DE1519928C3 - Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von kleinen oder Mikro-Kapseln, die aus einer Haut aus organischer Substanz bestehen und einen Flüssigkeitstropfen oder einen anderen Stoffkörper einschließen. Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren, wonach derartige Kapseln in den gewünschten Größen einfach und rasch um Tröpfchen oder Festkörperchen herum durch chemische Reaktion als Suspension oder Ansammlung von diskreten Kugeln oder kugelartigen Körpern in einem flüssigen Medium ausgebildet werden können, von dem sie sich leicht abtrennen lassen, wobei in verstärktem Maße ein Verwachsen und Verklumpen vermieden wird.

Für Kapseln dieser Art gibt es die verschiedensten Verwendungszwecke, beispielsweise zur Aufnahme von Farben, Tinten, chemischen Reagentien, pharmezeutischen Stoffen, aromagebenden Stoffen, Schädlingsbekämpfungsmitteln, herbiziden Mitteln, Peroxiden und praktisch allen Stoffen, die gelöst, suspendiert oder auf andere Weise in eine von der Kapsel eingeschlossene Flüssigkeit eingebracht oder überführt werden können oder selbst eine solche Flüssigkeit darstellen und die in dieser flüssigen oder in anderer Form konserviert werden sollen, bis sie durch ein Mittel freigesetzt werden, das die Kapselhaut aufbricht, zerkleinert, schmilzt, löst oder auf andere Weise entfernt oder bis unter dafür geeigneten Bedingungen eine Freisetzung durch Diffusion erfolgt Eine derartige Verkapselung dient zwar hauptsächlich zur Konservierung von Kleinsttröpfchen im flüssigen Zustand, doch kann das Verfahren auch zum Einschließen von flüssigen Körpern verwendet werden, die im Inneren der Kapsel in eine andere Zustandsform, zum Beispiel in die feste Form übergeführt werden können, wodurch eingeschlossene feste Teilchen gebildet werden, die für besondere Verwendungszwecke als granulierte, geschützte Form der eingeschlossenen Substanz zur Verfügung stehen.

Aus der FR-PS ί 2 78 62 t ist ein Verkapselungsverfahren bekannt, bei dem um die zu verkapselnden Teilchen aus zwei komplementären Zwischenverbindungen in situ eine Polykondensathaut erzeugt wird. Die eine für die Polykondensatbildung erforderliche Zwischenverbindung ist in den zu verkapselnden Teilchen und die andere in der die Teilchen umgebenden kontinuierlichen Phase enthalten, so daß die beiden Zwischenverbindungen an den Phasengrenzflächen aufeinandertreffen und dort in situ eine Polykondensathaut bilden. Bei der praktischen Durchführung des bekannten Verfahrens muß dafür gesorgt werden, daß beim Zusammentreffen der kontinuierlichen Phase, die die eine für die Polykondensatbildung erforderliche Zwischenverbindung enthält, und des zu verkapselnden Materials, das ίο die andere Zwischenverbindung enthält, letzteres gleichzeitig zu kleinen Teilchen bzw. Tröpfchen verteilt wird, bevor die rasch einsetzende Reaktion der beiden Zwischenverbindungen an der Phasengrenzfläche zur Bildung einer Polykondensathaut geführt hat. Nach einer Ausführungsform wird eine Mischung aus zu verkapselndem Material und der einen Zwischenverbindung unter Rühren mit der zweiten der kontinuierlichen Phase, in der die andere Zwischenverbindung enthalten ist, versetzt. Damit diese Mischung die diskontinuierliehe Phase bilden kann, muß außerdem ein Teil des die kontinuierliche Phase bildenen Lösungsmittels (Wasser) vorgelegt werden. Nach beendeter Polymerisation werden in beiden Fällen die entstandenen Teilchen abgetrennt und getrocknet. Nach der Polymerisation kann außerdem ein festes, kolloidales Dispergiermittel zugesetzt werden. Bei der praktischen Anwendung des bekannten Verfahrens hat es sich jedoch herausgestellt, daß es schwerwiegende Nachteile aufweist. In den meisten Fällen gelingt es nicht, ein Verschmelzen oder Zusammenballen bereits gebildeter Kapseln zu einer heterogenen Masse zu verhindern, bzw. diskrete Kapseln mit einstellbarer und einheitlicher Größe zu erzeugen, die sich leicht und vollständig abtrennen lassen.

Insbesondere wurde festgestellt, daß Verschmelzungen und Verwachsungen auftreten, wenn die einzukapselnden Tröpfchen aus Wasser und die zweite Flüssigkeit, d. h. diejenige, die die kontinuierliche Phase bildet, aus einem organischen Lösungsmittel besteht.
Die genannten Schwierigkeiten, die beim Arbeiten mit wäßrigen Tröpfchen in einer kontinuierlichen Phase aus organischer Flüssigkeit festgestellt wurden, ergeben sich daraus, daß das Polykondensat von der ursprünglichen Grenzschicht zwischen den wäßrigen Tröpfchen und der kontinuierlichen organischen Phase nach außen wächst. Das bedeutet mit anderen Worten, daß das Polykondensat in die kontinuierliche Phase aus organischer Flüssigkeit hinein und von den Mittelpunkten der Tröpfchen weg wächst. Die ursprüngliche Grenzschicht bildet daher schließlich die innere Oberfläche des Polykondensats. Bei Tröpfchen aus organischen Flüssig- ■ keiten in einer kontinuierlichen wäßrigen Phase erfolgt dagegen das Polykondensatwachstum von der ursprünglichen Grenzschicht aus nach innen. In diesem Fall bildet daher die ursprüngliche Grenzschicht statt der inneren Oberfläche die Außenfläche des Polykondensats.

