DE10101892A1 - Herstellung aktivstoffhaltiger Kapseln durch Miniemulsionspolymerisation - Google Patents

Abstract

Es werden Verfahren zur Herstellung aktiv- oder wirkstoffhaltiger Polymerisatkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen unter in situ-Verkapselung des jeweiligen Aktiv- oder Wirkstoffs durch nichtradikalische Miniemulsionspolymerisation, vorzugsweise Polyaddition, geeigneter Monomere beschrieben, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil ist und sich mit den Ausgangsmonomeren homogen mischen läßt. DOLLAR A Die auf diese Weise hergestellten aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerisatträgersysteme können als Delivery-Systeme, insbesondere im Bereich der Kosmetik und Körperpflege, im Bereich der Pharmazie, bei der Klebstoffverarbeitung und/oder im Bereich der Wasch- und Reinigungsmittel, verwendet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung aktiv- oder wirk­ stoffhaltiger Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen durch nichtradikali­ sche Miniemulsionspolymerisation sowie die Verwendung der auf diese Weise hergestellten Kapseln, Kügelchen oder Tröpfchen als Delivery-Systeme für Aktiv- oder Wirkstoffe, insbesondere zum Einsatz in Kosmetikprodukten, pharmazeutischen Zusammensetzungen, Klebstoffen, Wasch- und Reinigungs­ mitteln und dergleichen.

Aktivstoffe oder Wirksubstanzen wie Duftstoffe, etherische Öle, Parfümöle und Pflegeöle, Farbstoffe oder pharmazeutisch aktive Wirkstoffe, die in kos­ metischen und/oder pharmazeutischen Produkten oder in Wasch- und Reini­ gungsmitteln eingesetzt werden, verlieren häufig schon bei der Lagerung oder aber direkt bei der Anwendung ihre Aktivität. Manche dieser Stoffe können auch eine zur Verwendung nicht ausreichende Stabilität besitzen oder störende Wechselwirkungen mit anderen Produktbestandteilen verursachen.

Daher ist es von Interesse, solche Substanzen kontrolliert und am gewünschten Einsatzort mit maximaler Wirkung einzusetzen.

Aus diesem Grunde werden Aktiv- oder Wirksubstanzen wie Duftstoffe, Pfle­ geöle und antibakterielle Wirkstoffe den Produkten in räumlich abgegrenzter, geschützter Form zugesetzt. Häufig werden empfindliche Substanzen in Kap­ seln verschiedener Größen eingeschlossen, auf geeigneten Trägermaterialien adsorbiert oder chemisch modifiziert. Die Freisetzung kann dann mit Hilfe ei­ nes geeigneten Mechanismus aktiviert werden, beispielsweise mechanisch durch Scherung, oder diffusiv direkt aus dem Matrixmaterial erfolgen.

Daher werden Systeme gesucht, die sich als Verkapselungs-, Transport- oder Darreichungsvehikel - oft synonym auch als "Delivery-Systeme" oder "Car­ rier-Systeme" bezeichnet - eignen.

Es existieren bereits zahlreiche kommerzielle Delivery-Systeme, die auf po­ rösen Polymerpartikeln oder Liposomen basieren (z. B. Mikrosponges® von der Firma Advanced Polymer Systems oder aber Nanotopes® von der Firma Ciba-Geigy, siehe hierzu B. Herzog, K. Sommer, W. Baschong, J. Röding "Nanotopes™: A Surfactant Resistant Carrier System" in SÖFW-Journal, 124. Jahrgang 10/98, Seiten 614 bis 623).

Der Nachteil dieser herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Delivery-Systeme besteht darin, daß sie nur ein geringes Beladungspotential aufweisen, die Partikelgröße der Polymerkugeln meist im Bereich von einigen Mikrometern bis einigen 100 µm liegt und eine Verkapselung der Wirksub­ stanzen in der Regel nicht in situ erfolgen kann. Die Modifizierung der Kap­ seloberflächen ist nicht möglich bzw. sehr aufwendig. Liposome besitzen au­ ßerdem eine für viele Anwendungen ungenügende Stabilität.

K. Landfester, F. Tiarks, H.-P. Hentze, M. Antonietti "Polyaddition in mini­ emulsions: A new route to polymer dispersions" in Macromol. Chem. Phys. 201, 1-5 (2000) beschreiben allgemein Polyadditionen in Miniemulsionen. Eine Verkapselung von Aktiv- oder Wirkstoffen ist jedoch dort nicht erwähnt.

Ein allgemeines Verfahren zur Durchführung von Polyadditionsreaktionen in Miniemulsionen ist auch in der WO 00/29465 beschrieben.

Die europäische Offenlegungsschrift EP 0 967 007 A2 beschreibt ein Verfah­ ren zur Mikroverkapselung fester, biologisch aktiver Substanzen, insbesondere Pestizide, durch Polykondensation eines Melamin- bzw. Phenol/Formaldehyd- Harzes oder eines Harnstoff/Formalin-Harzes in Dispersion in Gegenwart der jeweils zu verkapselnden Aktivsubstanz und eines nichtionischen polymeren Schutzkolloids zur Stabilisierung der Emulsion, wobei Mikrokapseln mit mittleren Teilchendurchmessern von 0,1 bis 300 µm erhalten werden. Dieses Verfahren ist nur zur Verkapselung fester biologischer Aktivsubstanzen geeig­ net. Zur Stabilisierung der Emulsion muß der Emulsion eine polymeres Schutzkolloid zugesetzt werden.

Y. G. Durant "Miniemulsion Polymerization: Applications and Continuous Process" in Polymer. Mater. Sci. Eng. 1999, 80, Seiten 538-540 beschreibt die Verkapselung organisch löslicher Farbstoffe mit einer Polymerhülle aus Poly­ styrol durch UV-induzierte radikalische Polymerisation von Styrol in Mini­ emulsion. Eine Verkapselung anderer Verbindungen als organisch lösliche Farbstoffe wird nicht erwähnt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist insbesondere, daß relativ empfindliche Verbindungen nach dieser Methode nicht ver­ kapselt werden können, da die bei der radikalischen Polymerisation interme­ diär gebildeten Radikale empfindlichere Verbindungen, z. B. solche mit Dop­ pelbindungen, angreifen können.

B. Erdem et al. "Encapsulation of Inorganic Particles via Miniemulsion Po­ lymerization" in Polymer. Mater. Sci. Eng. 1999, 80, Seiten 583/584 beschrei­ ben die Verkapselung fester, nichtlöslicher anorganischer Partikel, nämlich Ti­ tandioxidteilchen, mit einer Polymerhülle aus Polystyrol durch UV-induzierte radikalische Polymerisation von Styrol in Miniemulsion. Eine Verkapselung anderer Verbindungen als nichtlösliche, feste anorganische Partikel wird nicht erwähnt. Nachteilig auch bei dieser Methode ist, daß relativ empfindliche Verbindungen nach dieser Methode nicht verkapselt werden können, da die bei der radikalischen Polymerisation intermediär gebildeten Radikale em­ pfindlichere Verbindungen, z. B. solche mit Doppelbindungen, angreifen kön­ nen.

WO 98/02466, DE 196 28 142 A1, DE 196 28 143 A1 und EP 818 471 A1 be­ schreiben die Herstellung von wäßrigen Polymerisatdispersionen durch freie radikalische Polymerisation radikalisch polymerisierbarer Verbindungen im Zustand der Miniemulsion. Eine Verkapselung von Aktivstoffen ist dort nir­ gends erwähnt.

In der DE 44 36 535 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokapsel­ dispersionen mittels Grenzflächenpolyaddition beschrieben, das unter Verwen­ dung spezieller öllöslicher Emulgatoren (Fettsäureester, Fettamide, Poly­ glykolether oder Polypropylenglykolether) mit einer gewissen Mindestlöslich­ keit in der Ölphase arbeitet.

Die US-A-4 626 471 beschreibt ein Verfahren zur Mikroverkapselung von farblosen organischen Farbstoffprecursor-Molekülen durch in-situ-Polymeri­ sation polyfunktioneller Amine mit speziellen multifunktionellen Epoxyhar­ zen auf Basis von methyloliertem Bisphenol-A oder 4-Glycidyloxy-N,N- diglycidylanilin.

Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von polymeren Kapseln, Kügelchen oder Tröpfchen bereitzustel­ len, die sich als Träger für Aktiv- und Wirkstoffe verschiedenster Art eignen. Insbesondere soll das Verfahren auch die Verkapselung oder den Einschluß empfindlicher Aktiv- oder Wirkstoffe ermöglichen, welche mit her­ kömmlichen Methoden nicht oder nicht ohne weiteres verkapselt werden kön­ nen.

Durch die Verkapselung soll eine Koagulation, Agglomeration oder unkon­ trollierte Diffusion der eingeschlossenen Aktiv- oder Wirkstoffe verhindert und gleichzeitig deren kontrollierte Freisetzung ermöglicht werden.

Die nach einem solchen Verfahren hergestellten polymeren Kapseln, Kügel­ chen oder Tröpfchen sollen weiterhin ein möglichst großes Beladungspoten­ tial aufweisen. Insbesondere sollen sie als Träger- oder Delivery-Systeme für Aktiv- und Wirkstoffe verschiedenster Art verwendet werden können und so­ mit deren kontrollierte Freisetzung am gewünschten Ort gewährleisten.

Weiterhin soll ein solches Verfahren eine gezielte Modifizierung der Partikel­ eigenschaften für deren jeweilige Verwendung ermöglichen. Das ist insbeson­ dere dahingehend wichtig, wenn die Partikel gezielt an den Ort der Anwen­ dung gebracht werden sollen oder selber eine intrinsische Affinität zum Ort ihrer Anwendung aufweisen sollen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die in der auf die Anmelderin selbst zurückgehenden deutschen Patentanmeldung 100 37 656.6 mit Anmeldetag vom 31. Juli 2000 beschriebenen Verfahren weiterzu­ entwickeln, insbesondere zu optimieren.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist Gegenstand der vorliegenden Erfin­ dung ein Verfahren zur Herstellung aktiv- oder wirkstoffhaltiger Polymerkap­ seln, -kügelchen oder -tröpfchen, welches die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

• a) Bereitstellung einer Miniemulsion, enthaltend:
  • - durch nichtradikalische Emulsionspolymerisation polymerisierbare Verbindungen (Monomere),
  • - mindestens einen zu verkapselnden oder einzuschließenden Aktiv- oder Wirkstoff und
  • - mindestens eine grenzflächenaktive Substanz (Tensid) zur Stabilisie­ rung der Miniemulsion, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von
    • a) nichtionischen Tensiden, insbesondere nichtpolymeren, vorzugs­ weise niedermolekularen nichtionischen Tensiden, und
    • b) ionischen Tensiden;
• b) Durchführung einer nichtradikalischen Polymerisationsreaktion in der unter Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion, wobei hierdurch eine in- situ-Verkapselung oder ein in-situ-Einschluß des Aktiv- oder Wirkstoffs in den durch nichtradikalische Polymerisationsreaktion erzeugten Poly­ merkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen bewirkt wird; und
• c) anschließend gegebenenfalls Abtrennung der auf diese Weise erhaltenen aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen,

wobei der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil ist und sich mit dem Monomerensystem homogen mischen läßt.

Die Anmelderin hat nun überraschenderweise herausgefunden, daß das erfin­ dungsgemäße Verfahren zur Herstellung aktiv- oder wirkstoffhaltiger Poly­ merkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen durch Miniemulsionspolymerisation geeigneter Ausgangsmonomere besonders dann zu guten Ergebnissen führt, wenn der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil ist und sich mit dem Monomerensystem homogen mischen läßt. Mit anderen Worten wird der hydrophobe oder amphiphile Aktiv- oder Wirkstoff im Hinblick auf das Monomerensystem derart ausgewählt, daß Aktiv- oder Wirkstoff und Mono­ merensystem eine homogene einphasige Mischung bilden. Dies muß für jeden Aktiv- oder Wirkstoff - bei einem gegebenen Monomersystem - separat ge­ prüft werden. Anders ausgedrückt, werden Aktiv- oder Wirkstoff einerseits und zu polymerisierende Monomere andererseits derart aufeinander abge­ stimmt, daß sie sich homogen mischen lassen, d. h. eine homogene einphasige Mischung bilden.

