(57)【要約】【課題】水溶性ケイ酸塩と水溶性高分子化合物とからＷ／Ｏ／Ｗエマルジョンを用いて得られるマクロな孔を殻部分に持つ酸化ケイ素から構成される中空粒子が、全粒子中に当該粒子が占める割合を高めることができる製造技術を提供する。【解決手段】水溶性ケイ酸塩とマクロ孔形成用水溶性高分子および無機塩を含む第１水相粒子を油相中に分散してなるＷ／Ｏエマルジョンに沈殿剤水溶液を作用させることを特徴とする、複数のマクロ孔を有するケイ素酸化物から構成される中空粒子の製造方法。【選択図】図１
2010235372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性ケイ酸塩とマクロ孔形成用水溶性高分子および無機塩を含む第１水相粒子を油相中に分散してなるＷ／Ｏエマルジョンに沈殿剤水溶液を作用させることを特徴とする、複数のマクロ孔を有するケイ素酸化物から構成される中空粒子の製造方法。
【請求項２】
前記無機塩が、ハロゲン化アルカリ金属塩である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無機塩が、チオシアン酸塩またはグアニジン酸塩である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記無機塩が、カオトロピック塩である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記沈殿剤が塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸塩、セスキ炭酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜４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、殻部分に大きな孔構造を有する中空粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空構造の微小粒子は、材料内部に通常の分子や高分子にとって十分に大きな中空部分を持つため、様々な応用が期待できる。また、殻部分には、サイズにおいて様々な領域の細孔を持つことができ、この細孔を通じて粒子内部と外部とが連結できるため、粒子内部への物質の封入や粒子内物質のコントロールリリース等の応用も可能である。
【０００３】
殻部分の細孔サイズが１〜１０ｎｍの主にメソ孔を持つシリカ中空粒子の研究は特に盛んであり、最近の特許においても、特許文献１〜３をあげることができる。これらの多くは、ケイ素アルコキシド等の比較的高価なケイ素源を用いるが、安価な水ガラスによる殻部分にメソ孔を持つ中空シリカ粒子も合成されている（特許文献４，５；非特許文献１、２）。この中空シリカ粒子は、Ｗ／Ｏ／Ｗエマルジョンを用いる界面反応法で合成され、この合成法においては、最初に作るＷ／Ｏエマルジョンの水相内に、不溶／可溶にかかわらず、様々な物質を存在させることができ、例えば、水溶性タンパク質等を水ガラス溶液に溶解させて、それらをシリカ中空粒子に直接内包化することができると報告されている（特許文献６；非特許文献３）。
【０００４】
一方、中空粒子の殻部分にメソ孔より大きな孔を持つ粒子も、メソ孔を持つ粒子とは異なった応用の可能性があり、注目されている。例えば、孔径が５０ｎｍ以上のマクロ孔を持つポリメラミン中空粒子（非特許文献４）やポリスチレンの中空粒子（特許文献７）、マグネタイト・ポリスチレンの中空粒子（非特許文献５）が知られている。また、シリカ中空粒子では、リゾチーム・シリカの複合体からリゾチームを除去することでマクロな孔が開いたシリカ中空粒子の合成例もある（非特許文献６）。さらに、上述のＷ／Ｏ／Ｗエマルジョンを用いる界面反応法で、殻部分に大きなマクロ孔を持つシリカ中空粒子の合成も報告されている（特許文献８；非特許文献７）。
【０００５】
ところで、特許文献８および非特許文献７で述べられている界面反応法による殻部分に大きなマクロ孔を持つシリカ中空粒子の合成において、マクロな孔が殻部分に形成された中空粒子を簡便な一段の方法で合成することができるが、このようなマクロな孔を殻部分に持つ中空粒子の全粒子中での割合は決して高くなく、通常一割程度であることを別途確認した。そのため、収率や選択率を向上されることが重要である。当該粒子を実用的に製造するには、マクロな孔を殻部分に持つ中空粒子が全粒子中に占める割合を向上させるための有効な製造方法が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2008-174435
【特許文献２】特開2008-150229
【特許文献３】特開2008-11090
【特許文献４】特開昭63-270306
【特許文献５】特開昭61-227913
【特許文献６】特開2007-015990
【特許文献７】特開2003-088747
【特許文献８】特開2007-230794
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】M. Fujiwara, K. Shiokawa, Y. Tanaka, Y. Nakahara, Chem. Mater., 16, 5420-5426 (2004).
