KR19980701505A - 미소봉입 방법 및 생성물(Microencapsulation process and product) - Google Patents

Abstract

본 발명은 습식 및 건식 제형을 생성하는 각종 물질, 특히 농약 물질의 미소 봉입(microencapsulation)에 관한 것이다. 특히 본 발명은 PVA를 마이크로캡슐을 제조하기 위한 계면 중축합 시스템에 혼입시키고, 이어서 PVA 및 임의로 미소봉입 단계에서 채택되는 것과 동일하거나 상이할 수 있는 추가량의 PVA의 존재하에 수득된 마이크로캡슐을 분무 건조시킴으로써 통상적인 분무 기술로 적용할 수 있는 수성 농약 조성물을 제조하기 위해서, 봉입된 생성물이 물에 희석될 수 있도록 하는 물질의 봉입에 관한 것이다.

Description

미소봉입 방법 및 생성물

본 발명은 습식 및 건식 제형을 생성하는 각종 물질, 특히 농약 물질의 미소봉입(microencapsulation)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 통상적인 분무 기술로 적용할 수 있는 수성 농약 조성물을 제조하기 위해서, 봉입된 생성물이 물에 희석될 수 있도록 하는 물질의 봉입에 관한 것이다.

농약, 식물 성장 조절제 등의 봉입은 최근에 점차로 관심이 높아지는 분야이다. 분포의 안전성 및 용이성을 위해서, 이러한 물질을 적용 분야에서 물에 쉽게 분산시킬 수 있는 무수 고체의 수성 분산액 형태로 공급하는 것이 특히 편리하다.

최근에 각종 농약 물질의 미소봉입을 위한 여러 제안이 있었다. 예를 들어, US-A-제5160530호(Griffin)에는 활성 물질을 용융시키고 용융된 물질을 막 형성 중합체(예: 폴리비닐알콜(PVA))와 혼합하여 농약(예: 트리플루랄린)을 봉입시키는 방법이 기술되어 있다. 다음에, 물질을 함께 유화시키고 분무 건조시킨다.

US-A-제4244836호(Hoechst)에는 활성 물질 및 PVA의 분산액을 분무 건조함으로써 농약 물질을 봉입시키는 유사한 방법이 기술되어 있다.

특정한 시스템에 대해 이러한 참조 문헌에 기술된 방법이 유용하지만, 이들은 많은 단점을 지닌다. 예를들어, 활성 물질이 생성물내에 확산되어 PVA 매트릭스중 활성 물질의 결정화가 일어날 수 있으며, 특히 그리핀(Griffin) 방법에서 용융된 활성 물질의 바람직하지 못한 다형태가 주위 온도로 냉각시에 생성될 수 있다.

US-A-제4936901호(Monsanto)에는 대체 봉입 방법이 기술되어 있으며, 여기서 활성 물질을 함유하는 마이크로캡슐이 이소시아네이트/폴리아민 반응을 포함하는 계면 중축합 반응에 의해 형성된다. 생성된 계면 중합된 마이크로캡슐을 계속해서 분무건조시킨다. PVA가 현탁 보조제로서 분무 건조 단계에 사용될 수 있는 문헌이 언급된다. 다시, 이러한 방법에 의해 비서방성 마이크로캡슐이 제조된다. 또한, 특정 활성 물질은 저장 동안에 계면 중합된 마이크로캡슐 밖으로 확산되어(주위 온도에서 보통 고체인 활성 물질의 경우에) 결정화를 일으키는 경향을 보인다. 이러한 방법의 다른 난점은 큰 입자 크기 분포 및 두꺼운 중합체 벽 때문에 수득되는 생성물이 모두 서방성을 나타낸다는 것이다.

이러한 문헌이 제안하지 않은 한가지 특정한 문제점은 특히 서방성이라기 보다는 활성 물질이 급속한 방출을 제공하는 마이크로캡슐의 생성이다. 자주 서방성 제형은 급속한 생물학적 효과(분해) 및 이후에 활성 물질의 서방성(잔류성)을 나타내도록 요구된다. 속방성 캡슐은 보통 크기가 작거나(대표적으로 5μm 미만의 용적 중간 직경(VMD)) 극도로 얇은 중합체 쉘 벽을 갖는 것이 보통 요구된다. US-A-제4936901호에서 제조된 시스템은 급속 분해를 제공하는데에 보통 필요한 작은 입자 크기를 갖지 않는다. 문헌에 주어진 입자 크기에 관한 유일한 정보는 입자 크기 분포(VMD가 아님)가 1 내지 50μ이라는 것이다. 문헌에 필수 성분으로 교시된 계면활성제는 VMD가 5μm 미만인 캡슐의 형성에 적합하지 않은 종류이다.

