アルケニルエーテル重合体を含んでなるミクロスフェアおよびその製造方法
【課題】 刺激応答性を有し、大量の物質を吸着または内包できるミクロスフェアおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 アルケニルエーテル重合体を含んでなる、ミクロスフェア、および、（１）溶媒中、アルケニルエーテル重合体を凝集させて、コアセルベートを形成させる工程と、（２）上記コアセルベートの状態で上記アルケニルエーテル重合体の分子間を架橋する工程を含んでなる、ミクロスフェアの製造方法。
【解決手段】 アルケニルエーテル重合体を含んでなる、ミクロスフェア、および、（１）溶媒中、アルケニルエーテル重合体を凝集させて、コアセルベートを形成させる工程と、（２）上記コアセルベートの状態で上記アルケニルエーテル重合体の分子間を架橋する工程を含んでなる、ミクロスフェアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルケニルエーテル重合体を含んでなるミクロスフェアおよびその製造方法に関する。さらに詳細には、様々な物質を大量に吸着または内包させることができ、かつ、刺激によって吸着または内包された物質を放出することができる、ミクロスフェアおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
刺激応答性ポリマーは、温度、ｐＨ変化、光、電場、化学物質添加などの環境変化に応じて形状や物性を著しく変える物質である。このような刺激応答性ポリマーの中に、刺激によって溶解状態からコアセルベートを形成するものがある。例えば、アルケニルエーテル重合体の中では、２-ヒドロキシエチルビニルエーテルとイソブチルビニルエーテルの共重合体や、４-ヒドロキシブチルビニルエーテル重合体の水溶液が、温度によってコアセルベートを形成することが知られている（非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００３】
一方、アルケニルエーテル重合体からなる物質捕集材料ならびに物質を内包して刺激によって放出する組成物が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。これらは、アゾ染料やビタミンＥに代表される薬剤成分を捕集、放出することができる。
しかしながら、これらは、大きさが１０ｎｍ程度の極微小なものか、連続的に連なった高分子ゲルである。これまで、様々な物質を吸着または内包し、刺激に応じて放出することができるミクロスフェアは未だ報告されていない。
【特許文献１】特開2005-154497号公報
【特許文献２】特開2003-128587号公報
【非特許文献１】Journal of Polymer Science、 Part A: Polymer Chemistry、４１巻、３３００〜３３１２頁（２００３年）
【非特許文献２】Macromolecules、３７巻、１７１１〜１７１９頁（２００４年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、刺激応答性を有し、様々な物質を大量に吸着または内包し、刺激に応じて放出することができるミクロスフェア、およびそ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】
【０００５】
本発明者らは、上述の課題を解決するために、鋭意検討した結果、種々の溶媒中でアルケニルエーテル重合体（以下、「プレポリマー」ともいう）からコアセルベートを形成させ、そのコアセルベートの状態を維持したままプレポリマーを架橋することによって、目的物質の吸着能・放出能に優れたミクロスフェアを製造することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、以下のものを包含する。
〔１〕 アルケニルエーテル重合体を含んでなる、ミクロスフェア。
〔２〕 上記アルケニルエーテル重合体は、刺激応答性ユニットと、架橋性ユニットを含んでなる、上記〔１〕に記載のミクロスフェア。
〔３〕 上記刺激応答性ユニットは、一般式［Ｉ］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(ＯＲ２） ［Ｉ］
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は１価の有機基を示す。）
で表されるアルケニルエーテルに基づく、一般式［II］：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(ＯＲ２)]- ［II］
（式中、各記号は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットである、上記〔２〕に記載のミクロスフェア。
〔４〕 上記一般式［Ｉ］で表されるアルケニルエーテルは、一般式［Ｉ’］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２) ［Ｉ’］
（式中、Ｒ１は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義であり、Ｒ２１は、２価の有機基を示し、Ｒ２２は、水素原子または炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキル基を示し、ｌは、１〜１８の整数から選ばれる。）
で表されるアルケニルエーテルである、上記〔３〕に記載のミクロスフェア。
〔５〕 上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルは、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ(ＣＨ３)-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、または
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）
である、上記〔４〕に記載のミクロスフェア。
〔６〕 上記架橋性ユニットは、一般式［III］：
ＣＨＲ３=ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６） ［III］
（式中、Ｒ３およびＲ５は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示し、
Ｒ４は、炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキレン基を示し、
Ｒ６は、水素原子、メチル基、またはフェニル基を示す。)
で表されるジアルケニルエーテルに基づく、一般式［IV］：
-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]- ［IV］
（式中、各記号は、一般式［III］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットである、上記〔２〕〜〔５〕のいずれかに記載のミクロスフェア。
〔７〕 上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルは、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＯＣ(ＣＨ３)=ＣＨ２)、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＯＣＨ=ＣＨ(Ｃ６Ｈ５))、または
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＯＣＨ=ＣＨ２)
である、上記〔６〕に記載のミクロスフェア。
〔８〕 上記アルケニルエーテル重合体の重量平均分子量は、５００〜１，０００，０００であり、かつ、その重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１〜２である、上記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載のミクロスフェア。
〔９〕 上記アルケニルエーテル重合体は、リビングカチオン重合により合成されたものである、上記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載のミクロスフェア。
〔１０〕 中空を有する、上記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載のミクロスフェア。
〔１１〕 中空内に目的物質が充填された、上記〔１０〕に記載のミクロスフェア。
〔１２〕 目的物質が、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質である、上記〔１１〕に記載のミクロスフェア。
〔１３〕 （１）溶媒中、アルケニルエーテル重合体を凝集させて、コアセルベートを形成させる工程と、
（２）上記コアセルベートの状態で上記アルケニルエーテル重合体の分子間を架橋する工程
を含む、上記〔１〕に記載のミクロスフェアの製造方法。
〔１４〕 上記工程（１）において、上記アルケニルエーテル重合体を構成する少なくとも一つのユニットの性質を変化させることによって、コアセルベートを形成させる、上記〔１３〕に記載の方法。
〔１５〕 上記〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載のミクロスフェアを含んでなる、目的物質を吸着および／または放出するための剤。
〔１６〕 目的物質が、環境ホルモン、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質である、上記〔１４〕に記載の剤。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のミクロスフェアは、ミクロな化学ゲルであり、大量の目的物質を吸着または内包することができるばかりでなく、刺激に応じて物理的形状（例えば粒径）を変化させて、吸着または内包させた目的物質を放出することができる。
また、本発明のミクロスフェアの製造方法は、従来のモノマーの重合と架橋を同時に行いミクロスフェアを製造する方法とは異なり、溶媒中でアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）のコアセルベートを形成させ、コアセルベートの状態のままプレポリマーを架橋する方法であるので、プレポリマーの重合度を変えることによって、製造されるミクロスフェアの粒径を制御することができる。また、そのコアセルベート中に様々な目的物質を予め内包させることで、従来の方法のような重合反応による悪影響を受けずに、これらの目的物質をミクロスフェア中にカプセル化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において「ミクロスフェア」は、ナノからマイクロオーダーの大きさを有する、微小球状の化学ゲルである。また、当該ミクロスフェアは、このような微小球体の総称であり、これには、中空を有するミクロカプセルも包含される。
本発明において「アルケニルエーテル」は、ビニル基またはプロペニル基などのアルケニル基を有するエーテルである。具体的には、ビニルエーテル、プロペニルエーテルなどがある。
本発明において「刺激応答性」は、温度変化、電磁波への暴露、ｐＨ変化、濃度変化から選択された少なくとも一つの刺激に応答して、物理的状態が変化することを意味する。
本発明において「コアセルベート」は、溶媒中で形成される上記プレポリマーの濃縮相である。
本発明において「リビング重合」は、連鎖停止反応や連鎖移動反応がほとんどない重合系であって、生長末端の活性種が長時間保持される重合系である。この場合、モノマーが全て重合体に入り、重合終了した状態でも、末端活性種が失活せずに生きている。ここで、活性種が「カチオン」である重合系が「リビングカチオン重合」である。
【０００８】
本発明のミクロスフェアは、アルケニルエーテル重合体を含んでなる。すなわち、本発明のミクロスフェアは、アルケニルエーテル重合体を含んでなる材料によって、その形状（構造）が規定された、微小球体である。この点で、架橋ポリマーからなる核に、アルケニルエーテル重合体の枝ポリマーが結合した、いわゆる星型ポリマー（例えば、特開2005-154497号公報参照）とは異なる。
【０００９】
本発明に使用されるアルケニルエーテル重合体は、本発明の目的を達成することができる限り特に限定されないが、好適には刺激応答性ユニットと、架橋性ユニットを含んでなる。