Eine Folge dieses Wachstums des Polykondensats nach außen beim Arbeiten mit wäßrigen Tröpfchen in einer kontinuierlichen Phase aus organischer Flüssigkeit besteht darin, daß das Polykondensat den Schutz durch die üblichen flüssigen oder löslichen Dispergiermittel verliert. Diese Mittel neigen nämlich dazu, sich an der ursprünglichen Grenzschicht anzusammeln, und da diese bei einem Polykondensatwachstum nach außen schließlich die innere Oberfläche des Polykondensats bildet, ist die Außenfläche des Polykondensats ungeschützt und klebrig, und unterliegt einer Agglomeration

oder Klumpenbildung.

Der Fall, daß wäßrige Tröpfchen in einer kontinuierlichen Phase aus organischer Flüssigkeit, mit der sie praktisch unmischbar sind, verteilt vorliegen, stellt jedoch nur ein sehr wichtiges Beispiel für die Klasse von Flüssigkeitskombinationen dar, bei denen das Polykondensat nach außen in die kontinuierliche Phase wächst und damit die beschriebenen Schwierigkeiten auftreten. Im allgemeinen erfolgt das Wachstum des Polykondensats zu der stärker hydrophoben Flüssigkeit hin und von der stärker hydrophilen Flüssigkeit (oder der wäßrigen Flüssigkeit) weg. Das'gilt ohne Rücksicht darauf, welche die kontinuierliche Phase bildet, und die Umkehr der Phasen führt tatsächlich zu einer Umkehr der Wachstumsrichtung des Polykondensats. Wenn hierin auf die Art der beiden Flüssigkeiten, bei denen das Polykondensat von den Tröpfchen nach außen wächst, und damit zu den beschriebenen Schwierigkeiten führt, Bezug genommen wird, werden die Begriffe »wäßrige« Flüssigkeit und »organische« Flüssigkeit verwendet. Unter diesen Begriffen werden allgemein einerseits hydrophile und anderderseits hydrophobe Flüssigkeiten verstanden. Die Erfindung betrifft also zunächst jede Kombination von Flüssigkeiten, in denen das Polymere zu einem Wachstum von der Tröpchenphase nach außen veranlaßt wird, sie kann jedoch in der Weise näher definiert werden, daß sie auf eine Tröpfchenphase, die aus einer Flüssigkeit auf Grundlage von Wasser oder einer hydrophilen Flüssigkeit besteht, und in einer damit praktisch nicht mischbaren kontinuierlichen Phase, die aus einer flüssigen Kohlenstoffverbindung oder einer hydrophoben Flüssigkeit besteht, verteilt ist, angewandt wird. Hydrophile und hydrophobe Flüssigkeiten sollen als zueinander in solchem Verhältnis stehend verstanden werden.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verkapselungsverfahren, durch das ein Koaleszieren oder Verwachsen der verkapselten Stoffe in hohem Maße vermindert wird und bei dem insbesondere Substanzen, die zweckmäßigerweise in wäßriger Lösung verkapselt werden sollen, praktisch ebenso wirksam und mit gleich guten Ergebnissen verkapselt werden können, wie sie bei der Verkapselung von organischen Flüssigkeitskörperchen erzielbar sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln durch Phasengrenzflächenkondensation von zwei komplementären, ein Polykondensat bildenen Zwischenverbindungen in einer wäßrigen und einer organischen Flüssigkeit als getrennte, nicht mischbare Phasen, bei dem die eine Flüssigkeit, die eine der Zwischenverbindungen enthält, in einer aus der anderen Flüssigkeit bestehenden kontinuierlichen Phase in Form von Tröpfchen emulgiert wird und danach die zweite Zwischenverbindung der kontinuierlichen Phase zugesetzt wird und bei dem ein festes kolloidales Dispergiermittel zugesetzt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Dispergiermittel in der als kontinuierliche Phase dienenden organischen Flüssigkeit vor oder während der Zugabe der zweiten Zwischenverbindung suspendiert wird.