Vorzugsweise wird der hydrophobe oder amphiphile Aktiv- oder Wirkstoff im Hinblick auf das in Schritt (b) erzeugten Polymersystem derart ausgewählt, daß er sich homogen auch hiermit mischen läßt, d. h. mit anderen Worten eine einphasige homogene Mischung auch hiermit bildet. Auch dies muß für jeden Aktiv- oder Wirkstoff separat geprüft werden. Mit anderen Worten wird ge­ mäß einer bevorzugten Ausführungsform der hydrophobe oder amphiphile Aktiv- oder Wirkstoff derart ausgewählt, daß er einerseits vor der Polymerisa­ tion mit dem Monomerensystem und andererseits nach der Polymerisation mit dem resultierenden Polymersystem jeweils homogen mischbar ist bzw. jeweils eine homogene einphasige Mischung bildet. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform werden Aktiv- oder Wirkstoff einerseits und zu polymeri­ sierende Monomere andererseits derart aufeinander abgestimmt, daß der Aktiv- oder Wirkstoff sich sowohl mit den Ausgangsmonomeren als auch mit dem hieraus resultierenden Polymerisat homogen mischen läßt, d. h. eine ho­ mogene einphasige Mischung bildet.

Die Darstellung der erfindungsgemäßen aktiv- oder wirkstoffhaltigen Träger­ system (Polymerisatkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen) erfolgt erfindungs­ gemäß durch eine nichtradikalische Polymerisation in sogenannter Miniemul­ sion.

Miniemulsionen sind Dispersionen aus einer wäßrigen Phase, einer Ölphase und gegebenenfalls einem oder mehreren oberflächenaktiven Substanzen, bei denen ungewöhnlich kleine Tröpfchengrößen realisiert werden. Miniemulsio­ nen können mit anderen Worten also als wäßrige Dispersionen stabiler Öl­ tröpfchen mit Tropfengrößen von etwa 10 bis etwa 500 nm verstanden wer­ den, die durch intensive Scherung eines Systems erhalten werden, welches Öl, Wasser, ein Tensid und ein Hydrophob enthält. Die Hydrophobe, die für die Herstellung stabiler Miniemulsion erforderlich sind, sind beispielsweise Mo­ nomere, welche eine geringe Wasserlöslichkeit aufweisen. Der Hydrophob unterdrückt den Massenaustausch zwischen den verschiedenen Öltröpfchen durch osmotische Kräfte (die Ostwald-Reifung), aber direkt nach der Mini­ emulsionsbildung ist die Dispersion nur kritisch stabilisiert im Hinblick auf Stöße der Teilchen, und die Tropfen selbst können immer noch in ihrer Größe durch weitere Stöße und Verschmelzen anwachsen.

Im Unterschied zu Mikroemulsionen, die im allgemeinen als thermodyna­ misch stabile und optisch transparente Emulsionen mit Tröpfchengrößen von im allgemeinen etwa 2 bis höchstens etwa 50 nm, die durch Mischung von Wasser, Öl, Tensid und gegebenenfalls Cotensid hergestellt werden, aufgefaßt werden können, können Miniemulsionen als kinetisch stabile und optisch opake bis trübe Emulsionen mit Tröpfchengrößen von im allgemeinen etwa 10 bis etwa 500 nm verstanden werden, die durch Mischung von Wasser, Öl, Tensid und gegebenenfalls Cotensid und gegebenenfalls einem (weiteren) Hydrophob (z. B. auch ein Öl) durch Eintrag relativ hoher Mengen an Scher­ energie hergestellt werden, wobei die Tröpfchengröße in der Miniemulsion insbesondere durch den Enrgieeintrag und die Art und Menge der einzelnen Komponenten, insbesondere der Tenside und gegebenenfalls Cotenside, be­ stimmt wird. Im Unterschied zu herkömmlichen Emulsionen sind die Tröpfchengrößenverteilungen in Miniemulsionen nahezu monodispers. Im all­ gemeinen sind Miniemulsionen - im Unterschied zu Mikroemulsionen - kri­ tisch stabilisiert, d. h. es wird im allgemeinen ein Tensidanteil benötigt, der gerade ausreicht, um die Systeme zu stabilisieren, insbesondere ein Tensidan­ teil von weniger als 5 Gew.-%, während im Fall von Mikroemulsionen der benötigte Tensidanteil mit etwa 5 bis 15 Gew.-% deutlich höher liegt. Des weiteren ist die Grenzflächenspannung in Miniemulsionen deutlich höher als bei Mikroemulsionen.

Zuweiteren Einzelheiten bezüglich Miniemulsionen und Polymerisationen in Miniemulsionen wird verwiesen auf den Artikel von K. Landfester, F. Tiarks, H.-P. Hentze, M. Antonietti "Polyaddition in miniemulsions: A new route to polymer dispersions" in Macromol. Chem. Phys. 201, 1-5 (2000), dessen In­ halt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Ferner wird verwiesen auf die dort referierte Druckschrift E. D. Sudol, M. S. Es-Aasser, in: "Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers", P. A. Lovell, M. S. El-Aasser, Eds., Chichester 1997, S. 699, deren Inhalt ebenfalls hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Des weiteren kann auf die WO 00/29465 verwiesen wer­ den, die Verfahren zur Durchführung von Polyadditionsreaktionen in Mini­ emulsionen beschreibt und deren Inhalt ebenfalls hiermit durch Bezugnahme einbezogen ist.

In Verfahrensschritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt zunächst die Bereitstellung bzw. Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Mini­ emulsion.

Die Herstellung der Mikroemulsion erfolgt in an sich bekannter Weise. Es kann verwiesen werden auf die bereits zitierten Literaturstellen, nämlich den Artikel von Landfester et al., die dort referierte Druckschrift von Sudol et al. sowie auf die bereits zitierten Offenlegungsschriften WO 98/02466, DE 196 28 142 A1, DE 196 28 143 A1 und EP 818 471 A1.

Zur Herstellung der Miniemulsion wird zunächst in einfacher, an sich bekann­ ter Weise eine wäßrige Makroemulsion hergestellt, welche die Monomeren, den zu verkapselnden Aktiv- oder Wirkstoff sowie das Tensid (oberflächen­ aktive Substanz) enthält.

Nachdem die Mischung homogenisiert und in eine Makroemulsion überführt worden ist, wird die auf diese Weise gebildete Makroemulsion anschließend in üblicher, dem Fachmann bekannten Weise in eine sogenannte Miniemulsion, eine sehr stabile Art von Emulsion, überführt, z. B. mittels Behandlung der zuvor erzeugten Makroemulsion durch Ultraschall, durch Hochdruckhomoge­ nisation oder durch einen Microfluidizer. Die Feinverteilung der Komponen­ ten wird im allgemeinen durch einen hohen lokalen Energieeintrag erzielt.

Bei der erfindungsgemäß verwendeten Miniemulsion handelt es sich um eine im wesentlichen wäßrige, durch die grenzflächenaktive Substanz stabilisierte Emulsion von Monomeren und Aktiv- oder Wirkstoff(en) mit einer Teilchen­ größe der emulgierten Tröpfchen von 10 nm bis 500 nm, insbesondere von 40 nm bis 450 nm, vorzugsweise von 50 nm bis 400 nm.

Die mittlere Größe der Tröpfchen der dispersen Phase der erfindungsgemäß verwendeten Miniemulsion läßt sich im allgemeinen nach dem Prinzip der quasielastischen dynamischen Lichtstreuung bestimmen, wobei hierbei der sogenannte z-gemittelte Tröpfchendurchmesser der unimodalen Analyse der Autokorrelationsfunktion erhalten wird.

Die Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung der emulgierten Tröpfchen in der Miniemulsion bestimmen schließlich auch die Teilchengröße und Teil­ chengrößenverteilung der polymerisierten Endprodukte und stimmt im we­ sentlichen hiermit überein. Auch die erhaltenen Polymerpartikel können mit Hilfe der dynamischen Lichtstreuung in bezug auf ihre Teilchengröße und Monodispersität charakterisiert werden.

Bei den erfindungsgemäß verwendeten Monomeren handelt es sich im allge­ meinen um durch nichtradikalische Emulsionspolymerisation polymerisierbare Verbindungen (Monomere). Insbesondere handelt es sich hierbei um solche Monomere, die durch Polykondensationsreaktion, insbesondere durch Poly­ additionsreaktion, polymerisierbar sind.

Im allgemeinen sind die erfindungsgemäß verwendeten Monomere hydrophob oder amphiphil. Im übrigen lassen sich die Monomere mit dem zu verkapseln­ den hydrophoben oder amphiphilen Aktiv- oder Wirkstoff homogen mischen, d. h. bilden hiermit eine homogene einphasige Mischung.

Insbesondere sind die erfindungsgemäß verwendeten Monomere im wesent­ lichen wasserunlöslich oder zumindest in der wäßrigen Phase nur schwerlöslich. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäß verwendeten Monomeren in der wäßrigen Phase zu weniger als 10%, vorzugsweise zu weniger als 5%, insbe­ sondere zu weniger als 1%, löslich.

Im allgemeinen liegt der Monomerengehalt der in Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion im Bereich von 1 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 25 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, beträgt, bezogen auf die Miniemul­ sion.

Wie zuvor erwähnt, ist der durch das erfindungsgemäße Verfahren einzu­ schließende oder zu verkapselnde Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil. Des weiteren wird der hydrophobe oder amphiphile Aktiv- oder Wirkstoff derart ausgewählt, daß er sich mit dem Monomerensystem homogen mischen läßt, vorzugsweise auch mit dem in Schritt (b) erzeugten Polymer­ system.

Insbesondere ist der durch das erfindungsgemäße Verfahren einzuschließende oder zu verkapselnde Aktiv- oder Wirkstoff im wesentlichen wasserunlöslich oder zumindest in der wäßrigen Phase nur schwerlöslich. Im allgemeinen ist der Aktiv- oder Wirkstoff in der wäßrigen Phase zu weniger als 10%, vor­ zugsweise zu weniger als 5%, insbesondere zu weniger als 1%, löslich. Je ge­ ringer der Grad der Wasserlöslichkeit, desto besser ist im allgemeinen die Verkapselbarkeit des Aktiv- oder Wirkstoffs.

Der erfindungsgemäß verwendete Aktiv- oder Wirkstoff sollte in organischen Medien und Lösungsmitteln, insbesondere in den Monomeren, löslich oder dispergierbar sein.

Der Aktiv- oder Wirkstoff kann unter Reaktionsbedingungen entweder als Flüssigkeit oder aber als Feststoff vorliegen.

Der Aktiv- oder Wirkstoff wird vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Duftstoffen; Ölen wie etherischen Ölen, Parfümölen, Pflegeölen und Silikon­ ölen; pharmazeutisch aktiven Substanzen wie antibakteriellen, antiviralen oder fungiziden Wirkstoffen; Antioxidantien und biologisch wirksamen Stoffen; Vitaminen und Vitaminkomplexen; Enzymen und enzymatischen Systemen; kosmetisch aktiven Substanzen; wasch- und reinigungsaktiven Substanzen; biogenen Wirkstoffen und Genen; Polypeptiden und Viren; Proteinen und Lipiden; Wachsen und Fetten; Schauminhibitoren; Vergrauungsinhibitoren und Mitteln zum Farbschutz; Soil-repellent-Wirkstoffen; Bleichaktivatoren und optischen Aufhellern; Aminen; sowie Mischungen der zuvor aufgeführten Verbindungen, insbesondere auch Mischungen mit Farbstoffen oder färbenden Substanzen.

Der Aktiv- oder Wirkstoffgehalt in der in Schritt (a) bereitgestellten Mini­ emulsion beträgt im allgemeinen 0,01 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Miniemulsion.

Die erfindungsgemäß verwendete grenzflächenaktive Substanz (Tensid) zur Stabilisierung der Miniemulsion ist - gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung - insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von

• a) ionischen Tensiden, insbesondere nichtpolymeren, vorzugsweise nieder­ molekularen nichtionischen Tensiden, und
• b) ionischen Tensiden.