【００１０】
本発明における「刺激応答性ユニット」とは、アルケニルエーテル重合体（プレポリマー）を刺激応答性にし得る該重合体の構成ユニットである。したがって、かかるユニットを有するプレポリマーおよびそれから形成されるミクロスフェアは、刺激応答性を有する。
上記刺激応答性ユニットとしては、アルケニルエーテル重合体（プレポリマー）を刺激応答性にすることができるユニットであれば特に限定されないが、例えば、一般式[Ｉ]：
ＣＨＲ１＝ＣＨ（ＯＲ２） [Ｉ]
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は１価の有機基を示す。）
で表されるアルケニルエーテルに基づく、一般式[II]：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(ＯＲ２)]- [II]
（式中、各記号は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットが挙げられる。
【００１１】
上記一般式[Ｉ]で表されるアルケニルエーテルとしては、有機基（Ｒ２）が炭素数１〜２０のアルキル基、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシアルコキシアルキル基、シリロキシアルキル基、炭素数６以上のシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アリールオキシアルキル基、アリールオキシカルボニルアルキル基、炭素数６以上のヒドロキシシクロアルキル基、ヒドロキシアリール基、ヒドロキシアルキルアリール基、ヒドロキシアリールアルキル基、ヒドロキシアリールオキシアルキル基、ヒドロキシアリールオキシカルボニルアルキル基、（メタ）アクリルカルボニルオキシエチル基、スチリルカルボニルオキシエチル基、ソルビンカルボニルオキシエチル基、アミド、イミド、ウレタンまたは尿素結合を有するアルキル基、アミン、カルボン酸またはリン酸を有するアルキル基などで示される化合物が挙げられる。
【００１２】
具体的には、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ｎ-ヘキサデシルビニルエーテル、２-クロロエチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、２-メチル-３-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル（４-ヒドロキシブチルビニルエーテルなど）、ヒドロキシペンチルビニルエーテル、ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、２-メトキシエチルビニルエーテル、２-エトキシエチルビニルエーテル、２-(２-メトキシ)エトキシエチルビニルエーテル、２-(２-エトキシ)エトキシエチルビニルエーテル、トリエチレングリコールメチルビニルエーテル、２-エトキシ-２-エトキシエトキシエチルビニルエーテル、フェノキシエチルビニルエーテル、ｐ-クロロフェノキシビニルエーテル、２-ビニロキシエチルベンゾエート、２-ビニロキシエチル-ｐ-メトキシベンゾエート、２-ビニロキシエチル-ｐ-クロロベンゾエート、２-ビニロキシエチルシナメート、ビニロキシエチルソルベート、ジエチルビニロキシエチルマロネート、ジフェニルビニロキシエチルマロネート、２-ビニロキシエチルフタルイミドなどのビニルエーテル；またはメチルプロペルエーテル、エチルプロペルエーテル、イソプロピルプロペニルエーテル、ｎ-ブチルプロペニルエーテル、イソブチルプロペニルエーテル、シクロヘキシルプロペニルエーテル、ｎ-ヘキサデシルプロペニルエーテル、２-クロロエチルプロペニルエーテル、ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、ヒドロキシプロピルプロペニルエーテル、ヒドロキシブチルプロペニルエーテル、ヒドロキシペンチルプロペニルエーテル、ヒドロキシヘキシルプロペニルエーテル、ベンジルプロペニルエーテル、エトキシエチルプロペニルエーテル、２-エトキシエトキシエチルプロペニルエーテル、２-エトキシ-２-エトキシエトキシエチルプロペニルエーテル、フェノキシエチルプロペニルエーテル、２-プロペニロキシエチルアセテート、２-プロペニロキシエチルベンゾエート、２-プロペニロキシエチル-ｐ-メトキシベンゾエート、２-プロペニロキシエチル-ｐ-クロロベンゾエート、２-プロペニロキシエチルシナメート、プロペニロキシエチルソルベート、ジエチルプロペニロキシエチルマロネート、ジフェニルプロペニロキシエチルマロネート、２-プロペニロキシエチルフタルイミドなどのプロペニルエーテルなどが挙げられる。
また、当該アルケニルエーテルは、１種または２種以上の化合物であってもよい。
【００１３】
上記刺激応答性ユニットとしては、好適には下記一般式［Ｉ’］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２) ［Ｉ’］
（式中、Ｒ１は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義であり、Ｒ２１は、２価の有機基を示し、Ｒ２２は、水素原子または炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキル基を示し、ｌは、１〜１８の整数から選ばれる。）
で表されるアルケニルエーテルに基づく、一般式[II’]：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２)]- [II’]
（式中、各記号は、一般式［Ｉ’］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットが挙げられる。かかるユニットを有する重合体（プレポリマー）およびそれから形成されるミクロスフェアは、特に刺激応答性の高いものとなる。
上記一般式［Ｉ’］および［II’］における２価の有機基（Ｒ２１）としては、式：
-[ＣＨ(Ｒ２３)]ｐ-または-[ＣＨ(Ｒ２３)]ｐ-Ｘ-[ＣＨ(Ｒ２４)]ｑ-
（式中、Ｒ２３およびＲ２４は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示し、
ｐおよびｑは、互いに独立して、１以上の整数であり、好適には２〜６の整数から選ばれ、
Ｘは、-Ｏ-、-Ｓ-、-ＣＯＯ-または-ＯＣＯ-を示す。
ここで、ｐが２以上の整数である場合、複数のＲ２３は、同一であるか、または異なり、ｑが２以上の整数である場合、複数のＲ２４は、同一であるか、または異なる。）
で示される基が挙げられる。
また、上記一般式［Ｉ’］および［II’］におけるＲ２２としては、好適には水素原子、メチル基、エチル基である。
【００１４】
上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルとしては、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ(ＣＨ３)-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）。
【００１５】
なお、上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルにおいて、Ｒ２２が水素原子である場合、通常、そのＯＨ基は、重合反応前に、tert-ブチルジメチルシリル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、アセトキシ基、ベンゾキシ基などのＯＨ保護基で保護される。次いで、重合反応後、該保護基を酸またはアルカリで脱保護することで、上記一般式[II’]で表されるユニットが得られる。
【００１６】
本発明における「架橋性ユニット」とは、上記アルケニルエーテル重合体（プレポリマー）を、分子間架橋性にし得る該重合体の構成ユニットである。例えば、ジアルケニルエーテルに基づくユニットが挙げられる。好適には、一方のアルケニル基がカチオン重合性を有し、他方のアルケニル基がカチオン重合性を有しないジアルケニルエーテルに基づくユニット、例えば、一般式［III］：
ＣＨＲ３=ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６） ［III］
（式中、Ｒ３およびＲ５は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示し、
Ｒ４は、炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキレン基を示し、
Ｒ６は、水素原子、メチル基、またはフェニル基を示す。）
で表されるジアルケニルエーテルに基づく、一般式［IV］：
-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]- ［IV］
（式中、各記号は、一般式［III］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットが挙げられる。かかる架橋性ユニットを有するアルケニルエーテル重合体は、コアセルベートの状態で光照射などにより分子間を架橋することができる。
【００１７】
上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルとしては、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-Ｃ(ＣＨ３)=ＣＨ２)、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ=ＣＨ(Ｃ６Ｈ５))、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ=ＣＨ２)。
【００１８】
本発明に好適なアルケニルエーテル重合体において、刺激応答性ユニットと、架橋性ユニットのモル比（刺激応答性ユニット／架橋性ユニット）は、１〜１００、好適には、３〜４０である。
【００１９】
本発明において好適なアルケニルエーテル重合体としては、上記一般式［Ｉ］で表されるアルケニルエーテルと、上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルとを共重合することで得られる、下記一般式［Ｖ］：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(ＯＲ２)]ｎ-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]ｍ- ［Ｖ］
（式中、ｍおよびｎは、互いに独立して１以上の整数であり、
Ｒ１〜Ｒ６は、上記一般式［Ｉ］および［III］にて示されるものと同義である。）
で表される共重合体が挙げられ、より好適には、上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルと、上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルとを共重合することで得られる、下記一般式［Ｖ’］：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２)]ｎ-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]ｍ- [Ｖ’]
（式中、ｍ、ｎ、Ｒ１〜Ｒ６は、上記一般式［Ｖ］にて示されるものと同義であり、Ｒ２１、Ｒ２２およびｌは一般式［Ｉ’］にて示されるものと同義である。）
で表される共重合体が挙げられる。
なかでも、所定のミクロスフェアを得るためには、ランダム共重合体であることが好適である。
特に、使用される上記一般式［Ｉ］（好適には［Ｉ’］）で表されるアルケニルエーテルと、上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルとのモル比（［Ｉ］／［III］）が、１〜１００、好適には３〜４０である共重合体が好適である。
【００２０】
具体的には、
４-ヒドロキシブチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
２-エトキシエチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
２-メトキシエチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