【非特許文献２】J. Liu, F. Fan, Z. Feng, L. Zhang, S. Bai, Q. Yang, C. Li, J. Phys. Chem. C, 112, 16445-16451 (2008).
【非特許文献３】M. Fujiwara, K. Shiokawa, K. Hayashi, K. Morigaki Y. Nakahara, J. Biomed. Mater. Res. A, 81A, 103-112 (2007).
【非特許文献４】E. Kamio, S. Yonemura, T. Ono, H. Yoshizawa, Langmuir, 24, 13287-13298 (2008).
【非特許文献５】S. Yang, H. Liu, Z. Zhang, Langmuir, 24, 10395-10401 (2008).
【非特許文献６】T. Shiomi, T. Tsunoda, A. Kawai, F. Mizukami, K. Sakaguchi, Chem. Commun., 2007, 4404-4406.
【非特許文献７】M. Fujiwara, K. Shiokawa, I. Sakakura, Y. Nakahara, Nano Lett., 6, 2925-2928 (2006).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、水溶性ケイ酸塩と水溶性高分子化合物とからＷ／Ｏ／Ｗエマルジョンを用いて得られるマクロな孔を殻部分に持つ酸化ケイ素から構成される中空粒子が、全粒子中に当該粒子が占める割合を高めることができる製造技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような観点から、中空粒子合成過程において、Ｗ／Ｏエマルジョンの水相である第１水相の組成を改良した。第１水相中に一定量以上の水溶性高分子化合物を混入させると、球状中空粒子が得られなくなることを確認した。また、球状粒子が得られても、酸化ケイ素の１ミクロン程度以下の微粒子形成が著しくなる。このように、単に第１水相中の水溶性高分子化合物の組成を変化させるだけでは、酸化ケイ素の中空粒子の殻部分に多くの大きな孔を構築することは出来ないと考えた。そこで、ケイ酸塩と水溶性高分子化合物とから成るこの第１水相に第３成分を加えることで、上述の限界である球状中空粒子が生成しないこと、あるいは１ミクロン程度以下の微粒子の形成を抑制しながら、酸化ケイ素の中空粒子の殻部分に多くの大きな孔を構築する方法を種々検討した結果、殻部分にマクロな孔を持つものの割合を５割以上に向上させることに成功し、本発明に至った。
【００１０】
項１．  水溶性ケイ酸塩とマクロ孔形成用水溶性高分子および無機塩を含む第１水相粒子を油相中に分散してなるＷ／Ｏエマルジョンに沈殿剤水溶液(第２水相)を作用させることを特徴とする、複数のマクロ孔を有するケイ素酸化物から構成される中空粒子の製造方法。
【００１１】
項２．  前記無機塩が、ハロゲン化アルカリ金属塩である項１に記載の方法。
【００１２】
項３．  前記無機塩が、チオシアン酸塩またはグアニジン酸塩である項１に記載の方法。
【００１３】
項４．  前記無機塩が、カオトロピック塩である項１に記載の方法。
【００１４】
項５．  前記沈殿剤が塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸塩、セスキ炭酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種である項１〜４のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【００１５】
本特許は、Ｗ／Ｏ／Ｗエマルジョンを用いて合成されるケイ素酸化物の中空粒子において、第１水相の第３成分として、水溶性の無機塩を添加することで、殻部分に５０ｎｍ以上のマクロ細孔を有する粒子が、全粒子中において半数以上となる製造法を提供し、これにより当該粒子の大量生産や特性の発揮に資することができる粉体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】マクロ孔をカプセル殻に有するケイ素酸化物中空粒子合成の概念図。
【図２】特許文献８の第１水相を用いて合成したシリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）。
【図３】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図４】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図５】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図６】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図７】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図８】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図９】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１０】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１１】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１２】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１３】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１４】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１５】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１６】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１７】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１８】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図１９】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図２０】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）。
