JP5270884B2 - 分散剤およびこの分散剤を含むポリ乳酸系複合樹脂粒子 - Google Patents
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Description
本発明の分散剤は、脂肪族ポリエステルブロックとポリペプチドブロック(又はポリアミノ酸ブロック)とを有するブロック共重合体で構成されている。そして、このような分散剤は、特に限定されないが、水系溶媒に乳酸系樹脂粒子を分散させるための分散剤として好適に利用できる。
前記ブロック共重合体は、脂肪族ポリエステルブロック(脂肪族ポリエステル単位、脂肪族ポリエステルセグメント、脂肪族ポリエステル鎖、単に脂肪族ポリエステルということがある)と、ポリアミノ酸ブロック(ポリアミノ酸単位、ポリアミノ酸セグメント、ポリアミノ酸鎖、単にポリアミノ酸ということがある)とが結合したブロック共重合体である。
また、脂肪族ポリエステルブロックとポリペプチドブロックとは、アミド結合、エステル結合などにより結合されていてもよく、スペーサー基を介して結合していてもよい。
本発明の複合樹脂粒子は、乳酸系樹脂粒子と、前記分散剤(又はブロック共重合体)とで構成されている。すなわち、複合樹脂粒子は、乳酸系樹脂粒子と、この乳酸系樹脂粒子を被覆する前記分散剤とで構成されている複合樹脂粒子(分散剤を含む樹脂粒子)である。
本発明の複合樹脂粒子(又は分散液)は、水系溶媒中に、前記分散剤により、前記乳酸系樹脂粒子を分散できる方法である限り特に限定されない。例えば、本発明の複合樹脂粒子(又は分散液)は、(1)乳酸系樹脂およびこの乳酸系樹脂を溶解可能な溶媒(A)を含む溶液(a)と、前記分散剤および水系溶媒(詳細には、乳酸系樹脂に対する貧溶媒である水系溶媒)(B)を含む溶液(b)とを混合し、前記溶媒(A)を除去する方法(溶媒置換法又は転相乳化法)、(2)乳酸系樹脂(又は乳酸系樹脂粒子)および前記分散剤を混練(又は混合、溶融混練など)させたのち、水系溶媒を混合し、分散(又は乳化)させる方法などが挙げられる。
溶媒としてのテトラヒドロフラン(THF)100mLに、側鎖アミノ基を保護したリシン(Lys(Z)、保護基ベンジルオキシカルボニル基)10g(0.031モル)と、トリホスゲン7g(0.023モル)とを加え、45℃で2時間攪拌した。溶液が透明になったことを確認した後、n−ヘキサンで4回再結晶を行い、モノマーとなるLys(Z)のN−カルボキシ酸無水物(Lys(Z)−NCA)を得た。
合成例1において、Lys(Z)−NCA/n−プロピルアミン(モル比)=1/35としたこと以外は、合成例1と同様にして平均重合度44のポリペプチドP(Lys(Z))を得た。
ポリ乳酸(PLA、和光純薬工業(株)製)2.0g(4.0×10−4モル)に対して、N,N−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)0.42g(2.0×10−3モル)、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)0.24g(2.1×10−3モル)および合成例1で得られたP(Lys(Z))1.6g(3.6×10−4モル)を加え、0℃で96時間反応させた。なお、カップリング剤であるDCCおよびNHSは、PLAの末端カルボキシ基に対して、5当量である。
実施例1において、合成例2で得られたP(Lys(Z))を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、ポリ乳酸−ポリリシンブロック共重合体(PLA−P(Lys))を得た。なお、PLA−P(Lys)の臨界ミセル濃度は、9.27×10−5モル/Lであった。
テトラヒドロフラン(THF)20mLにポリ乳酸(PLA、和光純薬工業(株)製、重量平均分子量5000)20mg(4.0×10−6モル)を溶解させたポリマー溶液Aと、イオン交換水20mLに実施例1で得られたPLA−P(Lys)を1.6mg(2.0×10−7モル)を溶解させたポリマー溶液Bとをそれぞれ調製した。