２-メチル-３-ヒドロキシプロピルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
２-(２-メトキシ)エトキシエチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体
２-(２-エトキシ)エトキシエチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
トリエチレングリコールメチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体
などが挙げられる。
なお、上記モノマーのうち、ＯＨ基を有するものは、通常、ＯＨ基がtert-ブチルジメチルシリロキシなどの保護基で保護された状態で共重合される。また、上記の共重合体のなかでも特にそのランダム共重合体が好適である。
【００２１】
本発明に使用するアルケニルエーテル重合体は、上記アルケニルエーテルから当該分野で既知の方法、好適にはリビング重合（特にリビングカチオン重合）を使用して製造することができる。例えば、上記アルケニルエーテルから特開2005-154497号公報に記載されたリビングカチオン重合を使用して製造することができる。リビング重合は、得られる重合体の分子量分布が極めて狭く、分子量及び構造を制御することができることから、本発明においては、リビング重合により製造されたアルケニルエーテル重合体を使用することが好適である。
【００２２】
本発明に使用するアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）の重量平均分子量は、特に限定されないが、好適には５００〜１，０００，０００程度であり、より好適には１０，０００〜１００，０００の範囲内である。
また、分子量分布の指標である重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比は、特に限定されないが、好適にはＭｗ／Ｍｎは１〜２であり、より好適には１〜１．５、さらに好適には１〜１．２である。
【００２３】
本発明のミクロスフェアは、上記アルケニルエーテル重合体（プレポリマー）を使用して、好適には、
（１）溶媒中、アルケニルエーテル重合体を凝集させて、コアセルベートを形成させる工程と、
（２）上記コアセルベートの状態で上記アルケニルエーテル重合体の分子間を架橋する工程
を含む、方法により製造することができる。
上記方法に使用するアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）は、一種であっても、二種以上であってもよい。また、上記プレポリマーには、本発明の目的を達成することができる限り、例えば、上記プレポリマーと共にミクロスフェアを構成し得るような、他のポリマー、モノマー、添加剤（例えば、架橋剤）などを混合させることもできる。
【００２４】
上記方法に使用する溶媒としては、プレポリマーを溶解するが、所定の刺激を与えた場合にプレポリマーのコアセルベートを形成させ得る溶媒であれば特に限定されないが、光照射（例えば、２５４ｎｍの光）などの架橋処理に対して化学変化を起こさない溶媒が好ましい。
このような溶媒は、使用するプレポリマーに応じて適宜選択することができる。例えば、４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づく重合体などの水溶性プレポリマーの場合、水が好適である。また、２-エトキシエチルビニルエーテルに基づく重合体などの疎水性プレポリマーの場合、オクタン、ヘキサン、デカン、ペンタン、ドデカンなどの炭化水素系溶媒などが挙げられ、好適にはオクタンが挙げられる。
また、溶媒中のプレポリマーの濃度は、特に限定されないが、好適には０．０１重量％〜２０重量％であり、より好適には０．１重量％〜０．５重量％である。
【００２５】
上記工程（１）において、上記プレポリマーの溶液を、例えば、石英セルなどの反応容器に入れ、刺激によってプレポリマーを凝集させて、コアセルベートを形成させる。ここで、プレポリマーのコアセルベートを形成させるための刺激は、プレポリマーの少なくとも一つのユニットの性質を変化させる刺激であることが好ましい。すなわち、コアセルベートを形成するように、プレポリマー中の少なくとも一つのユニット（好適には刺激応答性ユニット）の物理的性状（例えば、溶解度など）を変化し得る刺激であることが好ましい。
このような刺激としては、例えば、温度変化、電磁波への暴露、ｐＨ変化、濃度変化などが挙げられる。また、刺激は、使用するプレポリマーが応答性を示す刺激に応じて適宜選択することができる。例えば、プレポリマーが、所定の溶媒中において、相転移温度を境に、溶解状態から、コアセルベートを形成し得る凝集（不溶）状態に変化する性質を有する、いわゆる温度応答性ポリマーである場合、刺激としては、プレポリマーが溶解状態にある溶液の温度を、プレポリマーが凝集（不溶）状態になる温度に変化させることが挙げられる。
具体的には、プレポリマーとして４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づく重合体を使用し、溶媒として水を使用した場合、該重合体は、３５〜５０℃の範囲、好適には４０〜４５℃の範囲に相転移温度を有し、相転移温度未満の温度では溶解状態となり、相転移温度以上の温度では凝集（不溶）状態になりコアセルベートを形成し得る。また、水は、０〜１００℃の範囲で液体であり、この範囲内で溶媒として使用できる。したがって、この場合の刺激としては、０℃以上相転移温度未満の温度（例えば１０〜３５℃）にあるプレポリマーの水溶液の温度を、相転移温度以上１００℃までの温度（例えば５０〜１００℃）に変化させることが挙げられる。
また、プレポリマーとして２-エトキシエチルビニルエーテルに基づく重合体を使用し、溶媒としてオクタンを使用した場合、該重合体は、３５〜５０℃の範囲、好適には４０〜４５℃の範囲に相転移温度を有し、相転移温度を超える温度では溶解状態となり、相転移温度以下の温度では凝集（不溶）状態となりコアセルベートを形成し得る。また、オクタンは、−６０〜１２５℃の範囲で液体であり、この範囲内で溶媒として使用できる。したがって、この場合の刺激としては、相転移温度を超えて１２５℃までの温度（例えば５０〜１２５℃）にあるプレポリマーの溶液の温度を、相転移温度以下−６０℃までの温度（例えば−６０〜３５℃）に変化させることが挙げられる。
【００２６】
上記工程（１）において形成されたプレポリマーのコアセルベートを、コアセルベートの形状を維持した状態で、プレポリマーの分子間を架橋する。これにより刺激応答性のミクロスフェアが製造される。
アルケニルエーテル重合体の分子間の架橋は、当該分野において既知の方法を使用することができるが、迅速に架橋することができることから、好適には光照射が挙げられる。
光照射の条件は、プレポリマーを架橋することができる条件であれば特に限定されないが、例えば、低圧水銀灯を使用して２５４ｎｍの光を照射して架橋を行う場合、好適には１２０ワット（Ｗ）で１０分以上である。また、１５ワットで１時間以上とすることもできる。なお、光照射により架橋を行う場合、プレポリマーの溶液を石英セル中に投入し、その中でコアセルベートを形成させ、その状態で光照射を行うことが好ましい。
【００２７】
プレポリマーを架橋する際、コアセルベート中に目的物質（例えば、水溶液の場合、疎水性物質）を添加しておくことで、その目的物質をアルケニルエーテル重合体によってカプセル化することができる。すなわち、アルケニルエーテル重合体を含んでなる外壁（殻）と中空を有し、中空内に目的物質が充填されたミクロスフェア（ミクロカプセル）を製造することができる。そのような目的物質としては、例えば、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質が挙げられる。
【００２８】
上記のようにして得られる本発明のミクロスフェアの平均粒径は、特に限定されないが、好適には５０ｎｍから１μｍの範囲である。また、かかるミクロスフェアの平均粒径は、使用するアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）の分子量を変化させることによって変化させることができる。例えば、プレポリマーの分子量を大きくすることで、得られるミクロスフェアの平均粒径を大きくすることができる。
ここでいう平均粒径は、後述するように動的光散乱（ＤＬＳ）によって解析される流体力学的直径である。
【００２９】
本発明のミクロスフェアは、ミクロな化学ゲルであり、種々の目的物質を大量に吸着または内包させることができる。さらに、本発明のミクロスフェアは、刺激応答性を有するアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）から構成されているので、刺激応答性を有する。すなわち、刺激に応じて、その物理的性状を変化させることができる。例えば、温度応答性を有するプレポリマーから構成されている場合、該プレポリマーの相転移温度をまたぐ温度変化によって、粒径を１０〜９０％、好適には２５〜５０％縮小または拡大させることができる。その結果、吸着または内包された目的物質を放出することができる。例えば、プレポリマーとして４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づく重合体を使用したミクロスフェアの場合、水中において、温度を１０〜３５℃から５０〜１００℃に変化させることで、その粒径を２５〜５０％縮小させることができる。したがって、本発明のミクロスフェアは、目的物質を吸着および／または放出するために使用することができる。ここで、目的物質としては、例えば、環境ホルモン、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質が挙げられる。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、以下の実施例において各測定法は次の方法に従った。
（１）重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）および重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ポリスチレンゲル換算のゲル濾過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した［ＲＩ検出器、カラム（東ソー（株）製ＴＳＫｇｅｌカラムＭＨＲＭＲ００４７＋ＭＨＲＭＲ００４８）、溶離液はテトラヒドロフラン］。
（２）コアセルベートは光学顕微鏡（オリンパスＢＸ-５１）にて温度を変化させて観察した。
（３）ミクロスフェアは、シリコンウエハ上に乗せ、ＡＦＭのタッピングモードにより観察した。
（４）ミクロスフェアの平均粒径（流体力学的直径）は、動的光散乱（ＤＬＳ）（大塚電子（株）製ＤＬＳ７０００）により解析し、決定した。
（５）温度応答性は、紫外可視吸収スペクトルによって確認し、１５〜８０℃まで昇温・降温速度１℃／分で変化させた場合の本発明のミクロスフェアの物理的変化でもって示した。
【００３１】
実施例１
４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくミクロスフェアの製造
（１）４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくプレポリマーの合成
三方活栓をつけたガラス反応容器を窒素ガス気流下で加熱し、容器内を十分乾燥させた。窒素雰囲気下、容器内にtert-ブチルジメチルシリロキシブチルビニルエーテル（０．７８Ｍ）、２-ビニロキシエチルメタクリレート（０．０２Ｍ）、酢酸エチル（１．０Ｍ）、１-イソブトキシエチルアセテート（４ｍＭ）およびトルエンを入れ、全体を４．５ｍＬとし、０℃に冷却した後、（ＣＨ３ＣＨ２）１．５ＡｌＣｌ１．５の２００ｍＭヘキサン溶液０．５０ｍＬ（２０ｍＭ）を加えて、重合を開始した。２、４、８、１６、２２時間後、アンモニア性メタノールを加えて重合を停止した。それぞれのサンプルをａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅとする。各サンプルをジクロロメタンまたはヘキサンで抽出後、有機溶媒をエバポレートし、テトラヒドロフランに溶解させた。次いで、３Ｎ-塩酸／エタノール中で６時間攪拌した後、透析し、プレポリマーａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを得た。
【００３２】