Die Erfindung läßt sich auf eine große Anzahl von Polykondensationsreaktionen anwenden, d. h. auf viele verschiedene Paare von Zwischenverbindungen d.h. Reaktionsteilnehmern, die zur Grenzflächenkondensation aus den organischen bzw. den wäßrigen Trägerflüssigkeiten unter Bildung fester Filme durch rasche Umsetzung an der Flüssigkeitsgrenzfläche im allgemeinen bei Zimmertemperatur oder zumindest bei bequem anwendbaren Temperaturen fähig sind. Viele Polykondensationsreaktionen, die zwischen solchen Reaktionsteilnehmern in gesonderten, nicht mischbaren Flüssigkeiten abzulaufen vermögen, sind bekannt und können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgenutzt werden. So kann beispielsweise die Kapselhaut oder Umhüllung in der kontinuierlichen Phase aus organischer Flüssigkeit um wäßrige Tröpfchen herum als einfaches Polyamid, Polysulfonamid, Polyester, ίο Polycarbonate Polyurethan oder Polyharnstoff hergestellt werden. ......... . _λ ,, ■-; ■ „- -'-I :: _

Der Ausdruck »Polykondensat« dient zur Bezeichnung aller hierin beschriebenen Reaktionsprodukte, einschließlich vernetzter Kondensate.

Zur Vereinfachung der Bezeichnungen sollen darüber hinaus allgemeine Hinweise auf eine besondere Art von Kondensat, zum Beispiel der Ausdruck Polyharnstoff oder Polyamid oder Polyester, auch Copolymere umfassen, in denen das angegebene einzige Polymere einen bedeutsamen Teil darstellt, sofern nicht anderes angegeben ist oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. In sämtlichen Fällen wird das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt, indem zunächst die gewünschten Tröpfchen aus der wäßrigen Flüssigkeit, die einen Reaktionsteilnehmer oder eine Gruppe von Reaktionsteilnehmern enthält, in einer kontinuierlichen Phase aus organischer Flüssigkeit erzeugt, die von irgendwelchen Stoffen, die über eine Kondensation mit diesem Reaktionsteilnehmer oder einem aus dieser Gruppe von Reaktionsteilnehmern reagieren, im wesentlichen frei ist. Dies läßt sich wie oben beschrieben, durch Dispergieren oder in anderer Weise erreichen. Erst danach wird der zweite Reaktionsteilnehmer oder die zweite Gruppe von Reaktionsteilnehmern eingeführt, nämlich durch Zugabe zu der die kontinuierliche Phase bildenen organischen Flüssigkeit, die zweckmäßig beispielsweise so erfolgen kann, daß man dieses weitere reaktionsfähige Material als Lösung in einer zusätzlichen geringen Menge der die kontinuierliche Phase bildenden organischen Flüssigkeit oder einer anderen Flüssigkeit zusetzt, die damit leicht mischbar oder auf andere Weise darin verteilbar ist.

Die Zugabe des festen Dispergiermittels zu der kontinuierlichen Phase aus organischer Flüssigkeit kann auf zweifache Weise erfojgen. Man kann in der Beschickung von vornherein einen Überschuß an festem Dispergiermittel vorlegen oder nachträglich bei der Polykondensationsreaktion zusetzen, d. h. zusammen mit der Lösung des zweiten Reaktionsteilnehmers. In

so jedem Fall steht das feste Dispergiermittel für die wachsende Polymeroberfläche zur Verfügung. Beide Arbeitsweisen liefern hervorragende Ergebnisse. Häufig werden die besten Ergebnisse mit ejner Kombination der beiden Zugabearten oder durch kontinuierliche Zugabe erzielt. Dies schließt selbstverständlich die Möglichkeit nicht aus, daß das feste Dispergiermittel einen chemischen Aufbau von solcher Art besitzt, daß es in untergeordnetem Maß an der Polykondensationsreaktion teilnimmt.

Die Wandstärke oder Festigkeit der Kapselwandung kann auf verschiedene Weise vorbestimmt oder eingestellt werden, und zwar nicht nur durch Steuerung der Reaktionsbedingungen, sondern auch auf chemischem Wege. Beispielsweise kann man zur Herstellung von Polyamid- oder Polyesterkapseln durch Umsetzung eines Disäurechlorids mit einem Diamin oder Diol ein tri- oder polyfuntkionelles Säurechlorid verwenden, um eine Vernetzung zu bewirken und damit die Kapselhaut

durch Ausbildung eines dreidimensionalen polymeren Netzwerks zu verstärken. Diese Vernetzungsmittel können in wechselnden Mengen je nach den Zwecken, die damit erreicht werden sollen, und den wirtschaftlichen Gesichtspunkten verwendet werden. Die Stärke der Kapselhaut kann durch Veränderung der Mengen der Reaktionsteilnehmer oder der Länge der Berührungszeit zwischen den Flüssigkeiten anch Zugabe des zweiten Reaktionsteilnehmers oder der zweiten Gruppe von Reaktionsteilnehmern verändert werden.

Als Beispiele für Polykondensationsreaktionsteilnehmer, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verkapselungsverfahrens verwendet werden können, seien die folgenden erwähnt: Diamine oder Polyamine in der wäßrigen Phase und Disäure- oder Polysäurechloride in der organischen Phase ergeben Kapselwandungen aus Polyamiden.

Diamine oder Polyamine in der wäßrigen Flüssigkeit und bis-Chlorformiate oder Polychlorformiate in der organischen Flüssigkeit liefern eine Polyurethankapselhaut. Diamine oder Polyamine in Wasser und Disulfonyl- oder Polysulfonylchloride im organischen Lösungsmittel bilden eine Polysulfonamidhaut. In gleicher Weise ist mit Diaminen oder Polyaminen in der wäßrigen Phase eine Polyharnstoffkapselwand erhältlich, wenn die organische Phase Phosgen (Chlorformylchlorid) enthält.