【図２１】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【図２２】マクロ孔殻シリカ中空粒子の電子顕微鏡像(2000倍）
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の製造方法の概念図を図１に示す。
【００１８】
なお、以下において、水相１と第１水相は同じ意味に用いられ、水相２と第２水相は同じ意味に用いられる。
【００１９】
図１に示されるように、水溶性高分子、無機塩および水溶性ケイ酸塩を含む第１水相（Ｗ）と油相（Ｏ）とのＷ／Ｏエマルジョンを作製する。このＷ／Ｏエマルジョンは、水溶性高分子、無機塩および水溶性ケイ酸塩を含む水相と油相と界面活性剤（乳化剤）を用い、ホモジナイザーなどを用いて機械撹拌することにより製造することができる。得られたＷ／Ｏエマルジョンを沈殿剤を含む第２水相(沈殿剤水溶液)に加えることにより、マクロ孔を有するケイ素酸化物から構成される中空粒子を製造することができる。
【００２０】
第１水相中の成分は、マクロ孔を殻に有するケイ素酸化物（シリカ）中空粒子を高効率で製造するための、重要条件の一つである。水溶性ケイ酸塩としては、ケイ酸ナトリウムが挙げられ、好ましくは水ガラスが挙げられる。第１水相中の水溶性ケイ酸塩（水ガラス）の濃度は、特に限定されないが、第１水相の全体積に対して0.1〜5g/mL、好ましくは0.5〜1g/mL（水ガラスとして）が良い。
【００２１】
用いるケイ酸ナトリウムなどの水溶性ケイ酸塩は特に限定されないが、市販のＪＩＳ規格の１号から３号の水ガラス、４号水ガラス、メタケイ酸ナトリウム等と特に限定されないが、３号水ガラスが良い。また、第１水相に加える水溶性高分子化合物としては、
水溶性高分子としては、水に溶かした場合に酸性にならないものであれば特に限定されないが、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、ポリメタクリル酸のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩あるいはポリアクリル酸とポリメタクリル酸の共重合体などのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩等を挙げることができる。アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩が挙げられ、ナトリウム塩とカリウム塩が好ましく、ナトリウム塩が特に好ましい。好ましい水溶性高分子として、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムが挙げられる。水溶性高分子の濃度としては、水ガラスなどの水溶性ケイ酸塩水溶液よりシリカ沈殿が生成しない限り特に限定されないが、良好なマクロ孔を中空粒子の殻に形成させるには、一定量以上の水溶性高分子の濃度が望ましい。用いる水溶性高分子にもよるが、５０ｇ／Ｌ〜１８０ｇ／Ｌが良く、８０ｇ／Ｌ〜１２０ｇ／Ｌが特に好ましい。水溶性高分子は、水溶性ケイ酸塩、特に水ガラスに対して2〜20重量％程度が良い。
【００２２】
水溶性高分子の平均分子量は特に限定されないが、３０００〜５，０００，０００が好ましい。適切な平均分子量はポリマーに依存するが、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩あるいはこれらの共重合体の塩の場合は、3000〜15000程度が好ましく、特に5000〜12000程度が良い。塩となる金属としては、ポリマー塩の水溶性を維持できるものならば特に限定されないが、アルカリ金属、アンモニウム塩を挙げることができる。
【００２３】
マクロ孔を殻に有するシリカ中空粒子を高効率で製造するためには、さらに添加物を加えることが重要である。添加物としては、種々の無機塩を挙げることができる。無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化リチウム、臭化ナトリウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、グアニジン塩酸塩、グアニジンチオシアン酸塩等をあげることができる。添加量としては、第１水相にゲル状部分が形成されない限り特に限定されないが、塩化ナトリウムの場合は第１水相全体に対して8〜30ｇ/L、チオシアン酸カリウムの第１
水相全体に対して8〜25ｇ/L、グアニジン塩酸塩の場合は第１水相全体に対して10〜100ｇ/Lが好ましい。無機塩の添加による、マクロ孔を殻に有する中空粒子の高効率な製造は、比較例１、実施例１〜２より明らかである。比較例１は、添加塩無しで合成された粒子であるが、マクロ孔を持つ粒子は全体で１〜２割程度である。一方、実施例１、２からわかるように、チオシアン酸カリウムを第１水相に加えて合成した粒子では、マクロ孔を殻に有する中空粒子が全体で５割程度ある。このように、無機塩の添加によりマクロ孔を持つ粒子をより高い割合で合成することに成功した。
【００２４】
カオトロピック剤として、尿素、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、塩酸グアニジン、イソチオシアン酸グアニジン、チオシアン酸グアニジンなどのグアニジン塩、過塩素酸のアルカリ金属塩、トリフルオロ酢酸のアルカリ金属塩、トリクロロ酢酸のアルカリ金属塩、チオシアン酸のアルカリ金属塩、から選ばれる少なくとも１種を使用することが好ましい。