上記で得られた４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくプレポリマーの分子量および分子量分布を、ゲル濾過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて測定し（図１）、ポリスチレン標準サンプルで分子量を校正した。プレポリマーａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの数平均分子量は、それぞれ１．４×１０４、２．０×１０４、２．９×１０４、３．６×１０４、４．１×１０４であり、分子量分布は、１．１４、１．１０、１．１４、１．０８、１．０６であった。また、１Ｈ ＮＭＲより、各ポリマー内にはラジカル重合性ユニットが存在し、メタクリル基も未反応のまま存在していることを確認した。
【００３３】
（２）４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくミクロスフェアの製造
石英ガラス性の試験管中に、各プレポリマーａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの０．５重量％の水溶液を２５℃で調製した。この水溶液の温度を５０℃以上に上昇させると、水溶液全体が透明から白濁へ変化した。このとき、光学顕微鏡観察を行い、コアセルベートが形成されていることを確認した（図２）。次いで、この水溶液を５５℃にし、１２０Ｗの低圧水銀灯にて２５４ｎｍの光を１０分間照射した。その結果、プレポリマーａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅから、それぞれ２５℃で４６２ｎｍ、５５４ｎｍ、６５９ｎｍ、７０１ｎｍ、８１０ｎｍの平均粒径を有するミクロスフェアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが得られた。
また、プレポリマーｅの２０重量％の水溶液を、同様に光架橋した結果、２５℃で５４０ｎｍの平均粒径を有するミクロスフェアｅ’が得られた。
なお、ＡＦＭ測定により、ミクロスフェアｅが球形であることを確認した（図４）。
【００３４】
上記で製造したミクロスフェアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、２５℃では、それぞれ４６２ｎｍ、５５４ｎｍ、６５９ｎｍ、７０１ｎｍ、８１０ｎｍの平均粒径であったが、５５℃では、それぞれ２８２ｎｍ、２４２ｎｍ、２８８ｎｍ、２５０ｎｍ、２５０ｎｍであった（ミクロスフェアａの結果を図３に示す）。すなわち、各ミクロスフェアは、温度（刺激）応答性を示した。
【００３５】
実験例１
４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくミクロスフェアのアゾ染料の捕捉
上記実施例１で製造したミクロスフェアｅの水懸濁液に、過剰量の疎水性アゾ染料（１,５-ジフェニルカルバゾン、ＤＣＺ）を加え、常温で３０分攪拌した。この懸濁液の上澄みのＵＶ吸収を測定し（図５）、別途作成した検量線と比較することによって、アゾ染料の捕捉量を決定した。その結果、３０℃では、ミクロスフェア１ｇ当たりアゾ染料０．３８ｇが取り込まれていた。また、その懸濁液の温度を６０℃に上昇させると、約１０分間でミクロスフェア１ｇ当たりアゾ染料０．０３８ｇが放出された。このことから、本発明のミクロスフェアは、温度（刺激）によって放出可能な材料であることがわかった。
【００３６】
実施例２
４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくビタミンＥ内包カプセルの製造
石英ガラス性の試験管に、プレポリマーｄの０．１重量％の水溶液を２５℃で１０ｍＬ調製した。この水溶液の温度を５０℃以上に上昇させると、水溶液全体が透明から白濁へ変化した。このとき、光学顕微鏡観察を行い、コアセルベートが形成されていることを確認した。次いで、この水溶液を５５℃にし、エタノール０．７９ｍｌ中にビタミンＥ（ｄｌ-α-トコフェロール）０．２ｇを溶解した溶液５．０μｌを添加し、１２０Ｗの低圧水銀灯にて２５４ｎｍの光を１０分間照射した。その結果、疎水性ビタミンＥが紫外可視吸収スペクトルにより確認され（図６）、別途作成した検量線から、プレポリマーのコアセルベート中にビタミンＥの全てが内包された後、プレポリマーが架橋されたことが確認された。すなわち、導入したビタミンＥが全てカプセル化された。このミクロカプセルは、２５℃で７２０ｎｍの平均粒径を有した。
【００３７】
実施例３
２-エトキシエチルビニルエーテルのミクロスフェアの合成
三方活栓をつけたガラス反応容器を窒素ガス気流下で加熱し、容器内を十分乾燥させた。窒素雰囲気下、容器内に２-エトキシエチルビニルエーテル（０．７８Ｍ）、２-ビニロキシエチルメタクリレート（０．０２Ｍ）、酢酸エチル（１．０Ｍ）、１-イソブトキシエチルアセテート（４ｍＭ）およびトルエンを入れ、全体を４．５ｍＬとし、０℃に冷却した後、（ＣＨ３ＣＨ２）１．５ＡｌＣｌ１．５の２００ｍＭヘキサン溶液０．５０ｍＬ（２０ｍＭ）を加えて、重合を開始した。４．５時間後、アンモニア性メタノールを加えて重合を停止した。得られたサンプルをジクロロメタンで抽出後、有機溶媒をエバポレートし、２-エトキシエチルビニルエーテルに基づくプレポリマーを得た。このプレポリマーをオクタンに６０℃で溶解させた。この溶液を４５℃以下にした場合、コアセルベートの状態になった。次いで、この溶液の温度を３０℃にし、１２０Ｗの低圧水銀灯にて２５４ｎｍの光を１０分間照射した結果、３０℃で７５０ｎｍの平均粒径を有するミクロスフェアが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のミクロスフェアは、吸着能・放出能を有するミクロスフェアである。したがって、刺激応答性ポリマーを含む高機能材料、例えば医用製材料や化粧品などに応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１における４-ヒドロキシブチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体の種々の時間での分子量分布を示す図である。
【図２】実施例１における４-ヒドロキシブチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体の水溶液のコアセルベートを光学顕微鏡で観察した図である。
【図３】実施例１で製造したミクロスフェアａの動的光散乱結果を示す図である。
【図４】実施例１で製造したミクロスフェアｅのＡＦＭ像を示す図である。
【図５】実施例１で製造したミクロスフェアｅとアゾ染料ＤＣＺの水懸濁液の種々の温度での紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【図６】実施例２で製造したビタミンＥを内包したカプセルの水溶液の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルケニルエーテル重合体を含んでなるミクロスフェアおよびその製造方法に関する。さらに詳細には、様々な物質を大量に吸着または内包させることができ、かつ、刺激によって吸着または内包された物質を放出することができる、ミクロスフェアおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
刺激応答性ポリマーは、温度、ｐＨ変化、光、電場、化学物質添加などの環境変化に応じて形状や物性を著しく変える物質である。このような刺激応答性ポリマーの中に、刺激によって溶解状態からコアセルベートを形成するものがある。例えば、アルケニルエーテル重合体の中では、２-ヒドロキシエチルビニルエーテルとイソブチルビニルエーテルの共重合体や、４-ヒドロキシブチルビニルエーテル重合体の水溶液が、温度によってコアセルベートを形成することが知られている（非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００３】
一方、アルケニルエーテル重合体からなる物質捕集材料ならびに物質を内包して刺激によって放出する組成物が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。これらは、アゾ染料やビタミンＥに代表される薬剤成分を捕集、放出することができる。
しかしながら、これらは、大きさが１０ｎｍ程度の極微小なものか、連続的に連なった高分子ゲルである。これまで、様々な物質を吸着または内包し、刺激に応じて放出することができるミクロスフェアは未だ報告されていない。
【特許文献１】特開2005-154497号公報
【特許文献２】特開2003-128587号公報
【非特許文献１】Journal of Polymer Science、 Part A: Polymer Chemistry、４１巻、３３００〜３３１２頁（２００３年）
【非特許文献２】Macromolecules、３７巻、１７１１〜１７１９頁（２００４年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、刺激応答性を有し、様々な物質を大量に吸着または内包し、刺激に応じて放出することができるミクロスフェア、およびそ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】
【０００５】
本発明者らは、上述の課題を解決するために、鋭意検討した結果、種々の溶媒中でアルケニルエーテル重合体（以下、「プレポリマー」ともいう）からコアセルベートを形成させ、そのコアセルベートの状態を維持したままプレポリマーを架橋することによって、目的物質の吸着能・放出能に優れたミクロスフェアを製造することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、以下のものを包含する。
〔１〕 アルケニルエーテル重合体を含んでなる、ミクロスフェア。
〔２〕 上記アルケニルエーテル重合体は、刺激応答性ユニットと、架橋性ユニットを含んでなる、上記〔１〕に記載のミクロスフェア。
〔３〕 上記刺激応答性ユニットは、一般式［Ｉ］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(ＯＲ２） ［Ｉ］
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は１価の有機基を示す。）
で表されるアルケニルエーテルに基づく、一般式［II］：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(ＯＲ２)]- ［II］
（式中、各記号は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットである、上記〔２〕に記載のミクロスフェア。
〔４〕 上記一般式［Ｉ］で表されるアルケニルエーテルは、一般式［Ｉ’］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２) ［Ｉ’］
（式中、Ｒ１は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義であり、Ｒ２１は、２価の有機基を示し、Ｒ２２は、水素原子または炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキル基を示し、ｌは、１〜１８の整数から選ばれる。）
で表されるアルケニルエーテルである、上記〔３〕に記載のミクロスフェア。
〔５〕 上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルは、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ(ＣＨ３)-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、または
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）
である、上記〔４〕に記載のミクロスフェア。
〔６〕 上記架橋性ユニットは、一般式［III］：
ＣＨＲ３=ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６） ［III］
（式中、Ｒ３およびＲ５は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示し、