Wenn die erfindungsgemäß verwendete grenzflächenaktive Substanz (Tensid) zur Stabilisierung der Miniemulsion (i) ein nichtpolymeres, insbesondere nie­ dermolekulares nichtionisches Tensid ist, kann es insbesondere ausgewählt werden aus der Gruppe von alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten Fett­ alkoholen, Alkylphenolen, Fettaminen und Fettsäureamiden; alkoxylierten Triglyceriden, Mischethern und Mischformalen; gegebenenfalls partiell oxi­ dierten Alk(en)yloligoglykosiden; Glucoronsäurederivaten; Fettsäure-N-alkyl­ glucamiden; Proteinhydrolysaten, insbesondere alkylmodifizierten Proteinhy­ drolysaten; niedermolekularen Chitosanverbindungen; Zuckerestern; Sorbitan­ estern; Aminoxiden.

Wenn die erfindungsgemäß verwendete grenzflächenaktive Substanz (Tensid) zur Stabilisierung der Miniemulsion (ii) ein ionisches Tensid ist, kann es sich um ein kationisches oder anionisches Tensid handeln.

Beispiele für erfindungsgemäß geeignete kationische Tenside sind solche Ver­ bindungen, die insbesondere ausgewählt werden aus der Gruppe von quartären Ammoniumverbindungen wie Dimethyldistearylammoniumchlorid, Stepantex VL 90 (Stepan); Esterquats, insbesondere quaternierten Fettsäuretrialkanol­ aminestersalzen; Salzen langkettiger primärer Amine; quaternären Ammoni­ umverbindungen wie Hexadecyltrimethylammoniumchlorid (CTMA-Cl); De­ hyquart A (Cetrimoniumchlorid, Cognis) oder Dehyquart LDB 50 (Lauryl­ dimethylbenzylammoniumchlorid; Cognis).

Beispiele für erfindungsgemäß geeignete anionische Tenside sind solche Ver­ bindungen, die insbesondere ausgewählt werden aus der Gruppe von Seifen; Alkylbenzolsulfonaten; Alkansulfonaten; Olefinsulfonaten; Alkylethersulfona­ ten; Glycerinethersulfonaten; α-Methylestersulfonaten; Sulfofettsäuren; Alkylsulfaten; Fettalkoholethersulfaten; Glycerinethersulfaten; Fettsäureether­ sulfaten; Hydroxymischethersulfaten; Monoglycerid(ether)sulfaten; Fettsäure­ amid(ether)sulfaten; Mono- und Dialkylsulfosuccinaten; Mono- und Dialkyl­ sulfosuccinamaten; Sulfotriglyceriden; Amidseifen; Ethercarbonsäuren und deren Salzen; Fettsäureisothionaten; Fettsäuresarcosinaten; Fettsäuretauriden; N-Acylaminosäuren wie Acyllactylaten, Acyltartraten, Acylglutamaten und Acylaspartaten; Alkyloligoglucosidsulfaten; Proteinfettsäurekondensaten, ins­ besondere pflanzlichen Produkten auf Weizenbasis; Alkyl(ether)phosphaten.

Der Gehalt an grenzflächenaktiver Substanz in der in Schritt (a) bereitgestell­ ten Miniemulsion beträgt im allgemeinen 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Mini­ emulsion.

Der Herstellung der Miniemulsion in Verfahrensschritt (a) des erfindungsge­ mäßen Verfahrens schließt sich dann in Verfahrensschritt (b) die Durchfüh­ rung einer nichtradikalischen Polymerisationsreaktion in der unter Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion an, wobei hierdurch eine in-situ-Verkapselung oder ein in-situ-Einschluß des Aktiv- oder Wirkstoffs in den durch nichtradi­ kalische Polymerisationsreaktion erzeugten Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen bewirkt wird

Wie zuvor beschrieben, bestimmt die Teilchengröße und Teilchengrößenver­ teilung der emulgierten Tröpfchen in der Miniemulsion die Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung der polymerisierten Endprodukte und stimmt im wesentlichen hiermit überein. Die erhaltenen Polymerpartikel können mit Hilfe der dynamischen Lichtstreuung in bezug auf ihre Teilchengröße und Monodispersität charakterisiert werden.

Insbesondere ist die nichtradikalische Polymerisationsreaktion eine Polykon­ densationsreaktion, vorzugsweise eine Polyadditionsreaktion.

Im allgemeinen betragen die Reaktionstemperaturen für die Polymerisation, insbesondere Polykondensation, vorzugsweise Polyaddition, etwa 20 bis 100°C, vorzugsweise etwa 40 bis 90°C, insbesondere etwa 50 bis 80°C.

Die Reaktionsdauer beträgt dabei etwa 0,01 bis etwa 24 h, insbesondere etwa 0,1 bis 10 h, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 5 h.

Die Polymerisation kann durch thermische Behandlung oder entsprechende chemische Verfahren oder Initiatoren induziert werden. Gegebenenfalls kann ein geeigneter Reaktionsbeschleuniger zugesetzt werden.

Die Tatsache, daß die Polymerisation nichtradikalisch erfolgt, hat gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten, radikalisch verlaufenden Verkapse­ lungsverfahren den Vorteil, daß erfindungsgemäß auch empfindliche Aktiv- oder Wirkstoffe verkapselt oder eingeschlossen werden können.

Die Verfahrensschritte (a) und (b) können entweder diskontinuierlich oder aber kontinuierlich (z. B. als Batch-Verfahren) durchgeführt werden.

Dem Verfahrensschritt (b) kann sich gegebenenfalls ein Verfahrensschritt (c) anschließen, bei dem die in Schritt (b) erhaltenen aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen mit bekannten, dem Fachmann geläufigen Methoden abgetrennt bzw. isoliert werden können. Hierbei sollten keine allzu großen Scherkräfte auf die Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen ausgeübt werden, damit diese nicht beschädigt werden. Erfindungs­ gemäß geeignete Abtrennmethoden sind beispielsweise Gefriertrocknung (Lyophilisation) oder Sprühtrocknung unter schonenden Bedingungen.

Gemäß einer zweiten, besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zur Her­ stellung aktiv- oder wirkstoffhaltiger Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen durch Miniemulsionspolyaddition, wobei das Verfahren die fol­ genden Verfahrensschritte umfaßt:

• a) Bereitstellung einer Miniemulsion, enthaltend:
  • - mindestens ein di- oder polyfunktionelles Epoxid oder Isocyanat (Monomer I),
  • - mindestens eine mit dem di- oder polyfunktionellen Epoxid oder Isocyanat (Monomer I) unter Polyaddition reagierende Verbindung (Monomer II),
  • - mindestens einen zu verkapselnden oder einzuschließenden Aktiv- oder Wirkstoff und
  • - mindestens eine grenzflächenaktive Substanz (Tensid) zur Stabilisie­ rung der Miniemulsion;
• b) Durchführung einer Polyadditionsreaktion zwischen den Monomeren I und II in Gegenwart des zu verkapselnden oder einzuschließenden Aktiv- oder Wirkstoffes und der grenzflächenaktiven Substanz in der unter Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion, wobei hierdurch eine in-situ- Verkapselung oder ein in-situ-Einschluß des Aktiv- oder Wirkstoffs in den durch Polyaddition erzeugten Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen bewirkt wird; und
• c) anschließend gegebenenfalls Abtrennung der auf diese Weise erhaltenen aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder am­ phiphil ist und sich mit dem Monomerensystem homogen mischen läßt.

Wie zuvor für das erfindungsgemäße Verfahren gemäß der ersten Ausfüh­ rungsform dargelegt, hat die Anmelderin - auch in bezug auf das erfindungs­ gemäße Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform - überraschender­ weise herausgefunden, daß dieses Verfahren besonders dann zu guten Ergeb­ nissen führt, wenn der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil ist und sich mit dem Monomerensystem (Ausgangsmonomere I und II) homogen mischen läßt. Mit anderen Worten wird der hydrophobe oder amphiphile Aktiv- oder Wirkstoff im Hinblick auf das Monomerensystem derart ausge­ wählt, daß Aktiv- oder Wirkstoff und Monomerensystem eine homogene einphasige Mischung bilden. Dies muß für jeden Aktiv- oder Wirkstoff - bei ei­ nem gegebenen Monomersystem - separat geprüft werden. Anders ausge­ drückt, müssen Aktiv- oder Wirkstoff einerseits und zu polymerisierende Mo­ nomere andererseits derart aufeinander abgestimmt werden, daß sie sich ho­ mogen mischen lassen, d. h. eine homogene einphasige Mischung bilden.

Vorzugsweise wird der hydrophobe oder amphiphile Aktiv- oder Wirkstoff im Hinblick auf das in Schritt (b) erzeugten Polymersystem - insbesondere Epo­ xidharze (gebildet aus der Polyaddition von Amin, Alkohol, Mercaptan bzw. Säureanhydrid und Epoxid), Polyurethane (gebildet aus der Polyaddition von Alkohol und Isocyanat) und Polyharnstoffe (gebildet aus der Polyaddition von Amin und Isocyanat) - derart ausgewählt, daß er sich homogen auch hiermit mischen läßt, d. h. mit anderen Worten eine einphasige homogene Mischung auch mit dem Polymersystem bildet. Auch dies muß für jeden Aktiv- oder Wirkstoff separat geprüft werden. Mit anderen Worten wird gemäß einer be­ vorzugten Ausführungsform der hydrophobe oder amphiphile Aktiv- oder Wirkstoff derart ausgewählt, daß er einerseits vor der Polymerisation mit dem Monomerensystem und andererseits nach der Polymerisation mit dem resultie­ renden Polymersystem jeweils homogen mischbar ist bzw. jeweils eine homo­ gene einphasige Mischung bildet.

In Verfahrensschritt (a) der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt zunächst die Bereitstellung bzw. Herstellung der erfin­ dungsgemäß verwendeten Miniemulsion. Hierzu kann auf die obigen Aus­ führungen verwiesen werden.

Wie bei der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, so handelt es sich auch bei der Miniemulsion gemäß der zweiten Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Verfahrens um eine im wesentlichen wäßrige, durch die grenzflächenaktive Substanz stabilisierte Emulsion von Monomeren und Aktiv- oder Wirkstoff(en) mit einer Teilchengröße der emulgierten Tröpf­ chen von 10 nm bis 500 nm, insbesondere von 40 nm bis 450 nm, vorzugs­ weise von 50 nm bis 400 nm. Für weitere Einzelheiten wird auf obige Ausfüh­ rungen zur ersten Ausführungsform verwiesen.

Hinsichtlich der gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verkapselnden Aktiv- oder Wirkstoffe kann auf die obigen Ausführungen in bezug auf die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen werden.

Wie zuvor erwähnt, ist der durch das erfindungsgemäße Verfahren einzu­ schließende oder zu verkapselnde Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil. Des weiteren wird der hydrophobe oder amphiphile Aktiv- oder Wirkstoff derart ausgewählt, daß er sich mit dem Monomerensystem homogen mischen läßt, vorzugsweise auch mit dem in Schritt (b) erzeugten Polymer­ system.

Insbesondere ist der durch das erfindungsgemäße Verfahren einzuschließende oder zu verkapselnde Aktiv- oder Wirkstoff im wesentlichen wasserunlöslich oder zumindest in der wäßrigen Phase nur schwerlöslich. Im allgemeinen ist der Aktiv- oder Wirkstoff in der wäßrigen Phase zu weniger als 10%, vor­ zugsweise zu weniger als 5%, insbesondere zu weniger als 1%, löslich. Je ge­ ringer der Grad der Wasserlöslichkeit, desto besser ist im allgemeinen die Verkapselbarkeit des Aktiv- oder Wirkstoffs.

Der erfindungsgemäß verwendete Aktiv- oder Wirkstoff sollte in organischen Medien und Lösungsmitteln, insbesondere in den Monomeren, löslich oder dispergierbar sein.

Der Aktiv- oder Wirkstoff kann unter Reaktionsbedingungen entweder als Flüssigkeit oder aber als Feststoff vorliegen.