또한, 예를들어 EP-A-제0611253호, US-A-제5332584호 및 US-A-제5324584호에 PVA로 농약 봉입 방법에서 계면활성제 또는 보호 콜로이드로서 사용하는 것이 공지되어 있다. 그러나 이러한 문헌은 PVA가 쉘 벽 형성에서 활성 부분을 취하여 제조된 마이크로캡슐의 방출성보다 유효한 방출에 영향을 주고 유효하게 방출시킬 수 있다.

본 발명자는 PVA를 마이크로캡슐을 제조하기 위한 계면 중축합 시스템에 혼입시키고, 이어서 PVA 및 임의로 미소봉입 단계에서 채택되는 것과 동일하거나 상이할 수 있는 추가량의 PVA의 존재하에 수득된 마이크로캡슐을 분무 건조시킴으로써 특히 마이크로캡슐이 크기가 작은 경우(예: 5μm 미만), 특히 수득된 마이크로캡슐로부터 활성 물질의 누출에 대해 저장 안정성이 개선된 마이크로캡슐이 수득될 수 있음을 밝혀냈다.

따라서, 본 발명의 제1 양태에서 물질을 함유하는 마이크로캡슐을 계면 중축합 반응에 의해 형성시키고, 수득된 마이크로캡슐을 폴리비닐알콜(PVA)의 존재하에 분무 건조시킴을 특징으로 하는 봉입된 물질의 제조방법이 제공되며, 여기서 PVA는 마이크로캡슐을 형성하는 계면 중축합 반응동안에 존재한다.

상기한 바와 같이, 계면 중축합 단계에서 사용되는 것과 상이한 것이 바람직할 수 있는 추가량의 PVA가 분무 건조 단계전에 마이크로캡슐을 함유하는 혼합물에 첨가될 수 있다.

미소봉입 단계에서 사용되는 PVA는 중합도가 500 내지 5,000이고 가수분해도가 70 내지 100%인 것일 수 있다. PVA에 바람직한 특성은 중축합 단계전에 효율적인 유화제이고 캡슐이 형성되는동안 캡슐의 안정화를 도울 수 있고 이들이 최종적으로 사용되는 경우에 분무 건조 후 캡슐의 재습윤을 도울 수 있다는 것이다. 이러한 요건은 단일 PVA 등급에 모두 적절하게 부합되지 않는다. 우수한 중간물은 중합도가 약 300이고 가수분해도가 약 88%인 물질인 것으로 밝혀졌다.

분무 건조 단계 전에 첨가될 수 있는 추가의 PVA는 주로 봉입물질 및 냉수( 및 가능하게는 경수)의 재습윤 용이성에 불량한 용매 질을 기본으로 선택될 수 있다. 화학적으로 개질된 PVA(예: 설폰화 또는 카복실화 PVA)는 이러한 목적에 특히 유용하다.

마이크로캡슐을 형성하는 계면 중축합은 당해 분야의 전문가에 공지된 여러 방법으로 수행될 수 있다.

바람직한 양태에서 PVA 존재하의 계면 중축합 반응은 폴리이소시아네이트 및 폴리아민을 사용하여 수행한다. PVA는 마이크로 캡슐 벽을 형성하는 중축합 반응 동안에 존재하고 이의 계면활성제 특성이 고농도 및 수중유 계면에서 바람직한 배향을 보장하므로, -OH 측기를 갖는 PVA는 이소시아네이트와 반응하여 폴리우레탄 그룹을 중합체성 마이크로캡슐 벽으로 혼입시킨다. 폴리우레탄 중합체의 침투성은 폴리이소시아네이트와 폴리아민의 반응에 의해 형성된 폴리우레아의 침투성과 전혀 상이하다. 사용될 수 있는 다른 계면 중축합 반응은, 예를 들어 이소시아네이트/폴리올, 이소시아네이트/물 및 이소시아네이트/산 염화물 반응이다.

봉입되는 물질은 농약물질, 살진균제 및 제초제이며, 예를들어 다음과 같다.

농약물질:

아미트라즈

아진포스-에틸

아진포스-메틸

벤족시메이트

비펜트린

비나파크릴

바이오레스메트린

클로르피리포스

클로르피리포스-메틸

시아노포스

사이플루트린

사이퍼메트린

브로모포스

브로모프로필레이트

부타카복심

부톡시카복신

클로르디메폼

클로로벤질레이트

클로로프로필레이트

클로로폭심

페나미포스

페노부캅

감마-HCH

메티다티온

델타메트린

디코폴

디옥사벤자포스

디옥사캅

엔도설판

EPN 에티오펜캅

디노부톤

테트라디폰

트랄로메트린

N-2,3-디하이드로-3-메틸-1,3-티아졸-2-일리덴-2,4-크실리덴

파라티온 메틸

포살론

포스폴란

포스메트

프로메캅

퀴날포스

레스메트린

테메포스

테트라메트린

크실릴캅

아크리나트린

알레트린

벤푸라캅

바이오알레트린

바이오알레트린 S

바이오레스메트린

부프로페진

클로르펜빈포스

클로르플루라주론

클로르메포스

사이클로프로트린

베타사이플루트린

시할로트린

캄다-시할로트린

알파-사이퍼메트린

베타-사이퍼메트린

시페노트린

데메톤-S-메틸

디클로르포스

디설포톤

에디펜포스

엠펜트린

에스펜발레레이트

에토프로포스

에토펜프록스

에트림포스

페나자퀸

페니트로티온

펜티오캅

펜프로파트린

펜티온

펜발레레이트

플루사이트리네이트

플루페녹수론

타우-플루발리네이트

포르모티온

헥사플루무론

하이드로프렌

이소펜포스

이소프로캅

이소크사티온

말라티온

메포스폴란

메토프렌

메톡시클로르

메빈포스

퍼메트린

페노트린

펜토에이트

피리미포스-에틸

피리미포스-메틸

프로페노포스

프로파포스

프로파가이트

프로페탐포스피라클로포스

테플루트린

테르부포스

테트라클로린포스

트랄로메트린

트리아조포스

피라클로포스

테플루트린

터부포스

테트라클로린포스

트랄로메트린

트리아조포스

살진균제:

베날락실

부피리메이트

카복신

도데모르프

도딘

페나리몰

디탈림포스

미클로부타닐

누아리몰

옥시카복신

펜코나졸

프로클로라쯔

톨클로포스-메틸

트리아디메폰

트리아디메놀

아자코나졸

에폭시코나졸

펜프로피모르프

비테라놀

사이프로코나졸

테트라코나졸

디페노코나졸

디메토모르프

디니코나졸

에톡시퀸

에트리디아졸

펜프로피딘

플루클로랄린

플루실라졸

이미벤코나졸

마이클로부타닐

프로피코나졸

피리페녹스

테부코나졸

트리데모르프

트리플루미졸

제초제:

2,4-D 에스테르

2,4-DB 에스테르

아세토클로르

아클로니펜

알라클로르

아닐로포스

벤푸랄린

벤푸레세이트

벤설리드

벤조일프로프-에틸

비페녹스

브로목시닐 에스테르

브로목시닐

부타클로르

부타미포스

부트랄린

부틸레이트

카베타미드

클로르니트로펜

클로르프로팜

신메틸린

클레토딤

클로마존

클로피랄리드 에스테르

CMPP 에스테르

사이클로에이트

사이클로옥시딤

데스메디팜

디클로르프로프 에스테르

디클로폽-메틸디에타틸

디메타클로르

디니트라민

에탈플루랄린

에토푸메세이트

페노부캅

페녹사프로프 에틸

플루라지폽

플루라지폽-P

플루클로랄린

플루페녹심

플루메트랄린

플루오로디펜

플루오로글리코펜 에틸

플루오로크시피르 에스테르

플루레콜 부틸

플루로클로랄린 할록시폽

에톡시에틸

할록시폽-메틸

이옥시닐에스테르

이소프로팔린

MCPA 에스테르

메코프롭-P 에스테르

메톨라클로르

모날리드

나프로파미드

니트로펜

옥사디아존

옥시플루오르펜

펜디메탈린

페니소팜

펜메디팜

피클로람 에스테르

프레틸라클로르

프로플루란린

프로파클로르

프로파닐

프로파퀴자폽

피리데이트

퀴잘로폽-P

트리클로피르 에스테르

트리디판

트리플루랄린

질화 억제제 니트라피린과 같은 다른 농약이 사용될 수도 있다. 본 발명의 조성물은 특정 양태에서 개별 성분보다 낮은 융점을 갖는 공융 혼합물을 형성할 수 있는 둘 이상의 농약의 혼합물을 혼입시킬 수 있다.

농약은 그 자체가 불량한 유기물 가용성 또는 불용성인 농약 화합물의 유기물 가용성 유도체일 수 있다.