Ｒ４は、炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキレン基を示し、
Ｒ６は、水素原子、メチル基、またはフェニル基を示す。)
で表されるジアルケニルエーテルに基づく、一般式［IV］：
-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]- ［IV］
（式中、各記号は、一般式［III］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットである、上記〔２〕〜〔５〕のいずれかに記載のミクロスフェア。
〔７〕 上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルは、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＯＣ(ＣＨ３)=ＣＨ２)、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＯＣＨ=ＣＨ(Ｃ６Ｈ５))、または
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＯＣＨ=ＣＨ２)
である、上記〔６〕に記載のミクロスフェア。
〔８〕 上記アルケニルエーテル重合体の重量平均分子量は、５００〜１，０００，０００であり、かつ、その重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１〜２である、上記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載のミクロスフェア。
〔９〕 上記アルケニルエーテル重合体は、リビングカチオン重合により合成されたものである、上記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載のミクロスフェア。
〔１０〕 中空を有する、上記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載のミクロスフェア。
〔１１〕 中空内に目的物質が充填された、上記〔１０〕に記載のミクロスフェア。
〔１２〕 目的物質が、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質である、上記〔１１〕に記載のミクロスフェア。
〔１３〕 （１）溶媒中、アルケニルエーテル重合体を凝集させて、コアセルベートを形成させる工程と、
（２）上記コアセルベートの状態で上記アルケニルエーテル重合体の分子間を架橋する工程
を含む、上記〔１〕に記載のミクロスフェアの製造方法。
〔１４〕 上記工程（１）において、上記アルケニルエーテル重合体を構成する少なくとも一つのユニットの性質を変化させることによって、コアセルベートを形成させる、上記〔１３〕に記載の方法。
〔１５〕 上記〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載のミクロスフェアを含んでなる、目的物質を吸着および／または放出するための剤。
〔１６〕 目的物質が、環境ホルモン、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質である、上記〔１４〕に記載の剤。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のミクロスフェアは、ミクロな化学ゲルであり、大量の目的物質を吸着または内包することができるばかりでなく、刺激に応じて物理的形状（例えば粒径）を変化させて、吸着または内包させた目的物質を放出することができる。
また、本発明のミクロスフェアの製造方法は、従来のモノマーの重合と架橋を同時に行いミクロスフェアを製造する方法とは異なり、溶媒中でアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）のコアセルベートを形成させ、コアセルベートの状態のままプレポリマーを架橋する方法であるので、プレポリマーの重合度を変えることによって、製造されるミクロスフェアの粒径を制御することができる。また、そのコアセルベート中に様々な目的物質を予め内包させることで、従来の方法のような重合反応による悪影響を受けずに、これらの目的物質をミクロスフェア中にカプセル化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において「ミクロスフェア」は、ナノからマイクロオーダーの大きさを有する、微小球状の化学ゲルである。また、当該ミクロスフェアは、このような微小球体の総称であり、これには、中空を有するミクロカプセルも包含される。
本発明において「アルケニルエーテル」は、ビニル基またはプロペニル基などのアルケニル基を有するエーテルである。具体的には、ビニルエーテル、プロペニルエーテルなどがある。
本発明において「刺激応答性」は、温度変化、電磁波への暴露、ｐＨ変化、濃度変化から選択された少なくとも一つの刺激に応答して、物理的状態が変化することを意味する。
本発明において「コアセルベート」は、溶媒中で形成される上記プレポリマーの濃縮相である。
本発明において「リビング重合」は、連鎖停止反応や連鎖移動反応がほとんどない重合系であって、生長末端の活性種が長時間保持される重合系である。この場合、モノマーが全て重合体に入り、重合終了した状態でも、末端活性種が失活せずに生きている。ここで、活性種が「カチオン」である重合系が「リビングカチオン重合」である。
【０００８】
本発明のミクロスフェアは、アルケニルエーテル重合体を含んでなる。すなわち、本発明のミクロスフェアは、アルケニルエーテル重合体を含んでなる材料によって、その形状（構造）が規定された、微小球体である。この点で、架橋ポリマーからなる核に、アルケニルエーテル重合体の枝ポリマーが結合した、いわゆる星型ポリマー（例えば、特開2005-154497号公報参照）とは異なる。
【０００９】
本発明に使用されるアルケニルエーテル重合体は、本発明の目的を達成することができる限り特に限定されないが、好適には刺激応答性ユニットと、架橋性ユニットを含んでなる。
【００１０】
本発明における「刺激応答性ユニット」とは、アルケニルエーテル重合体（プレポリマー）を刺激応答性にし得る該重合体の構成ユニットである。したがって、かかるユニットを有するプレポリマーおよびそれから形成されるミクロスフェアは、刺激応答性を有する。
上記刺激応答性ユニットとしては、アルケニルエーテル重合体（プレポリマー）を刺激応答性にすることができるユニットであれば特に限定されないが、例えば、一般式[Ｉ]：
ＣＨＲ１＝ＣＨ（ＯＲ２） [Ｉ]
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は１価の有機基を示す。）
で表されるアルケニルエーテルに基づく、一般式[II]：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(ＯＲ２)]- [II]
（式中、各記号は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットが挙げられる。
【００１１】
上記一般式[Ｉ]で表されるアルケニルエーテルとしては、有機基（Ｒ２）が炭素数１〜２０のアルキル基、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシアルキル基、ヒドロキシアルコキシアルコキシアルキル基、シリロキシアルキル基、炭素数６以上のシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アリールオキシアルキル基、アリールオキシカルボニルアルキル基、炭素数６以上のヒドロキシシクロアルキル基、ヒドロキシアリール基、ヒドロキシアルキルアリール基、ヒドロキシアリールアルキル基、ヒドロキシアリールオキシアルキル基、ヒドロキシアリールオキシカルボニルアルキル基、（メタ）アクリルカルボニルオキシエチル基、スチリルカルボニルオキシエチル基、ソルビンカルボニルオキシエチル基、アミド、イミド、ウレタンまたは尿素結合を有するアルキル基、アミン、カルボン酸またはリン酸を有するアルキル基などで示される化合物が挙げられる。
【００１２】
具体的には、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ-ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ｎ-ヘキサデシルビニルエーテル、２-クロロエチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、２-メチル-３-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル（４-ヒドロキシブチルビニルエーテルなど）、ヒドロキシペンチルビニルエーテル、ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、２-メトキシエチルビニルエーテル、２-エトキシエチルビニルエーテル、２-(２-メトキシ)エトキシエチルビニルエーテル、２-(２-エトキシ)エトキシエチルビニルエーテル、トリエチレングリコールメチルビニルエーテル、２-エトキシ-２-エトキシエトキシエチルビニルエーテル、フェノキシエチルビニルエーテル、ｐ-クロロフェノキシビニルエーテル、２-ビニロキシエチルベンゾエート、２-ビニロキシエチル-ｐ-メトキシベンゾエート、２-ビニロキシエチル-ｐ-クロロベンゾエート、２-ビニロキシエチルシナメート、ビニロキシエチルソルベート、ジエチルビニロキシエチルマロネート、ジフェニルビニロキシエチルマロネート、２-ビニロキシエチルフタルイミドなどのビニルエーテル；またはメチルプロペルエーテル、エチルプロペルエーテル、イソプロピルプロペニルエーテル、ｎ-ブチルプロペニルエーテル、イソブチルプロペニルエーテル、シクロヘキシルプロペニルエーテル、ｎ-ヘキサデシルプロペニルエーテル、２-クロロエチルプロペニルエーテル、ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、ヒドロキシプロピルプロペニルエーテル、ヒドロキシブチルプロペニルエーテル、ヒドロキシペンチルプロペニルエーテル、ヒドロキシヘキシルプロペニルエーテル、ベンジルプロペニルエーテル、エトキシエチルプロペニルエーテル、２-エトキシエトキシエチルプロペニルエーテル、２-エトキシ-２-エトキシエトキシエチルプロペニルエーテル、フェノキシエチルプロペニルエーテル、２-プロペニロキシエチルアセテート、２-プロペニロキシエチルベンゾエート、２-プロペニロキシエチル-ｐ-メトキシベンゾエート、２-プロペニロキシエチル-ｐ-クロロベンゾエート、２-プロペニロキシエチルシナメート、プロペニロキシエチルソルベート、ジエチルプロペニロキシエチルマロネート、ジフェニルプロペニロキシエチルマロネート、２-プロペニロキシエチルフタルイミドなどのプロペニルエーテルなどが挙げられる。
また、当該アルケニルエーテルは、１種または２種以上の化合物であってもよい。
【００１３】
上記刺激応答性ユニットとしては、好適には下記一般式［Ｉ’］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２) ［Ｉ’］
（式中、Ｒ１は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義であり、Ｒ２１は、２価の有機基を示し、Ｒ２２は、水素原子または炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキル基を示し、ｌは、１〜１８の整数から選ばれる。）
で表されるアルケニルエーテルに基づく、一般式[II’]：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２)]- [II’]
（式中、各記号は、一般式［Ｉ’］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットが挙げられる。かかるユニットを有する重合体（プレポリマー）およびそれから形成されるミクロスフェアは、特に刺激応答性の高いものとなる。
上記一般式［Ｉ’］および［II’］における２価の有機基（Ｒ２１）としては、式：
-[ＣＨ(Ｒ２３)]ｐ-または-[ＣＨ(Ｒ２３)]ｐ-Ｘ-[ＣＨ(Ｒ２４)]ｑ-
（式中、Ｒ２３およびＲ２４は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示し、