Mit Diaminen oder Polyaminen in Wasser und Diisocyanaten oder Polyisocyanaten in den organischen Lösungsmitteln wird gleichfalls eine Polyharnstoffhaut erzeugt.

Mit Diolen oder Polyolen in der wäßrigen Flüssigkeit werden verschiedene andere Kondensationsharze erhalten. So werden mit Disäure- oder Polysäurechloriden in der organischen Phase aus Polyestern bestehende Kapselwandungen erzeugt. Wenn bis-Chlorformiate, Polychlorformiate oder Phosgen in der organischen Flüssigkeit verwendet werden, dann bestehen die Kapselhäute aus Polycarbonaten.

Als kontinuierliche flüssige Phase kann man eine große Anzahl organischer Lösungsmittel verwenden. Die Wahl des Lösungsmittels richtet sich u. a. nach der jeweiligen Zwischenverbindung oder den Zwischenverbindungen. Als Beispiele seien u. a. Mineralöl, Xylol, Benzol, Schwefelkohlenstoff, Tetrachlorkohlenstoff und Pentan erwähnt. '

Beispiele für in der organischen Phase verwendbare' Reaktionsteilnehmer sind Sebacoylchlorid, Äthylenbischlorformiat, Phosgen, Terephthaloylchlorid, Adipoylchlorid, Azelaoylchlorid (Azelainsäurechlorid) und 1,3-Benzolsulfonyldichlorid. Beispiele für Polyfunktionelle Verbindungen dieser Art sind Trimesoyltrichlorid, 1,2,4,5-Benzoltetracarbonsäurechlorid, Citronensäurechlorid und Glycerintrischlorformiat. Zu in gleicher Weise in der organischen Phase verwendbaren Reaktionsteilnehmern gehören auch Diisocyanate und Polyisocyanate, beispielsweise Toluylendiisocyanat. Hexamethylendiisocyanat und Polymethylenpolyphenylisocyanat.

Als Beispiele für Diole, die sich als Reaktionsteilnehmer zur Verwendung in der wäßrigen Phase eignen, seien Bisphenol A [2,2 bis-(p,p'-dihydroxydiphenyl)propan], Hydrochinon, Resorcin und verschiedene Glycole, wie Äthylenglycol, Hexandiol und Dodecandiol genannt. Beispiele für polyfunktionelle Alkohole dieser Art, zum Beispiel Triole, sind Pyrogallol (1,2,3-Benzoltriol), Phloroglucin, Glycerin, Pentaaerythrit, Trimethylolpropan.

Beispiele für geeignete Diamine und Polyamine, die gewöhnlich selbst wasserlöslich sind oder in Form eines wasserlöslichen Salzes verwendet werden, wenn man sie in eine wäßrige Phase einführen will, sind Äthylendiamin, Phenylendiamin, Toluoldiamin, Hexamethylendiamin, Diäthylentriamin, 13,5-Benzoltriamintrihydrochlorid, 2,4,6-Triaminotoluol-trihydrochlorid und Piperazin. Falls der Reaktionsteilnehmer, der in der wäßrigen Phase verwendet werden soll, in Wasser als

to solcher unlöslich oder wenig löslich ist, kann man ihn in einer Form oder zusammen mit Hilfsstoffen verwenden, in der bzw. durch die er löslich gemacht wird. So können manche Amine als Hydrochloride oder in Form anderer Salze und Verbindungen, die selbst nicht oder nur wenig wasserlöslich sind, wie Bisphenol A, in einer beispielsweise mit Alkali entsprechend eingestellten Zusammensetzung verwendet werden, um die erforderliche Löslichkeit zu erzielen. Man kann auch einen hydrophilen Ersatz für Wasser anwenden, beispielsweise Methanol, sofern der Reatkionsteilnehmer darin löslich ist. In jedem Fall wird, wie bereits erläutert und definiert wurde, hierin die die Tröpfchen bildende Flüssigkeit als wäßrige Flüssigkeit bezeichnet

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens werden die üblichen Vorsichtsmaßnahmen angewandt, mit denen unerwünschte Reaktionen oder Veränderungen der eingesetzten Stoffe vermieden werden. Beispielsweise ist es günstig, Sorge dafür zu tragen, daß die organische Phase, die das Disäurechlorid oder äquivalente Zwischenverbindungen enthält, so trocken wie möglich und von der Atmosphäre isoliert gehalten wird, um eine Hydrolyse zu vermeiden. Wenn die wäßrige Phase, die verkapselt werden soll, zunächst in Form von Tröpfchen in dem organischen Lösungsmittel dispergiert wird, wird das Disäurechlorid anschließend in einem weiteren Anteil dieses Lösungsmittels zugesetzt Die letztgenannte Lösung dieses Säurechlorids soll selbstverständlich ebenfalls os trocken wie möglich gehalten werden, bis sie für die Reaktions zugesetzt wird.