【００２５】
チオシアン酸塩としては、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸リチウム、チオシアン酸アンモニウムなどが挙げられる。
【００２６】
グアニジン酸塩としては、スルファミン酸グアニジン、硝酸グアニジン、硫酸グアニジン、リン酸グアニジンまたは炭酸グアニジン等が挙げられる。
【００２７】
用いる油相の成分としては、第１水相と混合も反応もしないものならば特に限定されな
いが、炭化水素系の有機溶媒が良く、特にｎ−ヘキサンやｎ−ペンタンが良い。また加える界面活性剤(乳化剤)としては、Ｗ／Ｏエマルジョンを十分に安定化させるものであれば特に限定されないが、ソービタン系の通称ＴｗｅｅｎやＳｐａｎと呼ばれる一連の界面活性剤が良く、それらを単独、あるいは２種以上を混合しても良い。特に単独で用いる場合は、Ｔｗｅｅｎ８５が良い。界面活性剤の濃度は、エマルジョンを安定化させるものならば特に限定されないが、5〜50g/Lが良い。Ｗ／Ｏエマルジョンを形成させる際のホモジナイザーの回転数は、特に限定されないが、３０００〜２００００回転が良く、より好ましくは、５０００〜１５０００回転が良い。撹拌時間は、特に限定されないが、３０秒から１０分程度、撹拌することが望ましく、１分〜６分程度撹拌することが特に望ましい。
【００２８】
その後、このＷ／Ｏエマルジョンをすばやく第２水相(沈殿剤水溶液)に加える。加える方法は特に限定されないが、十分に撹拌された第２水相に、そのまま一度に加えればよい。この際の第２水相の撹拌速度は、特に限定されないが、１００〜１０００回転が良く、特に２００〜６００回転が望ましい。Ｗ／Ｏエマルジョンを加えた後の溶液は、引き続き撹拌する。その際の時間は、特に限定されないが、２〜１８０分が良く、特に５〜３０分が望ましい。また、この第２水相の温度は、特に限定されないが、１０〜５０℃が好ましく、特に１５〜４０℃が特に好ましい。その後に、生成した白色の粉末を溶液から回収する。回収方法は、特に限定されないが、吸引ろ過法により行えばよい。
【００２９】
第２水相に用いる沈殿剤の種類や濃度は、シリカの沈殿が生成できるものであれば、特に限定されないが、マクロ孔を殻に有するシリカ中空粒子を効率で製造するには、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウムなどの炭酸水素塩の水溶液が良い。また、他としては、シリカの沈殿が生成できるものであれば、特に限定されないが、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニウム塩などが挙げられる。また、これらの混合溶液も良く、特に限定されないが、炭酸水素アンモニウムと塩化アンモニウムの混合溶液が好ましい。その比率としては、特に限定されないが、塩化アンモニウムが炭酸水素アンモニウムに対し重量比で、０〜５０％が良い。沈殿剤の絶対量としては、第１水相中のケイ素のモル数の２〜５倍用いることが好ましく、濃度としては、１〜５Ｍが良く、特に１．５〜３Ｍが好ましい。
【００３０】
マクロ孔の孔径としては、１００ｎｍ〜３０μｍ程度、好ましくは１００ｎｍ〜２０μｍ程度、より好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍ程度、特に１００ｎｍ〜１μｍ程度である。
【００３１】
中空粒子の大きさは、例えば０．２〜１００μｍ程度、好ましくは０．５〜５０μｍ程度、より好ましくは１〜２０μｍ程度、特に１〜１０μｍ程度である。中空粒子の粒径は、Ｗ／Ｏエマルジョンの粒径(エマルジョンの製造条件)などにより制御可能である。
【００３２】
中空粒子当たりのマクロ孔の数は、２以上、好ましくは３〜１００程度、より好ましくは５〜５０程度、さらに好ましくは５〜３０程度である。
【００３３】
得られたマクロ孔を有する殻のシリカ、および水不溶性ケイ酸塩マイクロカプセルの形態や細孔構造は、光学顕微鏡、電子顕微鏡、あるいは窒素の吸着等温線により確認することができる。得られるマクロ孔の大きさは、用いるポリマーの種類や濃度、界面活性剤や沈殿剤の種類により異なり、出来上がったシリカ、および水不溶性ケイ酸塩中空粒子内に数百ｎｍから数ミクロンないし数十ミクロンの大きさの化合物を充填することが可能である。また、殻のマクロ孔よりも大きな化合物ならば、水相１に溶解するあるいは不溶に関係なく、直接内包化し、中空粒子マイクロカプセル内に閉じこめることも可能である。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
比較例１：特許文献８にある第１水相を用いて合成したシリカ中空粒子の製造
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタクリル酸ナトリウム水溶液（6.50ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、イオン交換水5.5mLから成る水溶液を第１水相とした。一方、Tween85（1.02ｇ）をｎ−ヘキサン48ｍＬに溶かした溶液を油相とした。この２つの溶液から、IKA社製25Tのホモジナイザー（シャフトジェネレーターはS25N-25F）を用いてＷ／Ｏエマルジョンを形成させた。回転数を8000回転とし、５分間撹拌した。
【００３５】
第２水相は、炭酸水素アンモニウム39.84ｇ（504mmol）を水に溶かして総量を252mLと
した溶液を用い、この溶液をウォーターバスで40℃に加熱した。撹拌機を用いて400回転
で撹拌させながら、上述のＷ／Ｏエマルジョンを即座に加えた。40℃で加熱しながら撹拌をそのまま10分間続けた後、ろ別することでシリカ中空粒子を得た。この固体を、新しいイオン交換水500mLで３回、メタノール100mLで１回洗浄し、80℃で18時間乾燥させた（収量4.251ｇ）。
【００３６】