활성 물질은, 예를 들어, 분무 건조된 제형을 기준으로 30 내지 90중량%, 바람직하게는 60 내지 85중량%, 더 바람직하게는 75 내지 80중량%의 양으로 존재할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 방법은 입자 크기가 작은, 예를 들어, VMD가 5μm 이하, 특히 2μm 이하인 마이크로캡슐의 제조에 특히 유리하다. 이러한 작은 캡슐의 주요 잇점은 이들이 큰 입자보다 큰 표면적 대 질량비를 제공하며, 따라서 증가된 이탈 속도 및 우수한 분해를 제공한다는 것이다. 또한, 이러한 작은 캡슐은 큰 캡슐보다 우수하게 토양 또는 표면 짚에 침투할 수 있으므로 이러한 토양 또는 짚 이동이 필요한 특정 적용에 더욱 효과적이다. 이러한 작은 캡슐의 또다른 잇점은 VMD가 감소함에 따라 과냉된 활성 물질의 상당히 증가된 양을 액체 형태로 보유할 수 있다는 것이다. 따라서 신뢰성 있는 방식으로 액체 코어 캡슐을 용매를 사용하지 않고 제조할 수 있고, 이는 또한 최종 생성물에서 더 큰 활성물질 충전 뿐만 아니라 환경학상 잇점을 제공한다.

과냉 용융된 활성 물질로 제조된 캡슐에서 액체 코어의 존재는 많은 잇점을 제공하며, 이중에서 본 발명의 관점에서 가장 중요한 것은 액체 코어가 보통 고체보다 활성 물질을 더 신속하게 방출시킨다는 것이다. 작은 입자 크기와 결합된 이것은 활성 방출 속도를 상당히 증가시킨다. 두 번째 잇점은 코어가 결정화되지 않으므로 캡슐이 파단되고, 이에 의해 조기 방출 및 저장시에 제형 불안정성을 유발시킬 수 있다는 것이다. 활성 물질을 액체 상태로 보유하는 세번째 잇점은 결정화동안 생물학적으로 덜 활성인 다형태를 생성할 수 없다는 것이며, 이 문제는 다른 방식으로 US-A-제5160530호Griffin)에서 제기되었다.

명백히 활성 물질은 용매에 용해시킬 경우 이러한 문제가 발생하지 않는다. 수불용성 용매는, 용매가 바람직한 경우, 사용할 수 있다. 대표적 용매의 예는 방향족 용매, 특히 알킬 치환된 벤젠(예: 크실렌 또는 프로필 벤젠 분획 및 혼합된 나프탈렌 및 알킬 나프탈렌 분획); 무기유; 케로센, 지방산의 디알킬 아미드, 특히 지방산의 디메틸 아미드(예: 카프릴산의 디메틸 아미드); 염소화 지방족 및 방향족 탄화수소(예: 1,1,1-트리클로로에탄 및 클로로벤젠), 글리콜 유도체의 에스테르(예: 디에틸렌글리콜의 n-부틸, 에틸 또는 메틸 에테르의 아세테이트, 디프로필렌글리콜의 메틸 에테르의 아세테이트), 케톤[예: 이소포론 및 트리메틸사이클로헥산온(디하이드로이소포론)] 및 아세테이트 생성물(예: 헥실 또는 헵틸 아세테이트)이다. 바람직한 유기 액체는 크실렌, 프로필 벤젠 분획, 알킬 아세테이트 및 알킬 나프탈렌 분획이다.

PVA가 봉입 반응 동안에 존재하는 봉입 방법의 잇점은 폴리아민을 첨가하기 전의 시간을 변경함으로써 캡슐 벽에서 폴리우레탄 및 폴리우레아의 양을 정확하게 조절할 수 있다는 것이다. 이러한 2가지 중합체는 봉입 물질에 대해 매우 상이한 확산성을 가지므로, 폴리우레탄/폴리우레아의 이러한 비는 캡슐 벽 두께 및 캡슐 크기를 바꿈으로서 제공되는 조절 외에 활성 물질의 방출 속도를 조절하는 추가의 독립적 방법을 제공한다.

다른 양태에서 용매는 중합성 단량체, 예를 들어 에틸렌계 불포화 단량체(예: 스티렌, 알파메틸스티렌, (메틸)에틸메타크릴레이트, 비닐 할라이드 또는 아크릴로니트릴)일 수 있으며, 이는 이어서 중합되어 캡슐에 매트릭스 코어를 제공하므로 첨가되어 활성 물질의 방출 속도를 추가로 조절한다.