In allen Fällen wird die zur Ausbildung der Dispersion der wäßrigen Tröpfchen in der organischen Flüssigkeit angewandte Bewegung vermindert, und zwar gewöhnlich ziemlich beträchtlich vermindert, während die zweite komplementäre Zwischenverbindung zu der kontinuierlichen Phase aus organischer Flüssigkeit zugesetzt wird und nachdem diese Zugabe beendet ist.

In den meisten Fällen verlaufen die Kondensationen bei Zimmertemperatur sehr rasch.

so Als Dispergiermittel werden kolloidale feste Dispergiermittel eingesetzt Das feste kolloidale Dispergiermittel wird nach seiner Wirksamkeit und Verträglichkeit mit den verschiedenen Stoffen, die bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammengebracht werden, gewählt. Bei der Wahl des Mittels wurde auch die Permeabilität der gebildeten Polymeroberfläche berücksichtigt, da die kolloidalen Teilchen des Mittels groß genug sein müssen, um eine Schicht auf der wachsenden Polymeroberfläche auszubilden, ohne diese zu durchdringen. Diese Permeabilität ändert sich von Polymer zu Polymer und wird bis zu einem gewissen Grad auch durch die Art der organischen Flüssigkeit und die Reaktionsbedingungen beeinflußt Im allgemeinen sind Oberflächen von vernetzten! Polymeren weniger permeabel.

Teilchen, die als kolloidal zu bezeichnen sind, liegen in einem Bereich von etwa 0,1 Mikron bis etwa 100 Mikron

Ä. Die untere Grenze der Teilchengröße, die in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wirksam ist, hängt, wie bereits erwähnt, von dem jeweiligen Polykondensat und außerdem von der Form der Teilchen ab. Im allgemeinen jedoch durchdringen Teilchen unter etwa 1 Mikron das Polymere, statt auf seiner äußeren Oberfläche zu verbleiben und auf dieser eine Schicht zu bilden, und der wirksame Anteil eines festen Kolloids besteht im wesentlichen nur aus der Fraktion mit größeren Teilchengrößen als der oben angegebenen. Die wirksame obere Grenze der Teilchengrößen liegt etwa bei der oberen Grenze für Kolloide.

Wie bereits erläutert wurde, sind beliebige feste kolloidale Dispergiermittel geeignet, sofern sie mit den Bestandteilen des Systems verträglich sind und die oben beschriebenen Grenzen für die Teilchengröße erfüllen. Es wurde gefunden, daß feste Kolloide mineralischer Herkunft hervorragende Ergebnisse liefern. Beispiele dafür sind Talkum, verschiedene kolloidale Tonerden, aktivierte Attapulgite, verschiedene Silikate, beispielsweise Magnesium-Aluminiumsilikat und andere feste Kolloide mineralischer Herkunft. Organische Derivate mineralischer Kolloide sind ebenfalls geeignet, zum Beispiel organisch modifizierter Magnesiummontmorillonit und andere behandelte mineralische Kolloide. Feste Kolloide mineralischer Herkunft sind zwar bevorzugt, da sie mit einer großen Zahl von Substanzen, die in dem Reaktionssystem angewandt werden können, verträglich sind, die Verwendung weniger inerter kolloidaler Substanzen, zum Beispiel kolloider Metalle und organischer fester Kolloide, zum Beispiel Stärke, oder polymere Netzstrukturen, ist jedoch ebenfalls zulässig, sofern sie so gewählt werden, daß sie mit dem System von Substanzen in dem Reaktionsmedium und mit dem Polykondensat verträglich sind.

Im folgenden wird die Erfindung durch eine Reihe von Beispielen erläutert. Es sei darauf hingewiesen, daß zahlreiche verschiedene Substanzen in die wäßrige Flüssigkeit eingeführt und durch das Polymere verkapseit werden können. Diese Stoffe können gelöst, suspendiert oder in anderer Form von dem wäßrigen Inhalt der Kapsel aufgenommen werden. Selbstverständlich kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich die Vermeidung einer Agglomeratbildung, bei beliebigen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus wäßrigen Tröpfchen hergestellten Kapseln zur Wirkung, gleichgültig für welche Substanzen die wäßrige Flüssigkeit als Träger dient. Die in den folgenden Beispielen verwendete Vorrichtung besteht, wenn nichts anderes angegeben ist, aus einem mit Pralleinrichtungen versehenen Harzreaktor in Form eines Kessels oder Kolbens oder in einer anderen üblichen Form, der mit zwei Einlassen für Tropf- oder Zugabetrichter und mit einer Rührvorrichtung, z. B. mit einem Drehrührer, versehen ist. Sämtliche Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts anders angegeben ist.