図２に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像（日本電子社製ＪＳＭ−６３９０）を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は１〜２割程度であることがわかる。
実施例１：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタクリル酸ナトリウム水溶液（6.50ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、チオシアン酸カリウム0.405ｇ（4.16mmol）、イオン交換水4.3mLから成る水溶液を第１水相とした。一方、Tween85（1.02ｇ：モル数は混合物につき不明）をｎ−ヘキサン48ｍＬに
溶かした溶液を油相とした。この２つの溶液から、IKA社製25Tのホモジナイザー（シャフトジェネレーターはS25N-25F）を用いてＷ／Ｏエマルジョンを形成させた。回転数を8000回転とし、５分間撹拌した。
【００３７】
第２水相は、炭酸水素アンモニウム39.84ｇ（504mmol）を水に溶かして総量を252mLと
した溶液を用い、この溶液をウォーターバスで40℃に加熱した。撹拌機を用いて400回転
で撹拌させながら、上述のＷ／Ｏエマルジョンを即座に加えた。40℃で加熱しながら撹拌をそのまま10分間続けた後、ろ別することでシリカ中空粒子を得た。この固体を、新しいイオン交換水500mLで３回、メタノール100mLで１回洗浄し、80℃で18時間乾燥させた（収量4.114ｇ）。
【００３８】
図３に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像（日本電子社製ＪＳＭ−６３９０）を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度あることもわかる。
実施例２：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法２
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタクリル酸ナトリウム水溶液（6.50ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、チオシアン酸カリウム0.203ｇ（2.09mmol）、イオン交換水4.3mLから成る水溶液を第１水相とした。この第１水相を用いて実施例１と同様の方法で合成した（収量4.220ｇ）。
【００３９】
図４に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、
このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度あることもわかる。
実施例３：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法３
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタクリル酸ナトリウム水溶液（6.50ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、チオシアン酸カリウム0.304ｇ（3.13mmol）、イオン交換水4.3mLから成る水溶液を第１水相とした。この第１水相を用いて実施例１と同様の方法で、回転数は10000回転とし、ホモ
ジナイザーの撹拌時間を４分間して合成した（収量4.400ｇ）。
【００４０】
図５に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例４：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法４
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタリル酸ナトリウム水溶液（6.508ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、塩
化ナトリウム0.366ｇ（6.26mmol）、イオン交換水4.3mLから成る水溶液を第１水相とした。この第１水相を用いて実施例１と同様の方法で、回転数は10000回転とし、ホモジナイ
ザーの撹拌時間を４分間して合成した（収量4.435ｇ）。
【００４１】
図６に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例５：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法５
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタリル酸ナトリウム水溶液（6.508ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、塩
化ナトリウム0.549ｇ（9.39mmol）、イオン交換水4.8mLから成る水溶液を第１水相とした。この第１水相を用いて実施例１と同様の方法で、回転数は10000回転とし、ホモジナイ
ザーの撹拌時間を４分間して合成した（収量4.534ｇ）。
【００４２】
図７に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例６：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法６
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタリル酸ナトリウム水溶液（6.96ｇ、ポリマーとして2.09ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、塩化ナトリウム0.370ｇ（6.33mmol）、イオン交換水3.8mLから成る水溶液を第１水相とした。この第１水相を用いて実施例１と同様の方法で、回転数は10000回転とし、ホモジナイザ
ーの撹拌時間を４分間して合成した（収量4.462ｇ）。
【００４３】