ｐおよびｑは、互いに独立して、１以上の整数であり、好適には２〜６の整数から選ばれ、
Ｘは、-Ｏ-、-Ｓ-、-ＣＯＯ-または-ＯＣＯ-を示す。
ここで、ｐが２以上の整数である場合、複数のＲ２３は、同一であるか、または異なり、ｑが２以上の整数である場合、複数のＲ２４は、同一であるか、または異なる。）
で示される基が挙げられる。
また、上記一般式［Ｉ’］および［II’］におけるＲ２２としては、好適には水素原子、メチル基、エチル基である。
【００１４】
上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルとしては、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ(ＣＨ３)-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）。
【００１５】
なお、上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルにおいて、Ｒ２２が水素原子である場合、通常、そのＯＨ基は、重合反応前に、tert-ブチルジメチルシリル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、アセトキシ基、ベンゾキシ基などのＯＨ保護基で保護される。次いで、重合反応後、該保護基を酸またはアルカリで脱保護することで、上記一般式[II’]で表されるユニットが得られる。
【００１６】
本発明における「架橋性ユニット」とは、上記アルケニルエーテル重合体（プレポリマー）を、分子間架橋性にし得る該重合体の構成ユニットである。例えば、ジアルケニルエーテルに基づくユニットが挙げられる。好適には、一方のアルケニル基がカチオン重合性を有し、他方のアルケニル基がカチオン重合性を有しないジアルケニルエーテルに基づくユニット、例えば、一般式［III］：
ＣＨＲ３=ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６） ［III］
（式中、Ｒ３およびＲ５は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示し、
Ｒ４は、炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキレン基を示し、
Ｒ６は、水素原子、メチル基、またはフェニル基を示す。）
で表されるジアルケニルエーテルに基づく、一般式［IV］：
-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]- ［IV］
（式中、各記号は、一般式［III］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットが挙げられる。かかる架橋性ユニットを有するアルケニルエーテル重合体は、コアセルベートの状態で光照射などにより分子間を架橋することができる。
【００１７】
上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルとしては、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-Ｃ(ＣＨ３)=ＣＨ２)、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ=ＣＨ(Ｃ６Ｈ５))、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ=ＣＨ２)。
【００１８】
本発明に好適なアルケニルエーテル重合体において、刺激応答性ユニットと、架橋性ユニットのモル比（刺激応答性ユニット／架橋性ユニット）は、１〜１００、好適には、３〜４０である。
【００１９】
本発明において好適なアルケニルエーテル重合体としては、上記一般式［Ｉ］で表されるアルケニルエーテルと、上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルとを共重合することで得られる、下記一般式［Ｖ］：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(ＯＲ２)]ｎ-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]ｍ- ［Ｖ］
（式中、ｍおよびｎは、互いに独立して１以上の整数であり、
Ｒ１〜Ｒ６は、上記一般式［Ｉ］および［III］にて示されるものと同義である。）
で表される共重合体が挙げられ、より好適には、上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルと、上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルとを共重合することで得られる、下記一般式［Ｖ’］：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２)]ｎ-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]ｍ- [Ｖ’]
（式中、ｍ、ｎ、Ｒ１〜Ｒ６は、上記一般式［Ｖ］にて示されるものと同義であり、Ｒ２１、Ｒ２２およびｌは一般式［Ｉ’］にて示されるものと同義である。）
で表される共重合体が挙げられる。
なかでも、所定のミクロスフェアを得るためには、ランダム共重合体であることが好適である。
特に、使用される上記一般式［Ｉ］（好適には［Ｉ’］）で表されるアルケニルエーテルと、上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルとのモル比（［Ｉ］／［III］）が、１〜１００、好適には３〜４０である共重合体が好適である。
【００２０】
具体的には、
４-ヒドロキシブチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
２-エトキシエチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
２-メトキシエチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
２-メチル-３-ヒドロキシプロピルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
２-(２-メトキシ)エトキシエチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体
２-(２-エトキシ)エトキシエチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体、
トリエチレングリコールメチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体
などが挙げられる。
なお、上記モノマーのうち、ＯＨ基を有するものは、通常、ＯＨ基がtert-ブチルジメチルシリロキシなどの保護基で保護された状態で共重合される。また、上記の共重合体のなかでも特にそのランダム共重合体が好適である。
【００２１】
本発明に使用するアルケニルエーテル重合体は、上記アルケニルエーテルから当該分野で既知の方法、好適にはリビング重合（特にリビングカチオン重合）を使用して製造することができる。例えば、上記アルケニルエーテルから特開2005-154497号公報に記載されたリビングカチオン重合を使用して製造することができる。リビング重合は、得られる重合体の分子量分布が極めて狭く、分子量及び構造を制御することができることから、本発明においては、リビング重合により製造されたアルケニルエーテル重合体を使用することが好適である。
【００２２】
本発明に使用するアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）の重量平均分子量は、特に限定されないが、好適には５００〜１，０００，０００程度であり、より好適には１０，０００〜１００，０００の範囲内である。
また、分子量分布の指標である重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比は、特に限定されないが、好適にはＭｗ／Ｍｎは１〜２であり、より好適には１〜１．５、さらに好適には１〜１．２である。
【００２３】
本発明のミクロスフェアは、上記アルケニルエーテル重合体（プレポリマー）を使用して、好適には、
（１）溶媒中、アルケニルエーテル重合体を凝集させて、コアセルベートを形成させる工程と、
（２）上記コアセルベートの状態で上記アルケニルエーテル重合体の分子間を架橋する工程
を含む、方法により製造することができる。
上記方法に使用するアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）は、一種であっても、二種以上であってもよい。また、上記プレポリマーには、本発明の目的を達成することができる限り、例えば、上記プレポリマーと共にミクロスフェアを構成し得るような、他のポリマー、モノマー、添加剤（例えば、架橋剤）などを混合させることもできる。
【００２４】
上記方法に使用する溶媒としては、プレポリマーを溶解するが、所定の刺激を与えた場合にプレポリマーのコアセルベートを形成させ得る溶媒であれば特に限定されないが、光照射（例えば、２５４ｎｍの光）などの架橋処理に対して化学変化を起こさない溶媒が好ましい。
このような溶媒は、使用するプレポリマーに応じて適宜選択することができる。例えば、４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づく重合体などの水溶性プレポリマーの場合、水が好適である。また、２-エトキシエチルビニルエーテルに基づく重合体などの疎水性プレポリマーの場合、オクタン、ヘキサン、デカン、ペンタン、ドデカンなどの炭化水素系溶媒などが挙げられ、好適にはオクタンが挙げられる。
また、溶媒中のプレポリマーの濃度は、特に限定されないが、好適には０．０１重量％〜２０重量％であり、より好適には０．１重量％〜０．５重量％である。
【００２５】
上記工程（１）において、上記プレポリマーの溶液を、例えば、石英セルなどの反応容器に入れ、刺激によってプレポリマーを凝集させて、コアセルベートを形成させる。ここで、プレポリマーのコアセルベートを形成させるための刺激は、プレポリマーの少なくとも一つのユニットの性質を変化させる刺激であることが好ましい。すなわち、コアセルベートを形成するように、プレポリマー中の少なくとも一つのユニット（好適には刺激応答性ユニット）の物理的性状（例えば、溶解度など）を変化し得る刺激であることが好ましい。
このような刺激としては、例えば、温度変化、電磁波への暴露、ｐＨ変化、濃度変化などが挙げられる。また、刺激は、使用するプレポリマーが応答性を示す刺激に応じて適宜選択することができる。例えば、プレポリマーが、所定の溶媒中において、相転移温度を境に、溶解状態から、コアセルベートを形成し得る凝集（不溶）状態に変化する性質を有する、いわゆる温度応答性ポリマーである場合、刺激としては、プレポリマーが溶解状態にある溶液の温度を、プレポリマーが凝集（不溶）状態になる温度に変化させることが挙げられる。
具体的には、プレポリマーとして４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づく重合体を使用し、溶媒として水を使用した場合、該重合体は、３５〜５０℃の範囲、好適には４０〜４５℃の範囲に相転移温度を有し、相転移温度未満の温度では溶解状態となり、相転移温度以上の温度では凝集（不溶）状態になりコアセルベートを形成し得る。また、水は、０〜１００℃の範囲で液体であり、この範囲内で溶媒として使用できる。したがって、この場合の刺激としては、０℃以上相転移温度未満の温度（例えば１０〜３５℃）にあるプレポリマーの水溶液の温度を、相転移温度以上１００℃までの温度（例えば５０〜１００℃）に変化させることが挙げられる。
また、プレポリマーとして２-エトキシエチルビニルエーテルに基づく重合体を使用し、溶媒としてオクタンを使用した場合、該重合体は、３５〜５０℃の範囲、好適には４０〜４５℃の範囲に相転移温度を有し、相転移温度を超える温度では溶解状態となり、相転移温度以下の温度では凝集（不溶）状態となりコアセルベートを形成し得る。また、オクタンは、−６０〜１２５℃の範囲で液体であり、この範囲内で溶媒として使用できる。したがって、この場合の刺激としては、相転移温度を超えて１２５℃までの温度（例えば５０〜１２５℃）にあるプレポリマーの溶液の温度を、相転移温度以下−６０℃までの温度（例えば−６０〜３５℃）に変化させることが挙げられる。