Beispiel 1
(Vergleichsbeispiel)

60

Es wurde eine wäßrige Lösung eines Eisenchelats, nämlich N atriumferi-äthylendiamin-di-(o-hydroxyphenylacetat), verkapselt. Das Eisenchelat ist ein Mittel für die Behandlung von Eisenchlorose, einer Krankheit von Citruspflanzen. Das das Eisenchelat wasserlöslich ist, ist es in diesem Fall nötig, wäßrige Tröpfchen zu verkapseln. Die wäßrige Eisenchelatlösung wurde mit einer geeigneten Polykondensathaut, d.h. mit einem Polyamid, verkapselt. Dazu wurden folgende Mischungen hergestellt:

Im Kolben:

450 ml Mineralöl

200 ml Tetrachlorkohlenstoff

Im ersten Trichter:

1 g Eisenchelat (Natriumferriäthylendiamin-

di-(o-hydroxyphenylacetat)
6 g Diäthylentriamin
5 g Äthylendiamin
72 g Natriumcarbonatmonohydrat
25 ml destilliertes Wasser

Im zweiten Trichter:

25 g Sebacoylchlorid
5 g Trimesoyltrichlorid
50 ml Pentan
50 ml Tetrachlorkohlenstoff

Es sei darauf hingewiesen, daß in diesem Fall kein Dispergiermittel verwendet wurde. Die aminhaltige wäßrige Phase wurde zugesetzt und vor Zugabe der Säurechloride zu der kontinuierlichen organischen Phase dispergiert. Während der Zugabe der wäßrigen Phase aus dem ersten Trichter und anschließend noch 20 Minuten wurde gerührt, d. h. um Tröpfchen zu bilden. Dann wurde das Rühren verlangsamt, der Inhalt des zweiten Trichters wurde eingeführt und die Umsetzung zur Erzeugung der gewünschten Kapseln wurde durchgeführt. Die Kapseln wurden dann auf einem Büchner-Trichter abfiltriert und luftgetrocknet. Eine Untersuchung der Kapseln ergab eine erhebliche Verwachsung und Klumpenbildung.

Beispiel 2
(Vergleichsbeispiel)

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß zwei geeignete flüssige Dispergiermittel wie folgt verwendet wurden, die auch noch nachträglich zugesetzt wurden:

0,2 g Polyoxyäthylensorbitanmonostearat wurden in den ersten Trichter; 0,3 g technisches Sorbitanmonostearat und 1,0 technisches Sorbitanmonostearat wurden in die Mischung im Kolben eingeführt.

Durch Verwendung der flüssigen Dispergiermittel wurde die beträchtliche Verklumpung und Verwachsung, wie sie in Beispiel 1 festgestellt wurde, nicht merklich vermindert.

Beispiel3

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der zusätzlichen Maßnahme wiederholt, daß der ursprünglichen Beschickung aus organischer Flüssigkeit ein festes kolloidales Dispergiermittel zugesetzt und außerdem nachträglich mit der zweiten Lösung zugegeben wurde. Das verwendete feste Dispergiermittel war ein kolloidales Magnesium-Aluminium-Silikat. Es wurden folgende Mischungen hergestellt:

Im Kolben:

450 ml Mineralöl

200 ml Tetrachlorkohlenstoff

2 g kolloidales Magnesiumaluminiumsilicat

Im ersten Trichter:

1 g Eisenchelat [Natriumferri-äthylen-diamindi-(o-hydroxyphenylacetat]

030116/1

6 g Diäthylentriamin
6 g Äthylendiamin
2 g Natriumcarbonatmonohydrat
25 ml destilliertes Wasser

Im zweiten Trichter:

25 g Sebacoylchlorid

5 g Trimesoyltrichlorid
5OmI Pentan
50 ml Tetrachlorkohlenstoff

0,5 g kolloidales Magnesiumaluminiumsilicat

Die aminhaltige wäßrige Phase wurde vor der Zugabe der Säurechloride zu der kontinuierlichen organischen Phase zugesetzt und dispergiert. Während und bis 20 Sekunden nach Zugabe der wäßrigen Phase aus dem ersten Trichter wurde gerührt, d.h. um sichtbare Tröpfchen zu erzeugen. Dann wurde das Rühren verlangsamt, der Inhalt des zweiten Trichters wurde zugegeben, und die Umsetzung zur Erzeugung der gewünschten Kapseln wurde durchgeführt. Die Kapseln wurden dann auf einem Büchnertrichter abfiltriert und luftgetrocknet. Bei den Kapseln wurde keine Verwachsung und Verklumpung festgestellt.

Beispiele 4 und 5

Die Arbeitsweise von Beispiel 3 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß bei Beispiel 4 die Gesamtmenge des kolloidalen Magnesiumaluminiumsilikats von 2,5 g der ursprünglichen Beschickung und in Beispiel 5 die Gesamtmenge von 2,5 g nachträglich mit der zweiten Zugabelösung zugesetzt wurden. Die Ergebnisse von Beispiel 5, bei dem das Dispergiermittel ausschließlich hinterher zugesetzt wurde, waren nicht ganz so gut wie die Ergebnisse von Beispiel 3, bei dem das Dispergiermittel zum Teil vorgelegt und zum Teil nachträglich zugegeben wurde, und die Ergebnisse von Beispiel 4, bei dem das Dispergiermittel nur der ursprünglichen Beschickung zugesetzt wurde, waren wiederum nicht ganz so gut wie die Ergebnisse von Beispiel 5. In beiden Fällen wurde jedoch bei den erhaltenen Kapseln ein praktisch völliges Fehlen von Verwachsungen und Verklumpungen und den damit verbundenen Schwierigkeiten festgestellt, und die Ergebnisse waren in beiden Fällen erheblich besser ate die Ergebnisse, die bei der Arbeitsweise nach Beispiel 1 oder 2 erzielt wurden, bei denen kein festes kolloidales Dispergiermittel verwendet wurde.