実施例3において、ビーカーの開口部面積を19.6cm2としたこと以外は、実施例3と同様にして、ポリ乳酸粒子(平均粒径382nm)が水に分散した水分散液を得た。得られたポリ乳酸粒子は、単分散であり、粒径分布が狭いものであった。なお、図1に、得られた粒子の走査型電子顕微鏡写真を示す。
実施例4において、ビーカーの開口部面積を63.6cm2としたこと以外は、実施例3と同様にして、ポリ乳酸粒子(平均粒径357nm)が水に分散した水分散液を得た。得られたポリ乳酸粒子は、単分散であり、粒径分布が狭いものであった。
テトラヒドロフラン(THF)20mLにポリ乳酸(PLA、和光純薬工業(株)製、重量平均分子量5000)30mg(6.0×10−6モル)を溶解させたポリマー溶液Aと、イオン交換水20mLに実施例1で得られたPLA−P(Lys)を1.6mg(2.0×10−7モル)を溶解させたポリマー溶液Bとをそれぞれ調製した。
テトラヒドロフラン(THF)20mLにポリ乳酸(PLA、和光純薬工業(株)製、重量平均分子量5000)20mg(4.0×10−6モル)を溶解させたポリマー溶液Aと、イオン交換水20mLに実施例2で得られたPLA−P(Lys)を1.6mg(2.0×10−7モル)を溶解させたポリマー溶液Bとをそれぞれ調製した。
テトラヒドロフラン(THF)20mLにポリ乳酸(PLA、和光純薬工業(株)製、重量平均分子量5000)20mg(4.0×10−6モル)を溶解させたポリマー溶液Aを100mLのビーカーに入れ、ぺリスタポンプを用いてイオン交換水20mLを1時間かけて滴下した。その後、ビーカーの開口部面積を19.6cm2として、室温で一晩放置し、THFを蒸発させることにより、ポリ乳酸粒子(平均粒径455nm)が水に分散した水分散液を得た。得られたポリ乳酸粒子の経時変化を観察したところ、しばらくすると凝集沈殿した。
Claims (15)
- 脂肪族ポリエステルブロックとポリペプチドブロックとを有するブロック共重合体で構成されている分散剤であって、水系溶媒に乳酸系樹脂粒子を分散させるための分散剤。
- 脂肪族ポリエステルブロックが、少なくとも乳酸成分で構成されたヒドロキシカルボン酸成分のポリマーブロックである請求項1記載の分散剤。
- 脂肪族ポリエステルブロックの平均重合度が20〜600である請求項1又は2記載の分散剤。
- ポリペプチドブロックが、側鎖に親水性基を有する中性アミノ酸、酸性アミノ酸および塩基性アミノ酸から選択された少なくとも1種の親水性アミノ酸成分で構成されたアミノ酸成分が重合したポリペプチドブロックである請求項1〜3のいずれかに記載の分散剤。
- ポリペプチドブロックの平均重合度が8〜200である請求項1〜4のいずれかに記載の分散剤。
- 脂肪族ポリエステルブロックの平均重合度とポリペプチドブロックの平均重合度との割合が、93/7〜15/85である請求項1〜5のいずれかに記載の分散剤。
- ブロック共重合体の臨界ミセル濃度が5×10−7〜5×10−4モル/Lである請求項1〜6のいずれかに記載の分散剤。
- 乳酸系樹脂粒子と、この乳酸系樹脂粒子を被覆する請求項1〜7のいずれかに記載の分散剤とで構成された複合樹脂粒子。
- 乳酸系樹脂粒子がポリ乳酸樹脂粒子である請求項8記載の複合樹脂粒子。
- 乳酸系樹脂粒子の平均粒子径が100〜3000nmである請求項8又は9記載の複合樹脂粒子。
- 分散剤の割合が、乳酸系樹脂粒子100重量部に対して1〜30重量部である請求項8〜10記載の複合樹脂粒子。
- 請求項8〜11のいずれかに記載の複合樹脂粒子および水系溶媒を含む水系分散液。
- 水系溶媒が水である請求項12記載の分散液。
- 複合樹脂粒子の割合が5〜70重量%である請求項12又は13記載の分散液。
- 乳酸系樹脂およびこの乳酸系樹脂を溶解可能な溶媒(A)を含む溶液(a)と、請求項1〜8のいずれかに記載の分散剤および水系溶媒(B)を含む溶液(b)とを混合し、前記溶媒(A)を除去し、請求項8〜11のいずれかに記載の複合樹脂粒子を製造する方法。
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