すなわち、マイクロカプセル被膜で覆われた）マイクロカプセル製剤を得ることができる。本発明では、より均一なマイクロカプセル被膜を作製することができるという理由から、上記超臨界流体の存在下において上記混合されたコーティング材料およびコア粒子を徐々に減圧して、コーティング剤とコア材料との相分離を誘起して、マイクロカプセル化することが好ましい。

【0050】

このようにして、スチレン系化合物が付加されたセルロースナノファイバーを含有する、マイクロカプセル被膜でコア粒子が包囲されたマイクロカプセル製剤を製造することができる。

【実施例】

【0051】

以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0052】

（参考例１：セルロースナノファイバーの高分散化）
後述のマイクロカプセル被膜の作製のために、使用するセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）の高分散化を行った。

【0053】

１００ｍＬビーカーに、５０ｍＬの針葉樹パルプ（中越パルプ工業株式会社製；純度１．０３％）、０．００８ｇのＴＥＮＰＯ触媒（ＡＣＲＯＳ ＯＲＧＡＮＩＣＳ製；純度９６％）、および０．０５ｇの臭化ナトリウムを添加し、超純水で１００ｍＬに調製した。得られた溶液に、０．６５ｍｍｏｌの次亜塩素酸ナトリウム５水和物を添加して酸化反応を開始させ、室温にて５００ｒｐｍで２４時間撹拌した。この反応の間、反応溶液内のｐＨの低下を防ぐために、当該ｐＨをｐＨ測定器（株式会社佐藤計量器製作所製卓上型ｐＨ計ＳＫ－６５０ＰＨ）で測定し、適宜０．１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、ｐＨをほぼ１０に維持した。

【0054】

その後、反応物を濾別し、超純水で洗浄し、乾燥することにより、高分散化したセルロースナノファイバー（０．４３４０ｇ）を得た。

【0055】

（実施例１：マイクロカプセル製剤の作製）
５０ｍＬの三角フラスコに、参考例１で作製した高分散化したセルロースナノファイバー０．０１ｇを添加し、さらに１０ｍＬのスチレンモノマー（純度９９．０％）および２．５ｍｍｏｌ／Ｌの硝酸二アンモニウムセリウム（ＩＶ）（触媒；純度９９．５％以上）を添加した。

【0056】

次いで、このフラスコを５０℃の恒温水槽内に配置し、フラスコ内を窒素で１０分間程度置換した。窒素置換の後、恒温水槽の温度を５０℃に保持したまま、５００ｒｐｍで拡販し、１００分間反応させた。反応終了後、フラスコ内の固体を分離して未反応スチレンおよび触媒を除去することにより、スチレンが付加されたセルロールナノファイバー（以下、「スチレン付加ＣＮＦ」と言う）を得た。

【0057】

このようにして得られたスチレン付加ＣＮＦを用いて、図１に示す実験装置１で以下の超臨界流体下での操作を行った。

【0058】

容積５０ｍＬの高圧セル１０内に、０．０１０ｇのシリカバルーン（コア粒子；平均粒子径９．８μｍ）および２．５ｍＬのスチレン付加ＣＮＦと、２．５ｍＬのエタノールとを仕込み、バルブ１３，１５を閉じた状態でバルブ１２，１４を開放し、ボンベ１１から二酸化炭素（純度９９．９％以上）を高圧セル１０に供給し、高圧セル１０内の圧力が操作圧力になるまでしばらく放置した。その間、高圧セル１０内をマグネチックスターラー１７により攪拌した。操作圧力になったことを確認後、バルブ１２，１４を閉じ、さらに高圧セル１０内の撹拌を継続して、昇圧した二酸化炭素（超臨界流体）中で反応物１８を分散させた。この状態で３０分程度放置した。そして、バルブ１５を開き高圧セル１０内を０．０６７ＭＰａ／分で減圧して、反応物１８内のスチレン付加ＣＮＦとシリカバルーンとの間の相分離を促した。大気圧にした後、高圧セル１０を開き、内部に残存する固体粒子Ｅ１（シリカ－Ｔ－ＣＮＦ－スチレン）を回収した。

【0059】

（実施例２：マイクロカプセル製剤の作製）
参考例１で作製した高分散化したセルロースナノファイバー（ＴＥＭＰＯ触媒で処理したセルロースナノファイバー）の代わりに、針葉樹パルプ（中越パルプ工業株式会社製；純度１．０３％）０．０１ｇをそのまま使用したこと以外は、実施例１と同様にしてスチレンを付加し、図１に示す実験装置１での超臨界流体下での操作を行い、大気圧にした後、高圧セル１０内に残存する固体粒子Ｅ２（シリカ－ＣＮＦ－スチレン）を回収した。

【0060】

（比較例１）
参考例１で作製した高分散化したセルロースナノファイバー（ＴＥＭＰＯ触媒で処理したセルロースナノファイバー）の代わりに、針葉樹パルプ（中越パルプ工業株式会社製；純度１．０３％）０．０１ｇをそのまま使用し、かつスチレンモノマーの添加を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして、図１に示す実験装置１での超臨界流体下での操作を行い、大気圧にした後、高圧セル１０内に残存する固体粒子ＣＥ１（シリカ－ＣＮＦ）を回収した。