Beispiel 6

Zur Veranschaulichung der allgemeinen Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens auf wäßrige Tröpfchen wurden Wassertröpfchen verkapselt. Als festes kolloidales Dispergiermittel wurde in diesem Fall ein pharmazeutisch reiner aktivierter Attapulgit verwendet. Es wurden folgende Mischungen hergestellt:

Im Kolben:

36OmI Mineralöl
175 ml Tetrachlorkohlenstoff
3 g pharmazeutisch reiner aktiver
Attapulgit

Im ersten Trichter:

20 ml destilliertes Wasser
2,5 g 2,4,6-Triamino-toIuoltrihydrochIorid
0,4 g Natriumhydroxyd
3 g Hexamethylendiamin

Im zweiten Trichter:

30 g Dodecandisäurechlorid
5 g sym-Benzoltetracarbonsäurechlorid
50 ml Tetrachlorkohlenstoff
50 ml Pentan

0,5 g aktivierter Attapulgit

Die aminhaltige wäßrige Phase wurde vor Zugabe der Säurechloride zu der kontinuierlichen organischen Phase zugegeben und dispergiert. Während und bis 20 Sekunden nach Zugabe der wäßrigen Phase aus dem ersten Trichter wurde gerührt, um Tröpfchen zu erzeugen. Dann wurde das Rühren verlangsamt, der Inhalt des zweiten Trichters wurde zugegeben und die

Umsetzung zur Bildung der gewünschten Kapsel wurde durchgeführt Die Kapseln wurden dann auf einem Büchner-Trichter abfiltriert und luftgetrocknet. Sie waren frei von Verwachsungs- und Verklumpungserscheinungen.

Beispiel 7

Nach der allgemeinen Arbeitsweise wurde Methylalkohol verkapselt, wobei als festes kolloidales Dispergiermittel den U.S.P.-Reinheitsvorschriften entsprechendes Talkum verwendet und sowohl der ursprünglichen Beschickung zugesetzt als auch nachträglich zugegeben wurde. Es wurden folgende Mischungen hergestellt:

Im Kolben:

500 ml Mineralöl
3,0 g Talkum U.S.P.

Im ersten Trichter:

25 ml Methylalkohol

7 g Diäthylentriamin

Im zweiten Trichter:

25 g Sebacoylchlorid
50 ml Tetrachlorkohlenstoff
50 ml Pentan
0,5 g Talkum U.S.P.

Die aminhaltige wäßrige Phase wurde vor Zugabe des Säurechlorids zu der kontinuierlichen organischen Phase zugesetzt und dispergiert. Während und bis 20 Sekunden nach Zugabe der wäßrigen Phase aus dem ersten Trichter wurde gerührt. Dann wurde dao Rühren verlangsamt, der Inhalt des zweiten Trichters wurde zugesetzt und die Umsetzung zur Bildung der gewünschten Kapseln wurde durchgeführt. Der Inhalt wurde 3 Stunden lang gerührt, dann auf einem Büchnertrichter abfiltriert und luftgetrocknet. Die Kapseln erwiesen sich als frei von Verwachsungen und Verklumpungen.

Beispiel 8

Die Arbeitsweise von Beispiel 7 wurde mit anderen Beschickungen wiederholt, wobei als festes kolloidales Dispergiermittel Reißpulverstärke verwendet wurde. Es wurden folgende Mischungen hergestellt:

Im Kolben:

300 ml Mineralöl
175 ml Tetrachlorkohlenstoff
3 g Reispulverstärke

Im ersten Trichter:

25 ml destilliertes Wasser
7 g Diäthylentriamin

Im zweiten Trichter:

25 ml Sebacoylchlorid

3 g Trimesoyltrichlorid
0,5 g Reispulverstärke

50 ml Tetrachlorkohlenstoff
50ml Pentan ^ ' -

Die nach der Arbeitsweise von Beispiel 7 erhaltenen Kapseln waren frei von Verwachsungen oder Klumpenbildungen.

Beispiel 9

Es wurde die gleiche Arbeitsweise wie in den Beispielen 7 und 8 angewendet, als festes kolloidales Dispergiermittel wurde jedoch Eisenpulver mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 10 Mikron angewandt. Es wurden folgende Mischungen hergestellt.

Im Kolben:

300 ml Mineralöl
175 ml Tetrachlorkohlenstoff
3,0 g Eisenpulver

Im ersten Trichter:

25 ml destilliertes Wasser
2,5 g 2,4,6-Triaminotoluoltrihydrochlorid
0,4 g Natriumhydroxyd

4 g Äthylendiamin

Im zweiten Trichter:

30 g Dodecandisäurechlorid
2 g sym-Benzoltetracarbonsäurechlorid
50 ml Tetrachlorkohlenstoff
50 ml Pentan

Die nach der Arbeitsweise von Beispiel 7 hergestellten Kapseln erwiesen sich als frei von Verwachsungen oder Klumpenbildungen.