【００２６】
上記工程（１）において形成されたプレポリマーのコアセルベートを、コアセルベートの形状を維持した状態で、プレポリマーの分子間を架橋する。これにより刺激応答性のミクロスフェアが製造される。
アルケニルエーテル重合体の分子間の架橋は、当該分野において既知の方法を使用することができるが、迅速に架橋することができることから、好適には光照射が挙げられる。
光照射の条件は、プレポリマーを架橋することができる条件であれば特に限定されないが、例えば、低圧水銀灯を使用して２５４ｎｍの光を照射して架橋を行う場合、好適には１２０ワット（Ｗ）で１０分以上である。また、１５ワットで１時間以上とすることもできる。なお、光照射により架橋を行う場合、プレポリマーの溶液を石英セル中に投入し、その中でコアセルベートを形成させ、その状態で光照射を行うことが好ましい。
【００２７】
プレポリマーを架橋する際、コアセルベート中に目的物質（例えば、水溶液の場合、疎水性物質）を添加しておくことで、その目的物質をアルケニルエーテル重合体によってカプセル化することができる。すなわち、アルケニルエーテル重合体を含んでなる外壁（殻）と中空を有し、中空内に目的物質が充填されたミクロスフェア（ミクロカプセル）を製造することができる。そのような目的物質としては、例えば、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質が挙げられる。
【００２８】
上記のようにして得られる本発明のミクロスフェアの平均粒径は、特に限定されないが、好適には５０ｎｍから１μｍの範囲である。また、かかるミクロスフェアの平均粒径は、使用するアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）の分子量を変化させることによって変化させることができる。例えば、プレポリマーの分子量を大きくすることで、得られるミクロスフェアの平均粒径を大きくすることができる。
ここでいう平均粒径は、後述するように動的光散乱（ＤＬＳ）によって解析される流体力学的直径である。
【００２９】
本発明のミクロスフェアは、ミクロな化学ゲルであり、種々の目的物質を大量に吸着または内包させることができる。さらに、本発明のミクロスフェアは、刺激応答性を有するアルケニルエーテル重合体（プレポリマー）から構成されているので、刺激応答性を有する。すなわち、刺激に応じて、その物理的性状を変化させることができる。例えば、温度応答性を有するプレポリマーから構成されている場合、該プレポリマーの相転移温度をまたぐ温度変化によって、粒径を１０〜９０％、好適には２５〜５０％縮小または拡大させることができる。その結果、吸着または内包された目的物質を放出することができる。例えば、プレポリマーとして４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づく重合体を使用したミクロスフェアの場合、水中において、温度を１０〜３５℃から５０〜１００℃に変化させることで、その粒径を２５〜５０％縮小させることができる。したがって、本発明のミクロスフェアは、目的物質を吸着および／または放出するために使用することができる。ここで、目的物質としては、例えば、環境ホルモン、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質が挙げられる。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、以下の実施例において各測定法は次の方法に従った。
（１）重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）および重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ポリスチレンゲル換算のゲル濾過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した［ＲＩ検出器、カラム（東ソー（株）製ＴＳＫｇｅｌカラムＭＨＲＭＲ００４７＋ＭＨＲＭＲ００４８）、溶離液はテトラヒドロフラン］。
（２）コアセルベートは光学顕微鏡（オリンパスＢＸ-５１）にて温度を変化させて観察した。
（３）ミクロスフェアは、シリコンウエハ上に乗せ、ＡＦＭのタッピングモードにより観察した。
（４）ミクロスフェアの平均粒径（流体力学的直径）は、動的光散乱（ＤＬＳ）（大塚電子（株）製ＤＬＳ７０００）により解析し、決定した。
（５）温度応答性は、紫外可視吸収スペクトルによって確認し、１５〜８０℃まで昇温・降温速度１℃／分で変化させた場合の本発明のミクロスフェアの物理的変化でもって示した。
【００３１】
実施例１
４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくミクロスフェアの製造
（１）４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくプレポリマーの合成
三方活栓をつけたガラス反応容器を窒素ガス気流下で加熱し、容器内を十分乾燥させた。窒素雰囲気下、容器内にtert-ブチルジメチルシリロキシブチルビニルエーテル（０．７８Ｍ）、２-ビニロキシエチルメタクリレート（０．０２Ｍ）、酢酸エチル（１．０Ｍ）、１-イソブトキシエチルアセテート（４ｍＭ）およびトルエンを入れ、全体を４．５ｍＬとし、０℃に冷却した後、（ＣＨ３ＣＨ２）１．５ＡｌＣｌ１．５の２００ｍＭヘキサン溶液０．５０ｍＬ（２０ｍＭ）を加えて、重合を開始した。２、４、８、１６、２２時間後、アンモニア性メタノールを加えて重合を停止した。それぞれのサンプルをａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅとする。各サンプルをジクロロメタンまたはヘキサンで抽出後、有機溶媒をエバポレートし、テトラヒドロフランに溶解させた。次いで、３Ｎ-塩酸／エタノール中で６時間攪拌した後、透析し、プレポリマーａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを得た。
【００３２】
上記で得られた４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくプレポリマーの分子量および分子量分布を、ゲル濾過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて測定し（図１）、ポリスチレン標準サンプルで分子量を校正した。プレポリマーａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの数平均分子量は、それぞれ１．４×１０４、２．０×１０４、２．９×１０４、３．６×１０４、４．１×１０４であり、分子量分布は、１．１４、１．１０、１．１４、１．０８、１．０６であった。また、１Ｈ ＮＭＲより、各ポリマー内にはラジカル重合性ユニットが存在し、メタクリル基も未反応のまま存在していることを確認した。
【００３３】
（２）４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくミクロスフェアの製造
石英ガラス性の試験管中に、各プレポリマーａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの０．５重量％の水溶液を２５℃で調製した。この水溶液の温度を５０℃以上に上昇させると、水溶液全体が透明から白濁へ変化した。このとき、光学顕微鏡観察を行い、コアセルベートが形成されていることを確認した（図２）。次いで、この水溶液を５５℃にし、１２０Ｗの低圧水銀灯にて２５４ｎｍの光を１０分間照射した。その結果、プレポリマーａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅから、それぞれ２５℃で４６２ｎｍ、５５４ｎｍ、６５９ｎｍ、７０１ｎｍ、８１０ｎｍの平均粒径を有するミクロスフェアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが得られた。
また、プレポリマーｅの２０重量％の水溶液を、同様に光架橋した結果、２５℃で５４０ｎｍの平均粒径を有するミクロスフェアｅ’が得られた。
なお、ＡＦＭ測定により、ミクロスフェアｅが球形であることを確認した（図４）。
【００３４】
上記で製造したミクロスフェアａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、２５℃では、それぞれ４６２ｎｍ、５５４ｎｍ、６５９ｎｍ、７０１ｎｍ、８１０ｎｍの平均粒径であったが、５５℃では、それぞれ２８２ｎｍ、２４２ｎｍ、２８８ｎｍ、２５０ｎｍ、２５０ｎｍであった（ミクロスフェアａの結果を図３に示す）。すなわち、各ミクロスフェアは、温度（刺激）応答性を示した。
【００３５】
実験例１
４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくミクロスフェアのアゾ染料の捕捉
上記実施例１で製造したミクロスフェアｅの水懸濁液に、過剰量の疎水性アゾ染料（１,５-ジフェニルカルバゾン、ＤＣＺ）を加え、常温で３０分攪拌した。この懸濁液の上澄みのＵＶ吸収を測定し（図５）、別途作成した検量線と比較することによって、アゾ染料の捕捉量を決定した。その結果、３０℃では、ミクロスフェア１ｇ当たりアゾ染料０．３８ｇが取り込まれていた。また、その懸濁液の温度を６０℃に上昇させると、約１０分間でミクロスフェア１ｇ当たりアゾ染料０．０３８ｇが放出された。このことから、本発明のミクロスフェアは、温度（刺激）によって放出可能な材料であることがわかった。
【００３６】
実施例２
４-ヒドロキシブチルビニルエーテルに基づくビタミンＥ内包カプセルの製造
石英ガラス性の試験管に、プレポリマーｄの０．１重量％の水溶液を２５℃で１０ｍＬ調製した。この水溶液の温度を５０℃以上に上昇させると、水溶液全体が透明から白濁へ変化した。このとき、光学顕微鏡観察を行い、コアセルベートが形成されていることを確認した。次いで、この水溶液を５５℃にし、エタノール０．７９ｍｌ中にビタミンＥ（ｄｌ-α-トコフェロール）０．２ｇを溶解した溶液５．０μｌを添加し、１２０Ｗの低圧水銀灯にて２５４ｎｍの光を１０分間照射した。その結果、疎水性ビタミンＥが紫外可視吸収スペクトルにより確認され（図６）、別途作成した検量線から、プレポリマーのコアセルベート中にビタミンＥの全てが内包された後、プレポリマーが架橋されたことが確認された。すなわち、導入したビタミンＥが全てカプセル化された。このミクロカプセルは、２５℃で７２０ｎｍの平均粒径を有した。
【００３７】
実施例３
２-エトキシエチルビニルエーテルのミクロスフェアの合成
三方活栓をつけたガラス反応容器を窒素ガス気流下で加熱し、容器内を十分乾燥させた。窒素雰囲気下、容器内に２-エトキシエチルビニルエーテル（０．７８Ｍ）、２-ビニロキシエチルメタクリレート（０．０２Ｍ）、酢酸エチル（１．０Ｍ）、１-イソブトキシエチルアセテート（４ｍＭ）およびトルエンを入れ、全体を４．５ｍＬとし、０℃に冷却した後、（ＣＨ３ＣＨ２）１．５ＡｌＣｌ１．５の２００ｍＭヘキサン溶液０．５０ｍＬ（２０ｍＭ）を加えて、重合を開始した。４．５時間後、アンモニア性メタノールを加えて重合を停止した。得られたサンプルをジクロロメタンで抽出後、有機溶媒をエバポレートし、２-エトキシエチルビニルエーテルに基づくプレポリマーを得た。このプレポリマーをオクタンに６０℃で溶解させた。この溶液を４５℃以下にした場合、コアセルベートの状態になった。次いで、この溶液の温度を３０℃にし、１２０Ｗの低圧水銀灯にて２５４ｎｍの光を１０分間照射した結果、３０℃で７５０ｎｍの平均粒径を有するミクロスフェアが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のミクロスフェアは、吸着能・放出能を有するミクロスフェアである。したがって、刺激応答性ポリマーを含む高機能材料、例えば医用製材料や化粧品などに応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１における４-ヒドロキシブチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体の種々の時間での分子量分布を示す図である。
【図２】実施例１における４-ヒドロキシブチルビニルエーテルと２-ビニロキシエチルメタクリレートとの共重合体の水溶液のコアセルベートを光学顕微鏡で観察した図である。
【図３】実施例１で製造したミクロスフェアａの動的光散乱結果を示す図である。