【0061】

（比較例２）
参考例１で作製した高分散化したセルロースナノファイバー（ＴＥＭＰＯ触媒で処理したセルロースナノファイバー）に対してスチレンモノマーの添加を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして、図１に示す実験装置１での超臨界流体下での操作を行い、大気圧にした後、高圧セル１０内に残存する固体粒子ＣＥ２（シリカ－Ｔ－ＣＮＦ）を回収した。

【0062】

（得られた固体の表面解析）
実施例１で得られた固体粒子Ｅ１（シリカ－Ｔ－ＣＮＦ－スチレン）、実施例２で得られた固体粒子Ｅ２（シリカ－ＣＮＦ－スチレン）、および実施例１および２で使用したシリカバルーン（すなわち、マイクロカプセル被膜で覆われていないコア粒子単独）について、フーリエ変換赤外分光光度計（日本分光株式会社製ＦＴ－ＩＲ ４７０－Ｐｌｕｓ）を用いて、ＡＴＲ法（全反射測定法）により各粒子の表面状態を測定した。得られた結果を図２に示す。

【0063】

図２に示すように、実施例１で得られた固体粒子Ｅ１（シリカ－Ｔ－ＣＮＦ－スチレン）、実施例２で得られた固体粒子Ｅ２（シリカ－ＣＮＦ－スチレン）、およびシリカバルーンの各ＩＲスペクトルにおいて、３３００ｎｍ付近に顕著な差異を観察することができた。この３３００ｎｍ付近の差異はＯＨ伸縮振動によるものであり、これは各粒子に含まれるセルロースに存在する多くの水酸基に由来すものであると考えられる。

【0064】

ここで、図２を参照すると、セルロースナノファイバーを含有するコーティング材料を用いた実施例１および２の固形粒子Ｅ１およびＥ２では、シリカバルーンと比較して、３３００ｎｍ付近にピークがあることが示されており、固形粒子の表面にセルロース、すなわち、マイクロカプセル被膜としてセルロースナノファイバーが多く分布していることがわかる。

【0065】

（ＳＥＭによる固形粒子の表面状態の観察）
実施例１等で使用したシリカバルーン（すなわち、マイクロカプセル被膜で覆われていないコア粒子単独）、実施例１で得られた固体粒子Ｅ１（シリカ－Ｔ－ＣＮＦ－スチレン）、実施例２で得られた固体粒子Ｅ２（シリカ－ＣＮＦ－スチレン）、比較例１で得られた固体粒子ＣＥ１（シリカ－ＣＮＦ）、および比較例２で得られた固体粒子ＣＥ２（シリカ－Ｔ－ＣＮＦ）のそれぞれ表面状態について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本電子株式会社製ＪＳＭ－６０６０）による観察を行った。得られた結果を図３～７に示す。

【0066】

図３～図７から明らかなように、シリカバルーン単独の場合（図３）と比較して、実施例１で得られた固形粒子Ｅ１（図４）は、シリカバルーンの外表面に多くのセルロース片が付着して、全体として略均一な被膜が形成されていた。また、図４と図５とを比較すると、実施例２で得られた固形粒子Ｅ２（図５）では、幾分大きなセルロース片が付着しており、ＴＥＮＰＯ触媒で処理したセルロースナノファイバーを用いた実施例１の固形粒子Ｅ１（図４）の方が、ＴＥＮＰＯ触媒の処理を行わなかった実施例２の固形粒子Ｅ２（図５）よりも、より均一な被膜が形成されていた。

【0067】

一方、ＴＥＮＰＯ触媒による処理を行わず、かつスチレンを付加させなかったセルロースナノファイバーを用いた比較例１の固体粒子ＣＥ１（図６）は、シリカバルーン単独の場合（図３）と比較して顕著な差が観察されず、シリカバルーン上にセルロースの被膜がほとんど形成されていなかった。また、ＴＥＮＰＯ触媒による処理を行ったが、スチレンを付加させなかったセルロースナノファイバーを用いた比較例２の固体粒子ＣＥ２（図７）は、シリカバルーンの外周に大きなセルロース片が形成されていたが、被膜の表面状態は著しく不均一であった。

【0068】

以上のことから、セルロースナノファイバーにスチレンを付加することによって、シリカバルーン上に良好な被膜が形成されたマイクロカプセル製剤が作製され得ることがわかる。また、このセルロースナノファイバーは、予めＴＥＮＰＯ触媒を通じて高分散化の処理が行われることによって、より均一な被膜を有するマイクロカプセル製剤を得ることができることがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明のマイクロカプセル製剤は、医薬品、農薬、化粧品、食品、印刷、電子化学品等の種々の分野において有用である。

【符号の説明】

【0070】

１ 実験装置
１０ 高圧セル
１１ ボンベ
１２，１３，１４，１５ バルブ
１７ マグネチックスターラー
１８ 反応物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】