PVA가 봉입 반응 동안에 존재하는 봉입 방법의 추가 잇점은 다수의 OH 측기 때문에 PVA가 쉘 형성 반응 동안에 캡슐 벽에 화학적으로 결합된다는 것이다. 이러한 결합은 특정한 말단 결합 PVA(테일), 특정한 이중결합 PVA(루프) 및 특정한 다수 결합 PVA(트레인)를 생성한다. 무수 생성물을 생성하는 후속 분무 건조 단계동안에 특히 존재하는 비결합 PVA를 갖는 것은 단점일 수 있다. 분무 건조에서 (PVA, 캡슐 및 추가된 용질, 예를들어 염의) 농도는 매우 급속히 증가한다. 각 캡슐 주위에 수용성 중합체의 균일층을 생성하려는 것이며, 이는 건조시에 막을 형성한다. 응집물 고갈이 농도가 건조 공정 동안에 증가하면서 일어날 수 있음은 명백하다. 따라서 캡슐-캡슐 접촉이 일어나서 비가역성 응고가 일어날 수 있다. 루프 및 트레인의 존재는 불량한 재습윤 및 콜로이드성 불안정성의 원인에 대하여 보호의 실질적 수단을 제공한다. 이들은 또한 실질적 양의 전해질이 캡슐 현탁액에 첨가되도록 하고, 이러한 전해질이 EP-A2-제0568379호(Rohm Haas)에 교시된 바와 같이 건조된 생성물의 신속한 재습윤을 돕는다는 점에서 추가의 중요한 잇점을 갖는다. 통상적 캡슐 현탁액에 고농도 전해질의 첨가는 보통 캡슐의 비가역성 응고를 초래한다.

본 발명에 따르는 봉입 방법의 추가 잇점은 둘 이상의 활성 물질을 함유하는 무수 조성물을 제조한다는 것이며, 여기서 물질은 물질의 직접 제형(즉, 이들중 하나 또는 둘다의 봉입 없이)이 화학적으로 또는 물리적으로 불안정한 생성물을 제조하도록 한다. 한 면에서, 활성 물질은 별도로 봉입될 수 있지만, 바람직한 대체 양태에서 하나 이상의 활성 물질(또는 하나의 활성 물질의 특정 부분)이 본 발명에 따르는 방법으로 봉입될 수 있고, 나머지는 봉입되지 않는다. 이러한 방법으로 미봉입 활성 물질이 적용시에 즉시 생물학적으로 입수가능한 반면, 봉입된 물질은 더욱 느리게 방출된다. 상이한 형태로 사용되는 각 물질의 양은 특정 용도에 따라 변하지만, 보통 각 물질은 봉입된 물질 총량의 0.1 내지 99.9중량%를 구성할 수 있다.

본 발명에 따르는 마이크로캡슐은 활성 물질(예: 농약), (수용액으로서의) PVA 및 계면 중축합을 수행하는 한가지 물질(예: 이소시아네이트)의 고전단 혼합으로 제조할 수 있다. PVA는 유화제로서 작용하여 특정 시스템에서 추가의 유화제는 필요하지 않을 수 있다. 그러나, 추가의 유화제를 가하는 것이 바람직하며, 이는 작은 입자 크기의 바람직한 유탁액을 제조하기 위해서 보통 공지된 종류일 수 있다. 유탁액의 크기가 바람직하다면, 다른 중합체성 가교결합제(예: 폴리아민)를 가하여 계면 중축합을 완결시킨다.

상기한 바와 같이, 중축합에 바람직한 반응물은 폴리아민이며, 이는 보통 수용성 반응성 폴리아민(예: 디에틸렌 트리아민 또는 테트라에틸렌 펜타민)이다. 이러한 아민은 이들이 유탁액에 첨가되는 대로 이소시아네이트와 계면에서 반응하기 시작한다. 더 완결된 조절은 공정의 초기 단계에서(예: 유화반응 전) 수성상 또는 유상으로 각각 용해된 수용성 아민염 또는 유용성 아민염을 사용하여 간혹 수행할 수 있다. 이들이 염이란 사실에 의해, 이들은 이소시아네이트와 즉시 반응하지 않지만, 가교결합 발생시에 pH가 유리 아민을 유리시키도록 조정되는 경우에 신속히 반응한다.

고전단 혼합은 성분의 뱃치에 수행할 수 있거나 연속적으로(인-라인) 수행할 수 있다. 전자의 경우, 반응 아민의 첨가 또는 방출 시간은 (명백히 뱃치 크기에 따르는) 정정된 입자 크기 분포를 갖는 유탁액을 형성하는데 필요한 처리 시간에 따른다. 한편, 후자 경우에 계면 반응은, 아민이 바람직한 시간에서 단순히 공정 스트림의 사출 지점의 선택에 의해 첨가/방출될 수 있기 때문에, 더 잘 조절될 수 있으므로, 우레아/우레탄 비를 필수적으로 완전히 조절할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 방법에 사용되는 PVA 전량은 마이크로캡슐 형성에 대해 종결시에 가할 수 있다. 그러나 보통 마이크로캡슐 형성 후, 분무 건조 전에 추가의 PVA를 가하는 것이 바람직하다. 제2 단계에서 첨가되는 PVA의 양 대 초기에 존재하는 첨가되는 PVA의 양의 비는 대표적으로 0.5:1 이상이다.

다른 통상적인 첨가제가 또한 제형에 혼입될 수 있으며, 예를 들어 유화제, 분산제, 붕해 보조제, 염 및 막 형성 중합체이다.