Der Aktiv- oder Wirkstoff wird vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Duftstoffen; Ölen wie etherischen Ölen, Parfümölen, Pflegeölen und Silikon­ ölen; pharmazeutisch aktiven Substanzen wie antibakteriellen, antiviralen oder fungiziden Wirkstoffen; Antioxidantien und biologisch wirksamen Stoffen; Vitaminen und Vitaminkomplexen; Enzymen und enzymatischen Systemen; kosmetisch aktiven Substanzen; wasch- und reinigungsaktiven Substanzen; biogenen Wirkstoffen und Genen; Polypeptiden und Viren; Proteinen und Lipiden; Wachsen und Fetten; Schauminhibitoren; Vergrauungsinhibitoren und Mitteln zum Farbschutz; Soil-repellent-Wirkstoffen; Bleichaktivatoren und optischen Aufhellern; Aminen; sowie Mischungen der zuvor aufgeführten Verbindungen, insbesondere auch Mischungen mit Farbstoffen oder färbenden Substanzen.

Auch gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sollte der Aktiv- oder Wirkstoffgehalt in der in Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion 0,01 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-%, insbe­ sondere 1 bis 15 Gew.-%, betragen, bezogen auf die Miniemulsion.

Im allgemeinen sind die gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens verwendeten Monomere I und/oder II hydrophob oder amphiphil. Im übrigen lassen sich die Monomere I und II mit dem zu verkap­ selnden hydrophoben oder amphiphilen Aktiv- oder Wirkstoff homogen mi­ schen, d. h. bilden hiermit eine homogene einphasige Mischung.

Insbesondere sind die Monomeren I und/oder II im wesentlichen wasserun­ löslich oder zumindest in der wäßrigen Phase nur schwerlöslich. Vorzugs­ weise sind die Monomeren I und/oder II in der wäßrigen Phase zu weniger als 10%, vorzugsweise zu weniger als 5%, insbesondere zu weniger als 1%, löslich.

Das Erfordernis für die Formulierung der Miniemulsion besteht darin, daß bei­ de Komponenten für die Polyadditionsreaktion (Monomere I und II) eine rela­ tiv geringe Löslichkeit in Wasser zeigen sollten, wobei insbesondere minde­ stens eine dieser Verbindungen eine Löslichkeit vorzugsweise von weniger als 10^-5 g/l zeigen sollte.

Der Gehalt an Monomeren I und II in der in Schritt (a) bereitgestellten Mini­ emulsion beträgt im allgemeinen 1 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 25 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Miniemulsion. Dabei kann das molare Verhältnis von Monomeren I zu Monomeren II im allgemei­ nen insbesondere 2 : 1 oder aber auch größer gewählt werden, um bereits mit difunktionellen Monomeren eine Vernetzung zu erzielen und um Ketten­ abbrüche zu vermeiden und hohe Molekulargewichte des Polmernetzwerkes zu generieren, so daß kein störendes Restmonomer zurückbleibt. Auf diese Weise können - beispielsweise im Fall von difunktionellen Aminen als Monomere II - beide aminischen Wasserstoffe abreagieren. Alternativ kann aber das molare Verhältnis von Monomeren I zu Monomeren II auch bis hinab zu stöchiometrisch (d. h. 1 : 1) oder sogar darunter gewählt werden.

Durch die Variation der chemischen Natur, insbesondere der Funktionalität, und der Mengen der Monomere I (Epoxide oder Isocyanate) und der Addi­ tionsverbindungen (Monomere II) können die Teilchengrößen der emulgierten Teilchen und damit des Endproduktes gezielt gesteuert werden. Des weiteren lassen sich hierdurch die Teilcheneigenschaften der Endprodukte, wie Glas­ temperatur und Kapselstabilität, steuern, wobei die Verwendung polyfunktio­ neller Verbindungen im allgemeinen zu höheren Glastemperaturen und Stabi­ litäten der resultierenden Produkte führen.

Die Hydrophobe, die für die Herstellung stabiler Miniemulsion erforderlich sind, sind insbesondere die Monomere I selbst, insbesondere Epoxide bzw. Isocyanate, weil sie eine geringe Wasserlöslichkeit aufweisen. Unter Umständen kann aber durch die Zugabe zusätzlicher Hydrophobe die Stabilität der Miniemulsion noch verbessert werden. Dies können im Idealfall bei­ spielsweise die zu verkapselnden Wirkstoffe sein.

Wie zuvor beschrieben, können gemäß der zweiten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindungen als Monomere I di- oder polyfunktionelle Epoxide zum Einsatz kommen. Ganz besonders bevorzugt sind Mischungen solcher Epo­ xide, insbesondere Mischungen von di- und polyfunktionellen Epoxiden.

Durch den Gehalt an polyfunktionellen Epoxiden in der Ausgangsmischung läßt sich der Vernetzungsgrad und somit die Glastemperatur des resultierenden Polymers steuern. Dies führt zu einer Variation der polymeren Struktur im polymerisierten Endprodukt, wobei durch die Verwendung polyfunktioneller Epoxide, wie beispielsweise tri- und/oder tetrafunktioneller Epoxide, zusam­ men mit difunktionellen Epoxiden im allgemeinen ein stärkere Vernetzung mit größerer Kapselstabilität und kleinerer Teilchengröße der Endprodukte erzielt wird.

Bei den gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens verwendeten Epoxiden (Monomere I) kann es sich beispielsweise um di­ funktionelle Epoxide handeln, beispielsweise um von Bisphenol A abgeleitete Epoxide wie Bisphenol-A-diglycidylether oder um Epoxide vom Typ Epi­ chlorhydrin-substituierter Bisphenole wie z. B. das Epoxid der Formel

Ein solches Epoxid mit einem Polymerisationsgrad von 1 bis 2 ist z. B. unter der Bezeichnung Epikote E 828® von der Fa. Shell im Handel erhältlich.

Bei den gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah­ rens verwendeten Epoxiden (Monomere I) kann es sich aber auch um poly­ funktionelle Epoxide handeln, beispielsweise um tri- und/oder tetrafunktio­ nelle Epoxide enthalten. Die Verwendung polyfunktioneller Epoxide führt zu einer Variation der polymeren Struktur im polymerisierten Endprodukt, wodurch im allgemeinen ein stärkere Vernetzung mit größerer Kapselstabilität und kleinerer Teilchengröße der Endprodukte erzielt wird.

Wie zuvor erwähnt, werden erfindungsgemäß bevorzugt Mischungen aus di- und polyfunktionellen Epoxiden als Monomersystem I verwendet. Durch den Anteil an di- und polyfunktionellen Verbindungen lassen sich gezielt die Ei­ genschaften der resultierenden Kapseln steuern, insbesondere Vernetzungs­ grad, Glastemperatur, Kapselstabilität und Teilchengröße.

Ein erfindungsgemäß geeignetes trifunktionelles Epoxid ist beispielsweise das Epoxid der allgemeinen Formel

(z. B. Denacol Ex-314® von der Fa. Shell).

Ein erfindungsgemäß geeignetes tetrafunktionelles Epoxid ist beispielsweise das Epoxid der allgemeinen Formel

(z. B. Denacol Ex-411® von der Fa. Shell).

Wenn nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Monomer I ein di- und/oder polyfunktionelles Epoxid ist, kann die mit dem di- und/oder polyfunktionellen Epoxid(en) unter Polyaddition reagierende Verbindung (Monomer II) insbesondere ausgewählt werden aus der Gruppe von (i) di- und polyfunktionellen Aminen und deren Mischungen, (ii) di- und polyfunktionellen Alkanolen und deren Mischungen, (iii) di- und polyfunktio­ nellen Mercaptanen und deren Mischungen, (iv) di- und polyfunktionellen Carbonsäureanhydriden und deren Mischungen sowie (v) Mischungen der zu­ vor genannten Verbindungen.

Insbesondere werden Mischungen aus di- und polyfunktionellen Monome­ ren II (Aminen, Alkanolen, Mercaptanen, Carbonsäureanhydriden und dergleichen) verwendet. Durch den Anteil an di- und polyfunktionellen Verbin­ dungen lassen sich gezielt die Eigenschaften der resultierenden Kapseln steu­ ern, insbesondere Vernetzungsgrad, Glastemperatur, Kapselstabilität und Teil­ chengröße.

Wenn das Monomer II ein di- oder polyfunktionelles Amin ist, kann es insbe­ sondere ausgewählt werden aus der Gruppe von (i) gegebenenfalls substituier­ ten Alkyldiaminen, insbesondere solchen mit endständigen Aminogruppen wie 1,12-Diaminododekan oder gegebenenfalls cyanethylierten Trimethyl­ hexamethylendiaminen; (ii) gegebenenfalls substituierten Bis-(aminocycloal­ kyl)-alkanen wie 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan oder Isophorondiaminen; (iii) gegebenenfalls substituierten Bis-(aminoaryl)-alkanen wie 4,4'-Diamino­ bibenzyl oder 4,4'-Diaminodiphenylmethan; (iv) Polyoxyalkylendiaminen mit Molekulargewichten von bis zu etwa 5.000 g/mol, insbesondere Polyoxyalky­ lendiaminen mit Polyoxyethylen- und/oder Polyoxypropyleneinheiten, wobei die Aminogruppen vorzugsweise endständig sind (z. B. Jeffamine D 2000®, ein NH₂-terminiertes Polypropylenoxid der allgemeinen Formel NH₂-[CH(CH₃)-CH₂-O]_n-CH(CH₃)-CH₂-NH₂ mit einem mittleren Molekular­ gewicht von 2.032 g/mol); (v) trifunktionellen Aminen (z. B. JEFFAMINE® T-403) und tetrafunktionellen Aminen wie N,N,N',N'-Tetraglycidyldiamino- 4,4'-diphenylmethan oder entsprechenden multifunktionellen Prepolymeren; (vi) polyfunktionellen Aminen wie Chitosan und Chitosanderivaten, Polyethy­ leniminen, Polydiallyldimethylammoniumchlorid (Poly-DADMAC) und den Reaktionsprodukten von Polylactiden oder Polyglycoliten mit Isophorondi­ isocyanat.

Bei der Verwendung polyfunktioneller Amine, z. B. tri- oder tetrafunktionelle Amine (wie z. B. JEFFAMINE® T-403), kann - wie zuvor erläutert - ein ähnli­ cher Effekt bezüglich Vernetzungsgrad, Partikelgröße und -stabilität erzielt werden wie im Falle von tri- und tetrafunktionellen Epoxiden.

Für alle Reaktionen unter Beteiligung von Aminen als Monomer II sollte der pH-Wert höher sein als 9 bis 10, um die Löslichkeit des Amins in der kontinu­ ierlichen Phase abzusenken.

Wenn das Monomer II ein di- oder polyfunktionelles Alkanol ist, kann es sich beispielsweise um 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A) oder des­ sen Homologe oder Derivate handeln.

Wenn das Monomer II ein di- oder polyfunktionelles Mercaptan ist, kann es insbesondere ausgewählt werden aus der Gruppe von gegebenenfalls substitu­ ierten Alkyldithiolen (Dithioalkanen), vorzugsweise solchen mit endständigen Thiolgruppen (SH-Gruppen) wie 1,6-Hexandithiol.

Wie zuvor beschrieben, können gemäß der zweiten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindungen als Monomere I auch di- oder polyfunktionelle Isocya­ nate zum Einsatz kommen. Ganz besonders bevorzugt sind Mischungen sol­ cher Isocyanate, insbesondere Mischungen von di- und polyfunktionellen Isocyanaten.

Durch den Gehalt an polyfunktionellen Isocyanaten in der Ausgangsmischung läßt sich der Vernetzungsgrad und somit die Glastemperatur des resultierenden Polymers steuern. Dies führt zu einer Variation der polymeren Struktur im po­ lymerisierten Endprodukt, wobei durch die Verwendung polyfunktioneller Isocyanate, wie beispielsweise tri- und/oder tetrafunktioneller Isocyanate, zu­ sammen mit difunktionellen Isocyanaten im allgemeinen ein stärkere Vernet­ zung mit größerer Kapselstabilität und kleinerer Teilchengröße der Endpro­ dukte erzielt wird.