図８に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例７：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法７
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタリル酸ナトリウム水溶液（5.578ｇ、ポリマーとして1.67ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、チ
オシアン酸カリウム0.452ｇ（4.65mmol）、イオン交換水5.3mLから成る水溶液を第１水相
とした。第２水相として、炭酸水素アンモニウム26.703ｇ、塩化アンモニウム13.303ｇが溶解した252ｍＬの水溶液を用いて、実施例１と同様の方法で合成した（収量4.456ｇ）。
【００４４】
図９に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例８：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法８
実施例７と同様の第１水相を用い、油相中のTween８５の重量を1.5ｇとして、実施例１と同じ方法でエマルジョンを作り、実施例１と同じ第２水相を用いて合成した（収量3.887ｇ）。
【００４５】
図１０に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例９：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法９
実施例８と同様の方法で、第１水相、油相を用いてエマルジョンを形成し、これを実施例７に用いた第２水相に加えて合成した（収量3.553ｇ）。
【００４６】
図１１に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例１０：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１０
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタクリル酸ナトリウム水溶液（7.04ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；サイエンティフィック・ポリマー・プロダクツ社製：Ｍｗ〜6500；29.71％水溶液）、チオシアン酸カリウム0.304ｇ（3.13mmol）、イオン交換水3.8mLから成る水溶液を第１水相とし、1.02ｇのTween85をｎ−ヘキサン48ｍＬに溶かした溶液を油相とした。この２つの溶液から、ホモジナイザーを用い回転数10000で４分
間撹拌することでＷ／Ｏエマルジョンを形成させて、実施例1と同じ第２水相を用いて合
成した（収量4.291ｇ）。
【００４７】
図１２に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例１１：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１１
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタリル酸ナトリウム水溶液（6.501ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、チ
オシアン酸カリウム0.304ｇ（3.13mmol）、イオン交換水4.3mLから成る水溶液を第１水相とし、1.50ｇのTween85をｎ−ヘキサン48ｍＬに溶かした溶液を油相とした。この２つの
溶液から、ホモジナイザーを用い回転数10000で４分間撹拌することでＷ／Ｏエマルジョ
ンを形成させて、実施例１と同じ第２水相を用いて合成した（収量4.013ｇ）。
【００４８】
図１３に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例１２：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１２
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタリル酸ナトリウム水溶液（6.501ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、チ
オシアン酸カリウム0.304ｇ（3.13mmol）、イオン交換水4.3mLから成る水溶液を第１水相とし、1.00ｇのTween85をｎ−ヘキサン48ｍＬに溶かした溶液を油相とした。この２つの
溶液から、ホモジナイザーを用い回転数10000で４分間撹拌することでＷ／Ｏエマルジョ
ンを形成させて、実施例７と同じ第２水相を用いて合成した（収量4.260ｇ）。
【００４９】
図１４に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例１３：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１３
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタリル酸ナトリウム水溶液（6.501ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、チ
オシアン酸カリウム0.304ｇ（3.13mmol）、イオン交換水4.3mLから成る水溶液を第１水相とし、1.00ｇのTween85をｎ−ヘキサン48ｍＬに溶かした溶液を油相とした。この２つの
溶液から、ホモジナイザーを用い回転数10000で４分間撹拌することでＷ／Ｏエマルジョ
ンを形成させて、実施例１と同じ第２水相を用いて、第２水相の温度を30℃にして合成した（収量4.560ｇ）。
【００５０】
図１５に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割以上程度あることもわかる。
実施例１４：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１４