본 발명의 많은 바람직한 양태가 하기 실시예에 기술되어 있으며, 이러한 예의 특정한 특성은 첨부된 도면에 도시되어 있고, 여기서

도 1은 VMD에 대한 결정성의 독립성을 도시하는 것이고,

도 2는 잔류성에 대한 결정성의 효과를 도시하는 것이다.

실시예 1

유탁액은 55℃에서 수 뱃치로 유지되는 20%(w/w) PVA 수용액(GLO₃, Nippon Gohsei, 88% 가수분해, 중합도 약 300)의 고전단 혼합에 의해 제조한다. 용융된 클로르피리포스를 중합체성 이소시아네이트(VORANATE M220)와 하기 양으로 혼합하고 혼합물을 수 뱃치의 PVA 용액에 고전단하에 가한다.

클로르피리포스(공업용) 93.9g

Voranate M220 4.7g

GLO₃15% (w/w) 용액으로서 12g

디에틸렌 트리아민 65g 물에 용해된 1.25g

약 100g의 샘플에서 30초의 혼합 시간은 VMD를 1μm 미만으로 감소시키기에 충분한 한편, 더 큰 샘플(500g)에 대해서는 약 90초의 시간이 VMD를 약 1μm로 하는데에 필요하다.

표적 VMD가 수득되면, 디에틸렌-트리아민을 고전단하에 가한다.

이소시아네이트와 폴리아민 및 PVA의 반응에 의해 수성상에 분산된 활성 물질을 함유하는 마이크로캡슐이 제조된다.

무수 생성물을 제조하기 위해서, 습윤 캡슐상을 탈이온수와 함께 21% 수용액으로서 GLO₃0.855kg과 혼합하여(5kg) 현탁액 점도를 분무 건조에 적합한 수준으로(편리하게는 약 100mPas) 조절한다. 마이크로캡슐 현탁액을 분무 건조시켜 약 75%(w/w) 클로르피리포스를 함유하는 무수 생성물을 제조한다. 추가의 PVA는 무수 생성물중 제1 PVA 약 66% 및 추가의 PVA 33%의 비를 제공하도록 한다. 분무 건조는 120 내지 150℃의 유입 온도 및 65 내지 85℃의 유출 온도를 사용하여 수행한다. 생성물은 약간 회백색의 이유동성(free-flowing) 분말이며, 수분 함량은 약 0.5%이다. 물에 넣어 분산시킨 경우 습윤 캡슐 생성물 및 무수 생성물의 입자 크기(vmd)는 둘다 약 1μm이다.

방출 속도 시험

생성물의 방출 속도는 유리 슬라이드에 활성 물질 1000중량ppm을 함유하는 희석액을 분무하고 항온 환경에서 20℃에서 일정한 기류로 24시간 동안 슬라이드를 저장한 후에 남은 양을 측정하여 시험한다. 실시예 1의 생성물은 유리 슬라이드상에 보유된 95%의 잔류 수치를 제공한다.

실시예 2

습윤 캡슐은 실시예 1과 유사한 방법으로 제조하되, 연속 방법으로서 인-라인 혼합기를 사용하고 하기 조성을 사용한다.

클로르피리포스(공업용) 93.9g

Voranate M220 2.94g

GLO₃21% 수용액으로서 16.8g

디에틸렌트리아민 물 65g에 용해된 1.56g

다음에, 습윤 캡슐상(phase)을 카복실화 PVA(상품명 KM118)의 10% 용액 200g과 혼합하고 상기한 바와 같이 분무 건조시켜 약 75%(w/w) 클로르피리포스를 함유하는 무수 생성물을 제조한다. 습윤 캡슐 생성물 및 무수 생성물의 입자 크기(VMD)는, 물에 넣고 분산시킬 경우, 약 0.6μ이다. 이 생성물을 사용하는 유리 슬라이드 잔류 시험은 24시간 저장후에 불과 30% 잔류를 나타내며 방출 특성 조절이 본 발명으로 가능함을 입증한다.

실시예 1 및 2 사이의 중요한 차이는 다음과 같다 :

(i) 실시예 1이 이소시아네이트를 다량 함유하므로 실시예 2보다 벽이 두껍다.

(ii) 실시예 1이 실시예 2보다 VMD가 크므로 비율상 적은 표면적을 갖는다.

(iii) 실시예 2가 인-라인으로 제조되고 실시예 1이 뱃치식으로 제조되므로, 아민은 실시예 1보다 실시예 2에서 빨리 첨가된다.

(iv) 증가된 입자 크기(VMD=1μm) 때문에, 실시예 1은 고체 형태에서 약 10%를 가져 실시예 2보다 결정성이며, 이는 VMD가 약 0.55μm이고 결정성이 약 3%인 실시예 2에 비교한 것이다.