Wie zuvor erwähnt, werden erfindungsgemäß bevorzugt Mischungen aus di- und polyfunktionellen Isocyanaten als Monomersystem I verwendet. Durch den Anteil an di- und polyfunktionellen Verbindungen lassen sich gezielt die Eigenschaften der resultierenden Kapseln steuern, insbesondere Vernetzungs­ grad, Glastemperatur, Kapselstabilität und Teilchengröße.

Wenn als Monomer I ein di- und/oder polyfunktionelles Isocyanat verwendet wird, wird die mit dem di- oder polyfunktionellen Isocyanat unter Polyaddi­ tion reagierende Verbindung (Monomer II) insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von (i) di- und polyfunktionellen Aminen und deren Mischungen, (ii) di- und polyfunktionellen Alkanolen sowie deren Mischungen sowie (iii) Mi­ schungen der zuvor genannten Verbindungen.

Bei der Verwendung von Aminen als Monomere II resultieren als Polyaddi­ tionsprodukte Polyharnstoffe. Hinsichtlich erfindungsgemäß geeigneter di- und polyfunktioneller Amine kann auf obige Ausführungen verwiesen werden. Besonders geeignet sind Mischungen solcher Amine, insbesondere Mischun­ gen von di- und polyfunktionellen Aminen. Durch den Gehalt an polyfunktio­ nellen Aminen in der Ausgangsmischung läßt sich der Vernetzungsgrad und somit die Glastemperatur des resultierenden Polymers steuern.

Bei der Verwendung von Alkanolen (Alkoholen) als Monomere II resultieren als Polyadditionsprodukte Polyurethane. Hinsichtlich erfindungsgemäß geeig­ neter di- und polyfunktioneller Alkanole kann auf obige Ausführungen ver­ wiesen werden. Besonders geeignet sind Mischungen solcher Alkanole, insbe­ sondere Mischungen von di- und polyfunktionellen Alkanolen. Durch den Ge­ halt an polyfunktionellen Alkanolen in der Ausgangsmischung läßt sich der Vernetzungsgrad und somit die Glastemperatur des resultierenden Polymers steuern.

Wie zuvor erläutert, können durch die Variation der chemischen Natur, insbe­ sondere Funktionalität, und der jeweiligen Mengen(verhältnisse) der Mono­ mere I (di- und/oder funktionelle Epoxide bzw. Isocyanate) und der Addi­ tionsverbindungen (Monomere II, insbesondere di- und/oder polyfunktionelle Amine, Mercaptane, Alkohole, Carbonsäureanhydride und dergleichen) die Teilchengröße der emulgierten Teilchen und damit des Endproduktes und auch die übrigen Eigenschaften der resultierenden Kapseln (insbesondere Vernetzungsgrad, Glastemperatur und Kapselstabilität) gezielt gesteuert wer­ den.

Für die Formulierung der gemäß der zweiten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens verwendeten Miniemulsionen können anionische, kationische und nichtionische Tenside (oberflächenaktive bzw. grenzflächen­ aktive Substanzen) in definierten Mengen verwendet werden. In Abhängigkeit von der Art und Menge des Tensids kann die Partikelgröße der emulgierten Teilchen und damit des Endproduktes gezielt variiert werden.

Gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können als nichtionische Tenside sowohl nichtpolymere (niedermolekulare) als auch polymere nichtionische Tenside verwendet werden. Geeignete nicht­ ionische Tenside gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von (i) niedermolekularen, nichtpolymeren nichtionischen Tensiden wie alkoxy­ lierten, vorzugsweise ethoxylierten Fettalkoholen, Alkylphenolen, Fettaminen und Fettsäureamiden; alkoxylierten Triglyceriden, Mischethern und Misch­ formalen; gegebenenfalls partiell oxidierten Alk(en)yloligoglykosiden; Gluco­ ronsäurederivaten; Fettsäure-N-alkylglucamiden; Proteinhydrolysaten, insbe­ sondere alkylmodifizierten Proteinhydrolysaten; niedermolekularen Chitosanverbindungen; Zuckerestern; Sorbitanestern; Aminoxiden; und (ii) polymeren nichtionischen Tensiden wie Fettalkoholpolyglykolethern; Alkylphenolpoly­ glykolethern; Fettsäurepolyglykolestern; Fettsäureamidpolyglykolethern; Fettaminpolyglykolethern; Polyolfettsäureestern; Polysorbaten.

Als ionische, d. h. kationische oder anionische Tenside können gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dieselben Ver­ bindungen verwendet werden wie gemäß der ersten Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Verfahrens. Diesbezüglich kann auf die obigen Ausführun­ gen verwiesen werden.

Gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens be­ trägt der Gehalt an grenzflächenaktiver Substanz in der in Schritt (a) bereitge­ stellten Miniemulsion im allgemeinen 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Miniemul­ sion.

Der Herstellung der Miniemulsion in Verfahrensschritt (a) des erfindungsge­ mäßen Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform schließt sich dann in Verfahrensschritt (b) die Durchführung einer Polyadditionsreaktion zwischen den Monomeren I und II in Gegenwart des zu verkapselnden oder einzuschlie­ ßenden Aktiv- oder Wirkstoffes und der grenzflächenaktiven Substanz in der unter Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion an, wobei hierdurch eine in- situ-Verkapselung oder ein in-situ-Einschluß des Aktiv- oder Wirkstoffs in den durch Polyaddition erzeugten Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen bewirkt wird.

Wie zuvor beschrieben, bestimmt die Teilchengröße und Teilchengrößenver­ teilung der emulgierten Tröpfchen in der Miniemulsion die Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung der polymerisierten Endprodukte und stimmt im wesentlichen hiermit überein. Die erhaltenen Polymerpartikel können mit Hilfe der dynamischen Lichtstreuung in bezug auf ihre Teilchengröße und Monodispersität charakterisiert werden.

Im allgemeinen betragen die Reaktionstemperaturen für die Polyaddition in Schritt (b) gemäß der zweiten Ausführungsform etwa 35 bis 100°C, insbeson­ dere etwa 40 bis 90°C, vorzugsweise etwa 50 bis 80°C.

Die Reaktionsdauer beträgt dabei etwa 1 bis etwa 24 h, insbesondere etwa 2 bis 10 h, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 5 h.

Die Polyaddition kann durch thermische Behandlung oder entsprechende che­ mische Initiatoren induziert werden.

Gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens er­ folgt die Polymerisation in Miniemulsion durch Polyaddition im Zustand der Miniemulsion, wobei hierzu di- und/oder polyfunktionelle Epoxide bzw. Isocyanate mit verschiedenen geeigneten Additionsverbindungen, wie insbe­ sondere di- oder polyfunktionellen Aminen, Alkoholen, Mercaptanen, Säureanhydriden etc., in Gegenwart eines Aktiv- oder Wirkstoffs zur Reaktion gebracht werden, so daß hierdurch eine in-situ-Verkapselung oder ein in-situ- Einschluß des Aktiv- oder Wirkstoffs in den durch Polyaddition erzeugten Po­ lymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen bewirkt wird. Das gebildete Poly­ merisat (Polymer) ist im Falle der zweiten Ausführungsform insbesondere entweder ein Epoxidharz, welches aus der Addition der di- oder polyfunktio­ nellen Additionsverbindungen (Amine, Alkohole, Mercaptane, Carbonsäure­ anhydride) an die di- oder polyfunktionellen Epoxide resultiert, oder aber ein Polyurethan, welches aus der Addition di- oder polyfunktioneller Alkohole an die di- oder polyfunktionellen Isocyanate resultiert, oder aber ein Polyharn­ stoff, welcher aus der Addition di- oder polyfunktioneller Amine an die di- oder polyfunktionellen Isocyanate resultiert,.

Die Verfahrensschritte (a) und (b) gemäß der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können entweder diskontinuierlich oder aber kontinuierlich (z. B. als Batch-Verfahren) durchgeführt werden.

Auch nach der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dem Verfahrensschritt (b) gegebenenfalls ein Verfahrensschritt (c) anschließen, bei dem die in Schritt (b) erhaltenen aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen mit bekannten, dem Fachmann geläufigen Methoden abgetrennt bzw. isoliert werden können. Hierbei sollten keine allzu großen Scherkräfte auf die Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen ausgeübt werden, damit diese nicht beschädigt werden. Erfindungs­ gemäß geeignete Abtrennmethoden sind beispielsweise Gefriertrocknung (Lyophilisation) oder Sprühtrocknung unter schonenden Bedingungen.

Die erfindungsgemäßen Verfahren - sowohl gemäß der ersten wie auch der zweiten Ausführungsform - eignen sich somit hervorragend zur Verkapselung oder zum Einschluß von Aktivsubstanzen der zuvor genannten Art in Poly­ merkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen.

Die erfindungsgemäßen Verfahren - sowohl gemäß der ersten wie auch der zweiten Ausführungsform - zeigen eine Reihe von Vorteilen gegenüber her­ kömmlichen Verkapselungsverfahren:
Die Tatsache, daß die Polymerisation nichtradikalisch erfolgt, hat gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten, radikalisch verlaufenden Verkapse­ lungsverfahren den Vorteil, daß erfindungsgemäß auch empfindliche Aktiv- oder Wirkstoffe verkapselt oder eingeschlossen werden können.

Die Verkapselung von Aktiv- und Wirkstoffen mittels Miniemulsionspolyme­ risation erfolgt in situ. Sind während der Polymerisationsreaktion Aktiv- und Wirkstoffe zugegen, werden diese aufgrund des Reaktionsmechanismus und des vorliegenden Emulsionsaufbaus in das sich bildende Polymernetzwerk und schließlich in die resultierenden Polymerpartikel eingelagert. Die Zugabe der Substanzen erfolgt beim Emulgierprozeß. Es lassen sich eine Vielzahl von Substanzen verschiedenster Art einlagern, wobei die Einlagerung der Aktiv- oder Wirkstoffe besonders effektiv ist, wenn die Substanzen schlechte Was­ serlöslichkeit besitzen, d. h. hydrophob sind; aber auch amphiphile Substanzen lassen sich gut emulgieren und einschließen.

Der Anteil an Aktiv- und Wirkstoff kann über einen weiten Bereich variiert werden. Die erfindungsgemäß hergestellten Polymerkapseln besitzen ein gro­ ßes Beladungspotential.

Durch die Wahl der Polymerisationsparameter gelingt eine gezielte Modifizie­ rung der Partikeleigenschaften. Durch Auswahl geeigneter Reaktionspartner können die Partikeleigenschaften auf die gewünschte Anwendung maßge­ schneidert werden. So lassen sich über die Art der verwendeten bifunktionel­ len Amine, Mercaptane oder Alkohole und Epoxide die Eigenschaften des re­ sultierenden Polymers wie Glastemperatur, Elastizität, Streck- und Dehnbar­ keit sowie Schmelz- oder Zersetzungstemperatur beeinflussen. Die Art und Dauer der Initiierung sowie die Größe der Miniemulsionströpfchen (Mono­ merbeladung) kann das Molekulargewicht des gebildeten Polymers steuern, ebenso kann der Polymerisationsgrad über monofunktionelle Zusätze begrenzt werden. Multifunktionelle Monomere hingegen, insbesondere tri- und tetrafunktionelle Epoxide und Amine, führen zu einer Vernetzung der Polymers und somit zu einer starken Erhöhung des Molekulargewichts. Damit lassen sich ebenfalls spezifische Parameter der Polymerpartikel wie Glastemperatur und Schmelzpunkt beeinflussen.