【図４】実施例１で製造したミクロスフェアｅのＡＦＭ像を示す図である。
【図５】実施例１で製造したミクロスフェアｅとアゾ染料ＤＣＺの水懸濁液の種々の温度での紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【図６】実施例２で製造したビタミンＥを内包したカプセルの水溶液の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルケニルエーテル重合体を含んでなる、ミクロスフェア。
【請求項２】
上記アルケニルエーテル重合体は、刺激応答性ユニットと、架橋性ユニットを含んでなる、請求項１に記載のミクロスフェア。
【請求項３】
上記刺激応答性ユニットは、一般式［Ｉ］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(ＯＲ２） ［Ｉ］
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は１価の有機基を示す。）
で表されるアルケニルエーテルに基づく、一般式［II］：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(ＯＲ２)]- ［II］
（式中、各記号は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットである、請求項２に記載のミクロスフェア。
【請求項４】
上記一般式［Ｉ］で表されるアルケニルエーテルは、一般式［Ｉ’］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２) ［Ｉ’］
（式中、Ｒ１は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義であり、Ｒ２１は、２価の有機基を示し、Ｒ２２は、水素原子または炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキル基を示し、ｌは、１〜１８の整数から選ばれる。）
で表されるアルケニルエーテルである、請求項３に記載のミクロスフェア。
【請求項５】
上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルは、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ(ＣＨ３)-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、または
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）
である、請求項４に記載のミクロスフェア。
【請求項６】
上記架橋性ユニットは、一般式［III］：
ＣＨＲ３=ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６） ［III］
（式中、Ｒ３およびＲ５は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示し、
Ｒ４は、炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキレン基を示し、
Ｒ６は、水素原子、メチル基、またはフェニル基を示す。)
で表されるジアルケニルエーテルに基づく、一般式［IV］：
-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]- ［IV］
（式中、各記号は、一般式［III］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットである、請求項２〜５のいずれかに記載のミクロスフェア。
【請求項７】
上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルは、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-Ｃ(ＣＨ３)=ＣＨ２)、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ=ＣＨ(Ｃ６Ｈ５))、または
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ=ＣＨ２)
である、請求項６に記載のミクロスフェア。
【請求項８】
上記アルケニルエーテル重合体の重量平均分子量は、５００〜１，０００，０００であり、かつ、その重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１〜２である、請求項１〜７のいずれかに記載のミクロスフェア。
【請求項９】
上記アルケニルエーテル重合体は、リビングカチオン重合により合成されたものである、請求項１〜８のいずれかに記載のミクロスフェア。
【請求項１０】
中空を有する、請求項１〜９のいずれかに記載のミクロスフェア。
【請求項１１】
中空内に目的物質が充填された、請求項１０に記載のミクロスフェア。
【請求項１２】
目的物質が、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質である、請求項１１に記載のミクロスフェア。
【請求項１３】
（１）溶媒中、アルケニルエーテル重合体を凝集させて、コアセルベートを形成させる工程と、
（２）上記コアセルベートの状態で上記アルケニルエーテル重合体の分子間を架橋する工程
を含む、請求項１に記載のミクロスフェアの製造方法。
【請求項１４】
上記工程（１）において、上記アルケニルエーテル重合体を構成する少なくとも一つのユニットの性質を変化させることによって、コアセルベートを形成させる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれかに記載のミクロスフェアを含んでなる、目的物質を吸着および／または放出するための剤。
【請求項１６】
目的物質が、環境ホルモン、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質である、請求項１４に記載の剤。
【請求項１】
アルケニルエーテル重合体を含んでなる、ミクロスフェア。
【請求項２】
上記アルケニルエーテル重合体は、刺激応答性ユニットと、架橋性ユニットを含んでなる、請求項１に記載のミクロスフェア。
【請求項３】
上記刺激応答性ユニットは、一般式［Ｉ］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(ＯＲ２） ［Ｉ］
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は１価の有機基を示す。）
で表されるアルケニルエーテルに基づく、一般式［II］：
-[ＣＨＲ１-ＣＨ(ＯＲ２)]- ［II］
（式中、各記号は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットである、請求項２に記載のミクロスフェア。
【請求項４】
上記一般式［Ｉ］で表されるアルケニルエーテルは、一般式［Ｉ’］：
ＣＨＲ１=ＣＨ(Ｏ-(Ｒ２１-Ｏ)ｌ-Ｒ２２) ［Ｉ’］
（式中、Ｒ１は、一般式［Ｉ］にて示されるものと同義であり、Ｒ２１は、２価の有機基を示し、Ｒ２２は、水素原子または炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキル基を示し、ｌは、１〜１８の整数から選ばれる。）
で表されるアルケニルエーテルである、請求項３に記載のミクロスフェア。
【請求項５】
上記一般式［Ｉ’］で表されるアルケニルエーテルは、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ(ＣＨ３)-ＣＨ２-ＯＨ）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）、
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ３）、または
ＣＨ２=ＣＨ(ＯＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-Ｏ-ＣＨ３）
である、請求項４に記載のミクロスフェア。
【請求項６】
上記架橋性ユニットは、一般式［III］：
ＣＨＲ３=ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６） ［III］
（式中、Ｒ３およびＲ５は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示し、
Ｒ４は、炭素数１から１８までの直鎖、分岐または環状のアルキレン基を示し、
Ｒ６は、水素原子、メチル基、またはフェニル基を示す。)
で表されるジアルケニルエーテルに基づく、一般式［IV］：
-[ＣＨＲ３-ＣＨ(Ｏ-Ｒ４-ＯＣＯ-ＣＲ５=ＣＨＲ６)]- ［IV］
（式中、各記号は、一般式［III］にて示されるものと同義である。）
で表されるユニットである、請求項２〜５のいずれかに記載のミクロスフェア。
【請求項７】
上記一般式［III］で表されるジアルケニルエーテルは、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-Ｃ(ＣＨ３)=ＣＨ２)、
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ=ＣＨ(Ｃ６Ｈ５))、または
ＣＨ２=ＣＨ(Ｏ-ＣＨ２-ＣＨ２-ＯＣＯ-ＣＨ=ＣＨ２)
である、請求項６に記載のミクロスフェア。
【請求項８】
上記アルケニルエーテル重合体の重量平均分子量は、５００〜１，０００，０００であり、かつ、その重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１〜２である、請求項１〜７のいずれかに記載のミクロスフェア。
【請求項９】
上記アルケニルエーテル重合体は、リビングカチオン重合により合成されたものである、請求項１〜８のいずれかに記載のミクロスフェア。
【請求項１０】
中空を有する、請求項１〜９のいずれかに記載のミクロスフェア。
【請求項１１】
中空内に目的物質が充填された、請求項１０に記載のミクロスフェア。
【請求項１２】
目的物質が、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質である、請求項１１に記載のミクロスフェア。
【請求項１３】
（１）溶媒中、アルケニルエーテル重合体を凝集させて、コアセルベートを形成させる工程と、
（２）上記コアセルベートの状態で上記アルケニルエーテル重合体の分子間を架橋する工程
を含む、請求項１に記載のミクロスフェアの製造方法。
【請求項１４】
上記工程（１）において、上記アルケニルエーテル重合体を構成する少なくとも一つのユニットの性質を変化させることによって、コアセルベートを形成させる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれかに記載のミクロスフェアを含んでなる、目的物質を吸着および／または放出するための剤。
【請求項１６】
目的物質が、環境ホルモン、遺伝子、医薬品、化粧品、香料、香辛料、色素および染料からなる群より選択された物質である、請求項１４に記載の剤。
【図１】
【図３】
【図５】
【図６】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図２】
【図４】
【公開番号】特開２００７−５４８００（Ｐ２００７−５４８００Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４６４７２（Ｐ２００５−２４６４７２）
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（５０４１４５３２０）国立大学法人福井大学 (287)
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【出願人】（５９９１００１９８）財団法人 滋賀県産業支援プラザ (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（５０４１４５３２０）国立大学法人福井大学 (287)
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【出願人】（５９９１００１９８）財団法人 滋賀県産業支援プラザ (12)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]