이러한 인자는 각각, 실시예 1에 대한 것보다 실시예 2에 대해 24시간에서 보유된 훨씬 적은 양의 활성 물질에 의해 명백히 나타나는 바와 같이, 실시예 1에 대한 것보다 실시예 2에 대해 더 급속하게 방출된다. 결정성(%) 및 유리 슬라이드상에서 24 시간 후 보유(%) 사이의 우수한 관계가 제2도에 도시되어 있다.

실시예 3 내지 6

추가의 조성물은 실시예 1에서와 동일한 일반적 방법으로 표 1에 나타난 물질의 양(g)을 변화시켜 제조한다. 표 1은 방출 특성이 용이하게 조절될 수 있음을 입증한다.

클로르피리포스	실시예 번호
	3	4	5	6
	42.29	42.29	48.59	48.59
Voranate	7.09	7.09	0.79	0.79
GLO3	2.00	12.00	2.00	12.00
물	38.00	28.00	38.00	28.00
디에틸렌트리아민물	1.918.71	1.918.71	0.2110.41	0.2110.41
입자크기	10.91	0.48	9.05	0.96
방출속도-24시간 후에 보유된 %	86	81	64	5

이러한 습윤 캡슐 시스템을 모두 75% 클로르피리포스 생성물을 제조하기에 충분한 양으로 GLO3와 혼합하고 상기 기술에 따라 분무 건조시킨다. 상기 실시예 6에서 PVA에 대한 직접 대체물로서 사용되는 메틸-캡핑된 비이온성 계면활성제(ATLOX 4849B)를 사용하는 비교 연구에서 0.45μ의 입자 크기가 얻어진다. 다음에, 이 생성물을 분무 건조시키지만 분무 건조기에서 왁스상 부착물을 성공적이지 못하게 형성한다.

실시예 1 내지 6에서 본 발명의 모든 생성물은 고수율로 분무 건조되고 저장시에 안정하다.

실시예 7 내지 9

이 생성물은 다음 조성으로부터 제조된다:

클로르피리포스(공업용) 95.06g

Voranate M220 2.94g

GLO3 7.54g

물 30.16g

이들은 모두 유화되어 50℃에서 유탁액을 생성하며, 다음에 여기에 물 77.7g중의 디에틸렌트리아민 1.90g을 가한다.

이들 각각의 실시예에서 디에틸렌트리아민을 첨가하기 전에 걸리는 시간을 변화시켜 캡슐 벽내의 폴리우레아 및 폴리우레탄의 비를 변화시킨다. 이러한 3가지 상이한 뱃치에 대한 방출 속도는 상기한 바와 같이 측정한다.

실시예	DETA 첨가전의 시간(분)	입자크기(μ)	우레아:우레탄 비	방출속도(보유%)
7	즉시	0.62	2.94:1	85
8	1분	0.68	2.36	70
9	6분	0.74	1.69	55

이 기술을 사용하는 우레아:우레탄 비의 변화는 생성물의 방출 특성을 조절하기에 유용한 도구임을 알 수 있다. 유사한 방식으로 일련의 생성물을 제조하고, 이에 의해 방출 속도는 24시간 후에 약 100% 잔류 내지 상기 기술에 의해 우레아:우레탄 비를 단순히 변경시켜 10% 미만으로 변화시킨다.

실시예 10

클로르피리포스-메틸을 방향족 용매(Solvesso 200)에 용해시킨 다음, 상기 기술 및 하기 조성을 사용하여 봉입시킨다.

클로르피리포스-메틸 42g(공업용)

Solvesso 200 20g

Voranate M-229 1g

GLO3 4g(10% 수용액으로서)

디에틸렌트리아민 물 9.7g에 용해된 0.3g

습윤 캡슐상의 입자 크기(vmd)는 1.72μm이다. 생성물을 충분한 PVA 용액(GLO3)과 혼합하여 상기한 바와 같이 분무 건조시에 약 50%(w/w) 클로르피리포스-메틸을 함유하는 무수 생성물을 제조함으로써 봉입된 생성물로서 약 50%(w/w) 클로르피리포스-메틸을 함유하는 이유동성 분말을 제공한다. 이 생성물은 저장시에 안정하고 작은 캡슐을 물에 첨가시에 용이하게 방출된다. 물에 첨가시에 생성물은 1.66μ의 입자 크기(vmd)를 생성하며, 이는 물에 첨가시에 습윤 캡슐 크기 분포로 다시 분산되는 생성물의 능력을 입증한다.