Über die Glastemperatur der Partikel kann ein "controlled-release-Effekt" er­ zielt werden. Die exakte Einstellung der Glastemperatur der Polymerpartikel ist für spätere Anwendungen von entscheidender Bedeutung, da durch die ge­ zielte Erweichung der Polymermatrix der Release (Freisetzung) des einge­ schlossenen Aktiv- und Wirkstoffs aktiviert werden kann. Es zeigt sich, daß die Partikel unterhalb der Glastemperatur sehr formstabil sind und eine Wirk­ stoffabgabe extrem langsam erfolgt. Bei Temperaturerhöhung über die Glas­ temperatur der Matrix erweicht der Partikel, und die Freisetzung des Wirk­ stoffs wird beschleunigt. Dieser Effekt kann z. B. beim Bügeln ausgenutzt werden, um eine verstärkte Duftabgabe aus der mit den Partikeln behandelten Wäsche zu erzeugen. Durch gezielte Auswahl der Ausgangsmonomeren läßt sich die Glasübergangstemperatur der resultierenden Polymere und auf diese Weise über die Härte der resultierenden Polymerkapseln die Freisetzung ("re­ lease") steuern. So erfolgt beispielsweise bei weichen Polymeren, z. B. sol­ chen mit Glasübergangstemperaturen unterhalb der Raumtemperatur, eine re­ lativ schnelle Freisetzung der verkapselten Aktivstoffe, wird bei härteren Po­ lymeren, z. B. solchen mit Glasübergangstemperaturen oberhalb der Raum­ temperatur, die Freisetzung langsamer erfolgt, aber durch Einwirkung von Wärme beschleunigt werden kann. Bei der Einstellung der Glastemperaturen auf den gewünschten Wert muß aber folgendes beachtet werden: Da die Glas­ temperatur der Polymere im Bulk - hier erfolgt Messung - immer höher ist als in Dispersion, weil das umgebende Wasser einen Einfluß auf die Eigenschaf­ ten der Polymerketten, z. B. Epoxidharz-Ketten, besitzt, muß dieser Effekt bei der Einstellung der gewünschten Glastemperatur mitberücksichtigt werden. Die Absenkung der Glastemperatur durch Wasser beträgt ca. 20 bis 40°C. Weiterhin muß die Absenkung der Glastemperatur durch den Aktiv- bzw. Wirkstoffzusatz mitberücksichtigt werden; die Absenkung der Glastemperatur durch den Zusatz von Ölen als Aktiv- oder Wirkstoffe beträgt beispielsweise etwa 20 bis 60°C. Ideal für eine Release-Temperatur von 60°C ist somit eine Glastemperatur von ca. 100 bis 150°C des Bulk-Polymers.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch die nach den erfindungs­ gemäßen Verfahren hergestellten aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkap­ seln, -kügelchen oder -tröpfchen sowie ihre Verwendung.

Die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten aktiv- oder wirk­ stoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen weisen im allgemei­ nen mittlere Teilchendurchmesser von 10 nm bis 500 nm, insbesondere von 40 nm bis 450 nm, vorzugsweise von 50 nm bis 400 nm, auf.

Die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten aktiv- oder wirk­ stoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen (synonym auch als Polymerisatträgersysteme oder polymere Trägersysteme bezeichnet) enthalten mindestens einen Aktiv- oder Wirkstoff eingeschlossen in einer Polymerma­ trix. Der Aktiv- oder Wirkstoffgehalt der nach den erfindungsgemäßen Ver­ fahren hergestellten aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen liegt im allgemeinen bei etwa 0,01 bis etwa 80 Gew.-%, ins­ besondere bei etwa 0,1 bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise bei etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen.

Die Wandschichten der nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen um­ fassen ein Polymerisat, das erhältlich ist durch nichtradikalische Miniemul­ sionspolymerisation, insbesondere Polykondensation, vorzugsweise Polyaddi­ tion, von durch nichtradikalische Miniemulsionspolymerisation polymerisier­ baren Monomeren, vorzugsweise Epoxiden und Isocyanaten und hiermit unter Polyaddition reagierenden Verbindungen (Amine, Alkohole, Mercaptane, Carbonsäureanhydride etc.), wobei der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil ist und sich mit dem Ausgangsmonomerensystem homogen mi­ schen läßt. Vorzugsweise läßt der Aktiv- oder Wirkstoff sich auch mit dem Polymerisat homogen mischen. Bei dem Polymerisat handelt es sich insbe­ sondere um ein Epoxidharz, ein Polyurethan oder ein Polyharnstoff, je nach verwendeten Ausgangsmonomeren.

Die Oberfläche, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, der aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen kann gegebe­ nenfalls modifiziert werden, wobei die Oberflächenmodifizierung in situ wäh­ rend der Polymerisation erfolgen oder nachträglich durchgeführt werden kann. Solche Maßnahmen sind dem Fachmann geläufig.

Die Modifizierung der Oberflächenbeschaffenheit der Partikel kann chemisch oder physikalisch erfolgen. Sie dient der Substantivierung der Partikel, insbe­ sondere für Wäsche, Fasern und Gewebe oder für Haut und Haare. Eine phy­ sikalische Modifizierung erfolgt durch die Wahl eines geeigneten Tensids und/oder Polymeren, das direkt bei der Emulsionsherstellung verwendet wird oder aber nachträglich zu der polymerisierten Miniemulsion zugesetzt wird. Auch eine Modifizierung des sprühgetrockneten Materials ist möglich. Eine in-situ-Funktionalisierung bei der Polymerisation erfolgt durch Zusätze an funktionellen Monomeren, die zu einer entsprechenden Oberflächeneigen­ schaft führen. Es können dazu Monomere mit kationischen, anionischen oder nichtionischen hydrophilen Substituenten verwendet werden. Der verzögerte Freisetzungseffekt der erfindungsgemäßen Systeme kann durch die Verwen­ dung eines Coatings aus einem Polymermaterial oder einem Salz noch zusätz­ lich gesteigert werden. Außerdem können die Partikel auf diese Weise an der Oberfläche maskiert werden, was z. B. für das Wirkstoff-Delivery in biologi­ scher Umgebung oder in vivo von Bedeutung ist.

Erfindungsgemäß geeignete Substanzen zur Oberflächenmodifizierung und -substantivierung sind geeignete organische oder anorganische Verbindungen verschiedenster Art, so z. B. kationische Polymere, polyquaternierte Polymere, kationische Biopolymere, kationische Silikonöle, Alkylamidoamine, quater­ näre Esterverbindungen ("Esterquats"), auch jeweils in Form ihrer Salze; an­ ionische und nichtionische Polymere wie beispielsweise Polymere mit anioni­ schen Gruppen und anionische Polyelektrolyten, natürlich vorkommende Polymere, abgewandelte Naturstoffe, Polysaccharide, bioabbaubare Polymere, vollsynthetische Polymere, auch jeweils in Form ihrer Salze; anorganische Verbindungen wie beispielsweise Zeolithe, Silikate, Carbonate, Hydrogen­ carbonate, Soda, Alkali- und Erdalkalisufalte sowie Phosphate und alle zuvor aufgeführten Tenside, insbesondere Polymere Niotenside mit EO/PO-Blöcken sowie Polyethylenglykol und Polyethylenglykol-Derivate.

Gleichermaßen können die nach den erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellten aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen angefärbt werden. Dies kann in der Regel dadurch erfolgen, daß neben den Aktiv- oder Wirkstoffen auch Farbstoffe miteingelagert werden, die zuvor zu der Miniemulsion zugegeben worden sind.

Die Verwendungsmöglichkeiten der nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen sind sehr zahlreich und umfassend.

So können die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerisatträgersysteme als Delivery-Systeme ver­ wendet werden, insbesondere im Bereich der Kosmetik und Körperpflege (z. B. für Deodorantien, Haarbehandlungsmittel etc.), im Bereich der Pharma­ zie, bei der Klebstoffverarbeitung und/oder im Bereich der Wasch- und Reini­ gungsmittel (z. B. in Geschirrspülmitteln, Weichspülern, Waschmitteln für das Waschen bei unterschiedlichen Temperaturen etc.).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit auch Kosmetika, Körperpflegemittel, Pharmazeutika, Klebstoffe oder Wasch- und Reinigungs­ mittel, welche die erfindungsgemäßen Kapselsysteme enthalten.

Insbesondere können die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestell­ ten aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen als Delivery-Systeme zur kontrollierten Freisetzung von Aktiv- oder Wirkstof­ fen verwendet werden.

Weitere Ausgestaltungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und re­ alisierbar, ohne daß er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche die Erfindung jedoch keinesfalls beschränken.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die Glastemperaturen wurden jeweils mit Hilfe eines Gerätes vom Typ Per­ kin-Elmer DSC 7, Heizrate 10°C/min, bestimmt.

Beispiel 1 Darstellung von Bulkpolymeren

Es wurden verschiedene polymere Trägerpartikel, die nicht mit Aktiv- bzw. Wirkstoff beladen wurden, durch Polymerisation (Polyaddition) in Miniemul­ sionen gemäß den folgenden Rezepturen hergestellt, wobei der bei der Mini­ emulsionspolyaddition verwendete Amintyp jeweils variiert wurde.

Hierzu wurden 16 g einer Monomerenmischung aus den Epoxiden Epi­ kote® E 828 und Denacol® Ex-411 (Verhältnis: 92,5% Epikote® E 828 und 7,5% Denacol® Ex-411) und dem jeweiligen Amin im molaren Verhältnis von Epoxiden zu Amin von 2 : 1 unter typischen Miniemulsionspolymerisationsbe­ dingungen umgesetzt. Die Glasübergangstemperaturen Tg der resultierenden Polymerkapseln sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Variation des Amintyps bei der Polyaddition im Bulk ohne Bela­ dung mit Parfümöl

Beispiel 2 Darstellung von parfümölbeladenen Bulkpolymeren unter Variation des Amintyps

Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 wurden 16 g Monomeren­ mischung (Epoxide Epikote® E 828/Denacol® Ex-411 und jeweiliges Amin) im molaren Verhältnis Epoxide zu Amin von 2 : 1 unter Anwesenheit von 1,6 g Parfümöl (Orangenöl) umgesetzt.

Tabelle 2

Variation des Amintyps bei der Polyaddition im Bulk bei 10%iger Beladung mit Parfümöl

Beispiel 3 Darstellung von parfümölbeladenen Bulkpolymeren unter Verwendung von Amingemischen

Unter denselben Bedingungen wie in den vorangehenden Beispielen wurden 16 g Monomerenmischung (Epoxide Epikote® E 828/Denacol® Ex-411 und je­ weiliges Amingemisch) im molaren Verhältnis Epoxide zu Amine von 2 : 1 un­ ter Anwesenheit von 1,6 g Parfümöl (Orangenöl) umgesetzt.

Tabelle 3

Verwendung von Amingemischen bei der Polyaddition

Beispiel 4 Darstellung von parfümölbeladenen Bulkpolymeren unter Variation des Beladungsgrades

Unter denselben Bedingungen wie in den vorangehenden Beispielen wurden 16 g Monomerenmischung (Epoxide Epikote® E 828/Denacol® Ex-411 und Amin) im molaren Verhältnis Epoxide zu Amin von 2 : 1 unter Anwesenheit von verschiedenen Mengen Parfümöl (Orangenöl) umgesetzt.

Tabelle 4

Variation des Beladungsgrades an Parfümöl (Orangenöl)

Beispiel 5 Darstellung von parfümölbeladenen Kapselsystemen unter Variation des Amintyps

Es wurden polymere Trägerpartikel, in situ beladen mit Parfümöl, durch Po­ lymerisation in Miniemulsion gemäß folgenden Rezepturen dargestellt:
Unter denselben Bedingungen wie in den vorangehenden Beispielen wurden 16 g Monomerenmischung (Epoxide Epikote® E 828/Denacol® Ex-411 und je­ weiliges Amin) im molaren Verhältnis Epoxide zu Amin von 2 : 1 in 120 ml Wasser unter Anwesenheit von 3 g Tensid und 1,6 g Parfümöl (Orangenöl) umgesetzt. Der pH-Wert lag zwischen 9 und 10.

Tabelle 5

Variation des Amintyps bei der Polyaddition in Miniemulsion

Beispiel 6 Darstellung von parfümölbeladenen Kapselsystemen unter Verwendung von Amingemischen

Es wurden polymere Trägerpartikel, in situ beladen mit Parfümöl, durch Po­ lymerisation in Miniemulsion gemäß folgenden Rezepturen dargestellt:
Unter denselben Bedingungen wie in den vorangehenden Beispielen wurden 16 g Monomerenmischung (Epoxide Epikote® E 828/Denacol® Ex-411 und Amingemisch D 2000/D 230) im molaren Verhältnis Epoxide zu Amine von 2 : 1 in 120 ml Wasser unter Anwesenheit von 3 g Tensid und 1,6 g Parfümöl (Orangenöl) umgesetzt. Der pH-Wert lag zwischen 9 und 10.