Beispiel 10

Beispiel 9 wurde sowohl in den Beschickungen als in der Arbeitsweise genau wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein anderes festes kolloidales Dispergiermittel verwendet wurde. Anstelle des Eisenpulvers von Beispiel 9 wurden der ursprünglichen Kolbenbeschikkung 30 g eines Diatomeenkieselerde-Produkts zugesetzt. Weitere 0,5 g des gleichen Materials wurden zu der in dem zweiten Trichter befindlichen Mischung gegeben. Die nach der Arbeitsweise von Beispiel 7 erhaltenen Kapseln waren frei von Verwachsungen oder Verklumpungen.

Beispiel 11

Es wurde die allgemeine Arbeitsweise, wie sie in den Beispielen 7 bis 10 beschrieben wird, angewandt, jedoch wurden die Beschickungen im Hinblick auf eine Verkapselung mit einem Polyharnstoff gewählt, und es wurde ein Attapulgustonprodukt mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 2,9 Mikron verwendet. Folgende Beschickungen wurden hergestellt:

Im Kolben:

300 ml Mineralöl
175 ml Tetrachlorkohlenstoff 3,0 g Attapulgus-Ton

Im ersten Trichter:

20 ml destilliertes Wasser
2,5 g 2,4,6-Triamino-toluoltrihydrochlorid 0,4 g Natriumhydroxid
3,0 g Hexamethylendiamin

Im zweiten Trichter:

30 g 1,6-Hexamethylendiisocyanat 5 g Polyisocyanat

0,5 g Attapulgus-Ton
50 ml Tetrachlorkohlenstoff 50 ml Pentan

Die hergestellten Kapseln waren frei von Verwachsungen und Klumpen.

Beispiel 12

■ Nach der allgemeinen Arbeitsweise von Beispiel 7 wurde eine im Handel erhältliche Tinte mit Hilfe eines kolloidalen Aluminiumsilikatpigments mit einer mittleren Teilchengröße von 55 Ä verkapselt. Folgende Beschickungen wurden hergestellt:

Im Kolben:

350 ml Mineralöl
175 ml Tetrachlorkohlenstoff 3,0 g Aluminiumsilicat-Pigment

Im ersten Trichter:

20 ml Tinte

2,5 g 2,4,6-Triaminotoluoltrihydrochlorid 0,4 g Natriumhydroxid
2,0 g Hexamethylendiamin

Im zweiten Trichter:

30 g Dodecandisäurechlorid 5 g Trimesoyltrichlorid
50 ml Tetrachlorkohlenstoff 50 ml Pentan

Die nach der Arbeitsweise von Beispiel 7 erhaltenen Kapseln waren frei von Verklumpungen oder Verwachsungen.

Beispiel 13

Beispiel 12 wurde im wesentlichen wiederholt, jedoch wurde statt des Aluminiumsilicat-Pigments ein organisches Derivat eines Magnesiummontmorillonits als festes Kolloid sowohl im Kolben als auch in dem zweiten Trichter verwendet, und die Beschickung des zweiten Trichters wurde verändert. Folgende Beschikkungen wurden hergestellt:

Im Kolben:

350 ml Mineralöl

175 ml Tetrachlorkohlenstoff 3,0 g Magnesium-Montmorillonit 20 ml Tinte

2,5 g 2,4,6-Triaminotoluoltrihydrochlorid 0,4 g Natriumhydroxid

3,0 g Hexamethylendiamin

13

Im zweiten Trichter:

30 g Dodecandisäurechlorid 5 g sym.-Benzoltetracarbonsäurechlorid 0,5 g Magnesium-Montmorillonit

50 ml Tetrachlorkohlenstoff 50 ml Pentan

von Beispiel 7 hergestellt wurden, waren frei von Verklumpungen und Verwachsungen.

Beispiel 14

Beispiel 11 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle von 30 g 1,6-Hexamethylendiisocyanat 30 g Diäthylenglycolbischlorfbrmiat im zweiten Trichter verwendet wurden. Dadurch wurde eine Polyurethankapselhaut gebildet. Die erhaltenen Kapseln zeigten

Die Kapseln, die wiederum nach der Arbeitsweise ι ο keine Verklumpung und Verwachsung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln durch Phasengrenzflächenkondensation von zwei komplementären, ein Polykondensat bildenden Zwischenverbindungen in einer wäßrigen und einer organischen Flüssigkeit als getrennte, nicht mischbare Phasen, bei dem die eine Flüssigkeit, die eine der Zwischenverbindungen enthält, in einer aus der anderen Flüssigkeit bestehenden kontinuierlichen Phase in Form von Tröpfchen emulgiert wird und danach die zweite Zwischenverbindung der kontinuierlichen Phase zugesetzt wird und bei dem ein festes kolloidales Dispergiermittel zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel in der als kontinuierliche Phase dienenden organischen Flüssigkeit vor oder während der Zugabe der zweiten Zwischenverbindung suspendiert wird.