실시예 11

클로르피리포스를 함유하는 일련의 생성물을 상이한 입자 크기 분포로 제조하고 이 생성물을 주위 온도에서 저장한다. 클로르피리포스의 융점은 약 40 내지 42℃이다. 주위 온도에서 이러한 봉입 생성물은 일정한 기간동안 결정화된다고 기대된다. 결정화의 발생은 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 측정할 수 있고, 여기서 융점 흡열 반응이 사용되어 얼마나 많은 생성물이 결정 상태인지 알아낼 수 있다. 이 기술을 사용하여 본 발명의 시스템에서 놀랍게 매우 적은 클로르피리포스가 결정화됨이 US-A-제5160530호(Griffin)에 따라 제조된 생성물에 비하여 밝혀w졌으며, 여기서 클로르피리포스는 PVA의 용액에 유화된 다음 분무건조되어 무수 생성물을 제조한다. 도 1은 입자 VMD에 대해 측정된 결정성의 의존성을, 본 발명에 따르는 많은 조성물에 대해, US-A-제5160530호(Griffin Example)에 따라 제조된 상응하는 실시예에 비해 입증한다. 그리핀의 실시예는 약 30%의 결정도와 0.4μm의 VMD를 갖는 한편, 본 발명에 따라 봉입된 크기의 물질에 대한 예상치는 약 3%임을 알 수 있다. 명백히 봉입에 의해 준안정성 액체 상태의 놀라운 안정화가 유도된다. 잔류성에 대한 결정성(따라서 간접적으로 입자 크기)의 효과가 도 2에 도시되어 있다. 본 발명의 생성물에 매우 적은 결정화가 나타나지만(2.2μ(vmd) 캡슐로 15% 이하), (실제로 약 0.4μm의 유탁액에 대해 vmd를 갖는) 그리핀 방법의 생성물로 약 30%이다.

Claims (19)

1. 물질을 함유하는 마이크로캡슐을 계면 중축합 반응으로 형성시키고, 수득된 마이크로캡슐을 폴리비닐알콜(PVA)의 존재하에 분무건조시킴을 포함하는 봉입(encapsulation) 물질의 제조 방법에 있어서, PVA가 마이크로캡슐을 형성하는 계면 중축합 반응 동안에 존재함을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 추가량의 PVA를 마이크로캡슐을 함유하는 혼합물에 분무 건조 단계전에 가하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 분무 건조 단계 전에 첨가되는 PVA의 추가량이 계면 중축합 반응 동안에 사용되는 것과 상이한 PVA인 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 제1 PVA의 가수분해도가 70 내지 100%이고 중합도가 50 이상인 방법.
5. 제4항에 있어서, 제1 PVA의 가수분해도가 약 88%이고 중합도가 약 300인 방법.
6. 제1항 내지 제5항중의 어느 한 항에 있어서, 제2 PVA가 카복실화 또는 설폰화된 PVA인 방법.
7. 제1항 내지 제6항중의 어느 한 항에 있어서, 마이크로캡슐이 폴리이소시아네이트와 폴리아민의 반응에 의해 형성되는 방법.
8. 제1항 내지 제7항중의 어느 한 항에 있어서, 봉입된 물질이 분무 건조된 마이크로캡슐의 30 내지 95중량%의 양으로 존재하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 봉입된 생성물이 분무 건조된 마이크로캡슐의 60 내지 85중량%의 양으로 존재하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 봉입된 생성물이 분무 건조된 마이크로캡슐의 75 내지 80중량%의 양으로 존재하는 방법.
11. 제1항 내지 제10항중의 어느 한 항에 있어서, 분무 건조된 마이크로캡슐의 용적 중간 입자 크기가 5μm 이하인 방법.
12. 제11항에 있어서, 분무 건조된 마이크로캡슐의 용적 중간 입자 크기가 2μm 이하인 방법.
13. 제1항 내지 제12항중의 어느 한 항에 있어서, 봉입되는 물질이 용매중의 용액 형태로 존재하는 방법.
14. 제1항 내지 제13항중의 어느 한 항에 있어서, 물질이 농약 물질인 방법.
15. PVA가 마이크로캡슐을 형성하는 계면 중축합 반응 동안에 존재함을 특징으로 하는, 활성 물질을 계면 중축합 반응에 의해 봉입시키고 수득된 생성물을 폴리비닐알콜(PVA)의 존재하에 분무 건조시켜 형성된 마이크로캡슐.
16. 제15항에 있어서, 봉입된 물질이 마이크로캡슐에 액체 상태로 존재하는 마이크로캡슐.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 둘 이상의 상이한 농약을 함유하는 마이크로캡슐.
18. 제17항에 있어서, 둘 이상의 상이한 농약이 별도로 봉입된 마이크로캡슐.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 비교적 서방성 마이크로캡슐 및 비교적 속방성(fast-releasing) 마이크로캡슐을 둘 다 함유하는 마이크로캡슐.