Tabelle 6

Variation des Mischungsverhältnisses der Amine Jeffamine® D 2000 und Jeffamine® D 230 bei der Polyaddition in Miniemul­ sion

Beispiel 7 Darstellung von parfümölbeladenen Kapselsystemen unter Verwendung von Amingemischen

Es wurden polymere Trägerpartikel, in situ beladen mit Parfümöl, durch Po­ lymerisation in Miniemulsion gemäß folgenden Rezepturen dargestellt:
Unter denselben Bedingungen wie in den vorangehenden Beispielen wurden 16 g Monomerenmischung (Epoxide Epikote® E 828/Denacol® Ex-411 und Amingemisch D 2000/Isophorondiamin) im molaren Verhältnis Epoxide zu Amine von 2 : 1 in 120 ml Wasser unter Anwesenheit von 3 g Tensid und 1,6 g Parfümöl (Orangenöl) umgesetzt. Der pH-Wert lag zwischen 9 und 10.

Tabelle 7

Variation des Mischungsverhältnisses der Amine Jeffamine® D 2000 und Isophorondiamin bei der Polyaddition in Miniemul­ sion

Wird eine der in den vorangehenden Ausführungsbeispielen hergestellten Kapseldispersionen, die Partikel mit einem ölartigen Duftwirkstoff enthalten, beispielsweise über einen flüssigen Weichspüler auf ein Gewebe appliziert, so wird dadurch eine verbesserte Duftwirkung beim Bügeln des Gewebes erzielt.

Claims (63)

1. Verfahren zur Herstellung aktiv- oder wirkstoffhaltiger Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen, wobei das Verfahren die folgenden Verfah­ rensschritte umfaßt:

• a) Bereitstellung einer Miniemulsion, enthaltend:

• - durch nichtradikalische Emulsionspolymerisation polymerisier­ bare Verbindungen (Monomere),
• - mindestens einen zu verkapselnden oder einzuschließenden Ak­ tiv- oder Wirkstoff und
• - mindestens eine grenzflächenaktive Substanz (Tensid) zur Stabi­ lisierung der Miniemulsion, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von
  • a) nichtionischen Tensiden, insbesondere nichtpolymeren, vor­ zugsweise niedermolekularen nichtionischen Tensiden, und
  • b) ionischen Tensiden;

• a) Durchführung einer nichtradikalischen Polymerisationsreaktion in der unter Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion, wobei hierdurch eine in-situ-Verkapselung oder ein in-situ-Einschluß des Aktiv- oder Wirkstoffs in den durch nichtradikalische Polymerisationsreaktion erzeugten Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen bewirkt wird; und
• b) anschließend gegebenenfalls Abtrennung der auf diese Weise erhal­ tenen aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil ist und sich mit dem Monomerensystem homogen mischen läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff sich auch mit dem in Schritt (b) erzeugten Polymersystem homogen mischen läßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff im wesentlichen wasserunlöslich ist oder zumindest in der wäßrigen Phase nur schwerlöslich ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff in der wäßrigen Phase zu weniger als 10%, vorzugsweise zu weniger als 5%, insbesondere zu weniger als 1%, löslich ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff in organischen Medien und Lösungsmitteln, insbesondere in den Monomeren, löslich oder dispergierbar ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff unter Reaktionsbedingungen als Flüssigkeit vorliegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff unter Reaktionsbedingungen als Feststoff vorliegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff ausgewählt wird aus der Gruppe von Duftstoffen; Ölen wie etherischen Ölen, Parfümölen, Pflegeölen und Silikonölen; pharmazeu­ tisch aktiven Substanzen wie antibakteriellen, antiviralen oder fungiziden Wirkstoffen; Antioxidantien und biologisch wirksamen Stoffen; Vitami­ nen und Vitaminkomplexen; Enzymen und enzymatischen Systemen; kosmetisch aktiven Substanzen; wasch- und reinigungsaktiven Substan­ zen; biogenen Wirkstoffen und Genen; Polypeptiden und Viren; Protei­ nen und Lipiden; Wachsen und Fetten; Schauminhibitoren; Vergrauungs­ inhibitoren und Mitteln zum Farbschutz; Soil-repellent-Wirkstoffen; Bleichaktivatoren und optischen Aufhellern; Aminen; sowie Mischungen der zuvor aufgeführten Verbindungen, insbesondere auch Mischungen mit Farbstoffen oder färbenden Substanzen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Aktiv- oder Wirkstoffgehalt in der in Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion 0,01 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-%, insbesondere 1 bis 15 Gew.-%, beträgt, bezogen auf die Miniemulsion.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Monomere durch Polykondensationsreaktion, insbesondere durch Polyadditions­ reaktion, polymerisierbar sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Monomeren hydrophob oder amphiphil sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Monomeren im wesentlichen wasserunlöslich sind oder zumindest in der wäßrigen Phase nur schwerlöslich sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Monomeren in der wäßrigen Phase zu weniger als 10%, vorzugsweise zu weniger als 5%, insbeson­ dere zu weniger als 1%, löslich sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Monomerenge­ halt in der in Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion 1 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 25 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, beträgt, bezogen auf die Miniemulsion.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die grenzflächen­ aktive Substanz ein nichtpolymeres nichtionisches Tensid ist und insbe­ sondere ausgewählt wird aus der Gruppe von alkoxylierten, vorzugs­ weise ethoxylierten Fettalkoholen, Alkylphenolen, Fettaminen und Fett­ säureamiden; alkoxylierten Triglyceriden, Mischethern und Mischforma­ len; gegebenenfalls partiell oxidierten Alk(en)yloligoglykosiden; Gluco­ ronsäurederivaten; Fettsäure-N-alkylglucamiden; Proteinhydrolysaten, insbesondere alkylmodifizierten Proteinhydrolysaten; niedermolekularen Chitosanverbindungen; Zuckerestern; Sorbitanestern; Aminoxiden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die grenzflächen­ aktive Substanz ein kationisches Tensid ist und insbesondere ausgewählt wird aus der Gruppe von quartären Ammoniumverbindungen wie Dime­ thyldistearylammoniumchlorid (CTMA-Cl); Esterquats, insbesondere quaternierten Fettsäuretrialkanolaminestersalzen; Salzen langkettiger primärer Amine; quaternären Ammoniumverbindungen wie Hexadecyl­ trimethylammoniumchlorid; Cetrimoniumchlorid oder Lauryldimethyl­ benzylammoniumchlorid.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die grenzflächen­ aktive Substanz ein anionisches Tensid ist und insbesondere ausgewählt wird aus der Gruppe von Seifen; Alkylbenzolsulfonaten; Alkansulfona­ ten; Olefinsulfonaten; Alkylethersulfonaten; Glycerinethersulfonaten; α-Methylestersulfonaten; Sulfofettsäuren; Alkylsulfaten; Fettalkohol­ ethersulfaten; Glycerinethersulfaten; Fettsäureethersulfaten; Hydroxy­ mischethersulfaten; Monoglycerid(ether)sulfaten; Fettsäureamid­ (ether)sulfaten; Mono- und Dialkylsulfosuccinaten; Mono- und Dialkyl­ sulfosuccinamaten; Sulfotriglyceriden; Amidseifen; Ethercarbonsäuren und deren Salzen; Fettsäureisothionaten; Fettsäuresarcosinaten; Fett­ säuretauriden; N-Acylaminosäuren wie Acyllactylaten, Acyltartraten, Acylglutamaten und Acylaspartaten; Alkyloligoglucosidsulfaten; Pro­ teinfettsäurekondensaten, insbesondere pflanzlichen Produkten auf Wei­ zenbasis; Alkyl(ether)phosphaten.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Gehalt an grenzflächenaktiver Substanz in der in Schritt (a) bereitgestellten Mini­ emulsion 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 10 Gew.-%, insbeson­ dere 0,5 bis 5 Gew.-%, beträgt, bezogen auf die Miniemulsion.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei es sich bei der Mi­ niemulsion um eine im wesentlichen wäßrige, durch die grenzflächen­ aktive Substanz stabilisierte Emulsion von Monomeren und Aktiv- oder Wirkstoff(en) mit einer Teilchengröße der emulgierten Tröpfchen von 10 nm bis 500 nm, insbesondere von 40 nm bis 450 nm, vorzugsweise von 50 nm bis 400 nm, handelt.

20. Verfahren zur Herstellung aktiv- oder wirkstoffhaltiger Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen durch Miniemulsionspolyaddition, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

• a) Bereitstellung einer Miniemulsion, enthaltend:

• - mindestens ein di- oder polyfunktionelles Epoxid oder Isocyanat (Monomer I),
• - mindestens eine mit dem di- oder polyfunktionellen Epoxid oder Isocyanat (Monomer I) unter Polyaddition reagierende Verbin­ dung (Monomer II),
• - mindestens einen zu verkapselnden oder einzuschließenden Ak­ tiv- oder Wirkstoff und
• - mindestens eine grenzflächenaktive Substanz (Tensid) zur Stabi­ lisierung der Miniemulsion;

• a) Durchführung einer Polyadditionsreaktion zwischen den Monome­ ren I und II in Gegenwart des zu verkapselnden oder einzuschlie­ ßenden Aktiv- oder Wirkstoffes und der grenzflächenaktiven Sub­ stanz in der unter Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion, wobei hierdurch eine in-situ-Verkapselung oder ein in-situ-Einschluß des Aktiv- oder Wirkstoffs in den durch Polyaddition erzeugten Poly­ merkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen bewirkt wird; und
• b) anschließend gegebenenfalls Abtrennung der auf diese Weise erhal­ tenen aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil ist und sich mit dem Monomerensystem homogen mischen läßt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff sich auch mit dem in Schritt (b) erzeugten Polymersystem homogen mischen läßt.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Polymersystem ein Epoxidharz, ein Polyurethan oder ein Polyharnstoff umfaßt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff im wesentlichen wasserunlöslich ist oder zumindest in der wäßrigen Phase nur schwerlöslich ist.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff in der wäßrigen Phase zu weniger als 10%, vorzugsweise zu weniger als 5%, insbesondere zu weniger als 1%, löslich ist.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff in organischen Medien und Lösungsmitteln, insbesondere in den Monomeren, löslich oder dispergierbar ist.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff unter Reaktionsbedingungen als Flüssigkeit vorliegt.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff unter Reaktionsbedingungen als Feststoff vorliegt.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff ausgewählt wird aus der Gruppe von Duftstoffen; Ölen wie etherischen Ölen, Parfümölen, Pflegeölen und Silikonölen; pharmazeu­ tisch aktiven Substanzen wie antibakteriellen, antiviralen oder fungiziden Wirkstoffen; Antioxidantien und biologisch wirksamen Stoffen; Vitami­ nen und Vitaminkomplexen; Enzymen und enzymatischen Systemen; kosmetisch aktiven Substanzen; wasch- und reinigungsaktiven Substan­ zen; biogenen Wirkstoffen und Genen; Polypeptiden und Viren; Protei­ nen und Lipiden; Wachsen und Fetten; Schauminhibitoren; Vergrauungs­ inhibitoren und Mitteln zum Farbschutz; Soil-repellent-Wirkstoffen; Bleichaktivatoren und optischen Aufhellern; Aminen; sowie Mischungen der zuvor aufgeführten Verbindungen, insbesondere auch Mischungen mit Farbstoffen oder färbenden Substanzen.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, wobei der Aktiv- oder Wirkstoffgehalt in der in Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion 0,01 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-%, insbesondere 1 bis 15 Gew.-%, beträgt, bezogen auf die Miniemulsion.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 29, wobei die Monomeren I und/oder II hydrophob oder amphiphil sind.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, wobei die Monomeren I und/oder II im wesentlichen wasserunlöslich oder zumindest in der wäß­ rigen Phase nur schwerlöslich sind.