水ガラス３号（16.69ｇ、ケイ素含有量80.3 mmol）、ポリメタリル酸ナトリウム水溶液（6.508ｇ、ポリマーとして1.95ｇ；アルドリッチ社製：Ｍｗ〜9500；30％水溶液）、グ
アニジン塩酸塩0.300ｇ（3.14mmol）、イオン交換水4.3mLから成る水溶液を第１水相とした。この第１水相を用いて実施例４と同様の方法で合成した（収量4.234ｇ）。
【００５１】
図１６に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度あることもわかる。
実施例１５：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１５
実施例１４と同じ方法で、グアニジン塩酸塩1.498ｇ（15.68mmol）を用いて合成した（収量4.294ｇ）。
【００５２】
図１７に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度以上あることもわかる。
実施例１６：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１６
実施例３と同様の方法で第１水相、油相および第２水相を用い、ホモジナイザーの回転数を12000として４分間撹拌して合成した（収量3.406ｇ）。
【００５３】
図１８に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像（日本電子社製ＪＳＭ−６３９０）を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度以上あることもわかる。
実施例１７：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１７
実施例７と同様の方法で第１水相、油相を用い、第２水相とはエマルジョン形成は実施例１と方法で、第２水相を３０℃にして合成した（収量3.803ｇ）。
【００５４】
図１９に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像（日本電子社製ＪＳＭ−６３９０）を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度以上あることもわかる。
実施例１８：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１８
実施例６と同様の方法で、油相中のTween85を1.5ｇ用いて合成した（収量4.383ｇ）。
【００５５】
図２０に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像（日本電子社製ＪＳＭ−６３９０）を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度以上あることもわかる。
実施例１９：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法１９
実施例５と同様の方法で、第２水相中を実施例８と同じものを用いて合成した（収量4.333ｇ）。
【００５６】
図２１に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像（日本電子社製ＪＳＭ−６３９０）を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度以上あることもわかる。
実施例２０：マクロ孔を有するシリカ中空粒子の製造方法２０
実施例５と同様の方法で、油相中のTween８５の重量を1.5ｇとし、第２水相を実施例８と同じものを用いて合成した（収量4.539ｇ）。
【００５７】
図２２に、こうして得られたシリカ中空粒子の電子顕微鏡写真像（日本電子社製ＪＳＭ−６３９０）を載せた。粒子径は主に1〜10μmで、その粒子の殻部分に100nm〜500nmのマクロな細孔が形成されている。また、このようなマクロ孔が形成されている粒子の全粒子中での割合は５割程度以上あることもわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本特許で新しく製造された材料は、多くの分野で想定されるが、例えば以下のような応用が期待できる。
【００５９】
中空シリカ粒子は、ナノからミクロンサイズの細孔が殻部分に形成されているため、タンパク質や核酸等の生体関連の巨大な分子や、微粒子等を混入させることができると期待される。また、油脂等の粘性の高い物質を粒子内部に封入することもできると期待される。これらを利用して、化粧品や、コスメティック分野への応用が期待される。
【図１】
2010235372.tif 000003
【図２】
2010235372.tif 000004
【図３】
2010235372.tif 000005
【図４】
2010235372.tif 000006
【図５】
2010235372.tif 000007
【図６】
2010235372.tif 000008
【図７】
2010235372.tif 000009
【図８】
2010235372.tif 000010
【図９】
2010235372.tif 000011
【図１０】
2010235372.tif 000012
【図１１】
2010235372.tif 000013
【図１２】
2010235372.tif 000014
【図１３】
2010235372.tif 000015
【図１４】
2010235372.tif 000016
【図１５】
2010235372.tif 000017
【図１６】
2010235372.tif 000018
【図１７】
2010235372.tif 000019
【図１８】
2010235372.tif 000020
【図１９】
2010235372.tif 000021
【図２０】
2010235372.tif 000022
【図２１】
2010235372.tif 000023
【図２２】
2010235372.tif 000024