32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Monomeren I und/oder II in der wäßrigen Phase zu weniger als 10%, vorzugsweise zu weniger als 5%, insbesondere zu weniger als 1%, löslich sind.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 32, wobei der Gehalt an Monomeren I und II in der in Schritt (a) bereitgestellten Miniemulsion 1 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 25 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, beträgt, bezogen auf die Miniemulsion.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 33, wobei das molare Ver­ hältnis von Monomeren I zu Monomeren II im allgemeinen etwa 2 : 1 beträgt.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 34, wobei das Monomer I ein di- oder polyfunktionelles Isocyanat ist und die mit dem di- oder po­ lyfunktionellen Isocyanat unter Polyaddition reagierende Verbindung (Monomer II) insbesondere ausgewählt wird aus der Gruppe von (i) di- und polyfunktionellen Aminen und deren Mischungen, (ii) di- und poly­ funktionellen Alkanolen sowie deren Mischungen sowie (iii) Mischungen der zuvor genannten Verbindungen.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 34, wobei das Monomer I ein di- oder polyfunktionelles Epoxid ist und die mit dem di- oder poly­ funktionellen Epoxid unter Polyaddition reagierende Verbindung (Monomer II) insbesondere ausgewählt wird aus der Gruppe von (i) di- und polyfunktionellen Aminen und deren Mischungen, (ii) di- und poly­ funktionellen Alkanolen und deren Mischungen, (iii) di- und polyfunktio­ nellen Mercaptanen und deren Mischungen, (iv) di- und polyfunktionel­ len Carbonsäureanhydriden und deren Mischungen sowie (v) Mischun­ gen der zuvor genannten Verbindungen.

37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Monomer I ein difunktionelles Epoxid ist und insbesondere abgeleitet ist von Bisphenol A wie Bis­ phenol-A-diglycidylether oder ein Epoxid vom Typ Epichlorhydrin-sub­ stituierter Bisphenole ist wie das Epoxid der Formel

38. Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Monomer I ein trifunktionelles Epoxid ist, insbesondere ein Epoxid der Formel

39. Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Monomer I ein tetrafunktionel­ les Epoxid ist, insbesondere ein Epoxid der Formel

40. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 39, wobei die mit dem di- oder polyfunktionellen Epoxid unter Polyaddition reagierende Verbin­ dung (Monomer II) ein di- oder polyfunktionelles Amin ist und insbe­ sondere ausgewählt wird aus der Gruppe von (i) gegebenenfalls substitu­ ierten Alkyldiaminen, insbesondere solchen mit endständigen Amino­ gruppen wie 1,12-Diaminododekan oder gegebenenfalls cyanethylierten Trimethylhexamethylendiaminen; (ii) gegebenenfalls substituierten Bis- (aminocycloalkyl)-alkanen wie 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan oder Isophorondiaminen; (iii) gegebenenfalls substituierten Bis-(aminoaryl)- alkanen wie 4,4'-Diaminobibenzyl oder 4,4'-Diaminodiphenylmethan; (iv) Polyoxyalkylendiaminen mit Molekulargewichten von bis zu etwa 5.000 g/mol, insbesondere Polyoxyalkylendiaminen mit Polyoxyethylen- und/oder Polyoxypropyleneinheiten; (v) tri- und tetrafunktionellen Ami­ nen wie N,N,N',N'-Tetraglycidyldiamino-4,4'-diphenylmethan oder ent­ sprechenden multifunktionellen Prepolymeren; (vi) polyfunktionellen Aminen wie Chitosan und Chitosanderivaten, Polyethyleniminen, kat­ ionischen Aminpolymeren wie Polydiallyldimethylammoniumchlorid (Poly-DADMAC) und Reaktionsprodukten von Polylactiden oder Poly­ glycoliten mit Isophorondiisocyanat.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 39, wobei die mit dem di- oder polyfunktionellen Epoxid unter Polyaddition reagierende Verbin­ dung (Monomer II) ein di- oder polyfunktionelles Alkanol ist und insbe­ sondere 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A) ist.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 39, wobei die mit dem di- oder polyfunktionellen Epoxid unter Polyaddition reagierende Verbin­ dung (Monomer II) ein di- oder polyfunktionelles Mercaptan ist und ins­ besondere ausgewählt wird aus der Gruppe von gegebenenfalls substitu­ ierten Alkyldithiolen (Dithioalkanen), vorzugsweise solchen mit endständigen Thiolgruppen (SH-Gruppen) wie 1,6-Hexandithiol.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 42, wobei die grenzflächen­ aktive Substanz ein kationisches Tensid ist und insbesondere ausgewählt wird aus der Gruppe von quartären Ammoniumverbindungen wie Dime­ thyldistearylammoniumchlorid (CTMA-Cl); Esterquats, insbesondere quaternierten Fettsäuretrialkanolaminestersalzen; Salzen langkettiger primärer Amine quaternären Ammoniumverbindungen wie Hexadecyl­ trimethylammoniumchlorid; Cetrimoniumchlorid oder Lauryldimethyl­ benzylammoniumchlorid.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 42, wobei die grenzflächen­ aktive Substanz ein anionisches Tensid ist und insbesondere ausgewählt wird aus der Gruppe von Seifen; Alkylbenzolsulfonaten; Alkansulfona­ ten; Olefinsulfonaten; Alkylethersulfonaten; Glycerinethersulfonaten; α-Methylestersulfonaten; Sulfofettsäuren; Alkylsulfaten; Fettalkohol­ ethersulfaten; Glycerinethersulfaten; Fettsäureethersulfaten; Hydroxy­ mischethersulfaten; Monoglycerid(ether)sulfaten; Fettsäureamid- (ether)sulfaten; Mono- und Dialkylsulfosuccinaten; Mono- und Dialkyl­ sulfosuccinamaten; Sulfotriglyceriden; Amidseifen; Ethercarbonsäuren und deren Salzen; Fettsäureisothionaten; Fettsäuresarcosinaten; Fett­ säuretauriden; N-Acylaminosäuren wie Acyllactylaten, Acyltartraten, Acylglutamaten und Acylaspartaten; Alkyloligoglucosidsulfaten; Pro­ teinfettsäurekondensaten, insbesondere pflanzlichen Produkten auf Wei­ zenbasis; Alkyl(ether)phosphaten.

45. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 42, wobei die grenzflächen­ aktive Substanz ein nichtionisches Tensid ist und ausgewählt wird der Gruppe von (i) nichtpolymeren nichtionischen Tensiden wie alkoxylier­ ten, vorzugsweise ethoxylierten Fettalkoholen, Alkylphenolen, Fettami­ nen und Fettsäureamiden; alkoxylierten Triglyceriden, Mischethern und Mischformalen; gegebenenfalls partiell oxidierten Alk(en)yloligoglykosiden; Glucoronsäurederivaten; Fettsäure-N-alkylglucamiden; Protein­ hydrolysaten, insbesondere alkylmodifizierten Proteinhydrolysaten; nie­ dermolekularen Chitosanverbindungen; Zuckerestern; Sorbitanestern; Aminoxiden; und (ii) polymeren nichtionischen Tensiden wie Fettalko­ holpolyglykolethern; Alkylphenolpolyglykolethern; Fettsäurepolyglykol­ estern; Fettsäureamidpolyglykolethern; Fettaminpolyglykolethern; Poly­ olfettsäureestern; Polysorbaten.

46. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 45, wobei der Gehalt an grenzflächenaktiver Substanz in der in Schritt (a) bereitgestellten Mini­ emulsion 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 10 Gew.-%, insbeson­ dere 0,5 bis 5 Gew.-%, beträgt, bezogen auf die Miniemulsion.

47. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 46, wobei es sich bei der Miniemulsion um eine im wesentlichen wäßrige, durch die grenzflächen­ aktive Substanz stabilisierte Emulsion von Monomeren und Aktiv- oder Wirkstoff(en) mit einer Teilchengröße der emulgierten Tröpfchen von 10 nm bis 500 nm, insbesondere von 40 nm bis 450 nm, vorzugsweise von 50 nm bis 400 nm, handelt.

48. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 47, wobei die Reaktionstem­ peratur für die Polymerisation, insbesondere Polykondensation, vorzugs­ weise Polyaddition, etwa 20 bis 100°C, vorzugsweise etwa 40 bis 90°C, insbesondere etwa 50 bis 80°C, beträgt.

49. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 48, wobei die Reaktionsdauer etwa 0,01 bis etwa 24 h beträgt, insbesondere etwa 0,1 bis 10 h, vor­ zugsweise etwa 1 bis etwa 5 h.

50. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 49, wobei die aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen mittlere Teilchendurchmesser von 10 nm bis 500 nm, insbesondere von 40 nm bis 450 nm, vorzugsweise von 50 nm bis 400 nm, aufweisen.

51. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 50, wobei die aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen einen Ak­ tiv- oder Wirkstoffgehalt von etwa 0,01 bis etwa 80 Gew.-%, insbesondere von etwa 0,1 bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%, aufweisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Poly­ merkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen.

52. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 51, wobei die Oberfläche der aktiv- oder wirkstoffhaltigen Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen modifiziert ist, wobei die Oberflächenmodifizierung in situ während der Polymerisation erfolgt oder nachträglich durchgeführt wird.

53. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 52 zur Verkapselung oder zum Einschluß von Aktiv- oder Wirksubstanzen in Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen.

54. Aktiv- oder wirkstoffhaltige Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpf­ chen, erhältlich nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 53.

55. Aktiv- oder wirkstoffhaltige Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen, die mindestens einen Aktiv- oder Wirkstoff, eingeschlossen in einer das Kapsel-, Kügelchen- oder Tröpfchenmaterial bildenden Po­ lymermatrix, enthalten und deren Wandschichten ein Polymerisat umfas­ sen, wobei das Polymerisat erhältlich ist durch nichtradikalische Mini­ emulsionspolymerisation, insbesondere Polykondensation, vorzugsweise Polyaddition, von durch nichtradikalische Miniemulsionspolymerisation polymerisierbaren Monomeren und hiermit unter Polyaddition reagie­ renden Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktiv- oder Wirkstoff hydrophob oder amphiphil ist und sich mit dem Monomeren­ system homogen mischen läßt.

56. Aktiv- oder wirkstoffhaltige Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen nach Anspruch 55, wobei der Aktiv- oder Wirkstoff sich auch mit dem Polymerisat homogen mischen läßt.

57. Aktiv- oder wirkstoffhaltige Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen nach Anspruch 55 oder 56, wobei das Polymerisat ein Epoxidharz, ein Polyurethan oder ein Polyharnstoff ist.

58. Aktiv- oder wirkstoffhaltige Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen nach einem der Ansprüche 55 bis 57, gekennzeichnet durch mittlere Teilchendurchmesser von 10 nm bis 500 nm, insbesondere von 40 nm bis 450 nm, vorzugsweise von 50 nm bis 400 nm.

59. Aktiv- oder wirkstoffhaltige Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen nach einem der Ansprüche 55 bis 58, gekennzeichnet durch einen Aktiv- oder Wirkstoffgehalt von etwa 0,01 bis etwa 80 Gew.-%, insbesondere von etwa 0,1 bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerkapseln, -kügelchen oder -tröpfchen.

60. Verwendung der aktiv- oder wirkstoffstoffhaltigen Polymerisatträgersy­ steme nach den Ansprüchen 55 bis 59 als Delivery-Systeme, insbeson­ dere im Bereich der Kosmetik und Körperpflege, im Bereich der Phar­ mazie, bei der Klebstoffverarbeitung und/oder im Bereich der Wasch- und Reinigungsmittel.

61. Verwendung nach Anspruch 60 zur kontrollierten Freisetzung von Aktiv- oder Wirkstoffen.

62. Verwendung nach Anspruch 61, wobei die Steuerung der Freisetzung der Aktiv- oder Wirkstoffe über die Steuerung der Glasübergangstemperatur der Polymeren erfolgt.

63. Kosmetika, Körperpflegemittel, Pharmazeutika, Klebstoffe oder Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend aktiv- oder wirkstoffhaltige Polymer­ kapseln, -kügelchen oder -tröpfchen nach den Ansprüchen 54 bis 59.