NO115280B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til massefremstilling av ikke agglomererende meget små kapsler.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til massefremstilling av ikke agglomererende meget små kapsler hvis vegger be-står av et hydrofilt materiale som kan svelles

av vann, idet de oppvarmes for å lette isolerin-gen av kapslene som meget små enheter med

stive vegger, uten at de klumper seg sammen

eller danner agregater.

De hydrofile polymermaterialene som danner kapselveggene, er vanligvis gelatin og et

kompleksdannende materiale, idet dette er re-sultatet av en elektrisk polaritetsreaksjon mellom oppløsninger av gelatin og et andre ioni-serbart hydrofilt kolloid materiale. Tildannel-sen av dette kapsel-veggmateriale ved fasesepa-rering (koaservering) er velkjent når man har

med mikroinnkapsling å gjøre.

Kapsler med vegger av et slikt hydrofilt

polymermateriale og som er tildannet av en vandig oppløsning av dette materiale, eksisterer i

det vandige fremstillingsmedium som enheter med en stor prosentdel vann i kapselveggenes polymermateriale. For å isolere disse enhetene som enkelte, ikke-klebrige, stivveggede kapsler, må polymerveggen, som har omhyllet kjerne-enheten, tørkes. De hydrofile polymermaterialene gjennomgår ved tørking en klebrig fase. I denne klebrige fasen har kapslene tendens til å opphope seg og tørke i klumper snarere enn i individuelle enheter. Selv om mange endelige bruksformål med hensyn til innkapslede materialer på en vellykket måte anvender klumper av kapsler, er det flere anvendelser hvor det innkapslede materiale er i form av f ri ttf ly tende, individuelle, stivveggede enheter, spesielt av meget små dimensjoner varierende i størrelse på fra mindre enn en mikron til større enn 1000 mikron.

I foreliggende oppfinnelse blir kapsler laget ved hjelp av den ovenfor nevnte koaserverings-prosess, behandlet i en væskeformig bærer med ett eller flere kationiske overflateaktive materialer for å redusere den ellers eksisterende tendens til sammenhopning av individuelle kap-selenheter. «Overflateaktive materialer» angår kjemiske forbindelser som i sin molekylstruktur både har hydrofile og hydrofobe områder og som på grunn av dette har evnen til i betraktelig grad å redusere den frie energi som eksisterer mellom vann og en annen materialoverflate, i dette tilfelle gelatin. For anvendelse av oppfinnelsen i praksis omfatter den hydrofobe delen av de benyttede overflateaktive molekylene hydro-karbonkjeder med fortrinnsvis fra 14 til 18 karbonatomer, og den hydrofile delen av molekylene omfatter kationiske grupper som er i form av primære aminacetatper og kvartære aminsalter.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det såle-des tilveiebragt en fremgangsmåte ved massefremstilling av ikke agglomererende meget små enkelt-kapsler, hver bestående av et kjernemateriale omsluttet av et stivt, hydrofilt polymert veggmateriale, som er utfelt som et koaservat fra en vandig sol av det veggdannende polymermateriale på enheter av det kjernemateriale som er dispergert i nevnte sol, hvorpå kapselveggene herdes ved tilsetning av et kryss-bindemiddel,karakterisert vedat de herdede kapsler opp-slemmes i en oppløsning av et kationisk overflateaktivt materiale under omrøring, fortrinnsvis i fra 15 til 30 minutter, hvoretter kapslene separe-res og tørkes ved å fordampe restvæsken.

Eksempler på overflateaktive materialer er primære fettamin-derivater av talg, hydrogenert talg, og vegetabilske fett eller oljer, og kvartære kloridsalter omfattende trimetylarachidyl-behenyl-, dimetyl hydrogenert talg-, furfuryl-og dimetyl-dihydrogenert talg-kvartære kloridsalter. Den nye behandling av svellede, hydrofile polymermaterialer, eksempelvis gelatin, fore-tas på kapsler med vegger som er gjort uoppløse-lige ved innvirkning av formaldehyd, glutaraldehyd, eller et annet gelatin-kryss-bindemiddel.

Som en alminnelig regel tilsettes de overflateaktive midler slik at det fåes en total kon-sentrasjon av overflateaktivt materiale på fra 5—10 vektprosent basert på gelatin som finnes i systemet, skjønt 2—20 vektprosent overflateaktivt materiale eller mer kan tolereres.

På grunn av at overflatestørrelsen på kapselveggene i forhold til gelatinvekten i en kap-selmasse øker etter hvert som kapsel dimensjon-ene minker, er det tydelig at forholdet mellom overflateaktivt middel og vekt av gelatin vil øke ettersom den gjennomsnittlige kapseldimensjo-nen minker. Området for overflateaktivt middel-til-gelatin-vekt er gjort temmelig bredt med tanke på dette. Et overskudd av overflateaktivt middel behøver ikke være uheldig, mens derimot det motsatte ikke må inntreffe.

Størrelsen på kapslene som behandles ved hjelp av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse har variert fra mindre enn 5 mikron til flere tusen mikron, idet kapsler med en stør-rels på mindre enn ett hundrede mikron krever at den slutlige tørking utføres i et sprøytetørke-apparat istedenfor med en væskes jikt-blåsean-ordning. Det er nødvendig med omtrent 15 mi-nutters kontakt for den væskeformige bærer som inneholder det overflateaktive middel med kapslene ved 25° C for oppnåelse av de beste resultater.

I betraktning av det ovenfor nevnte tjener følgende eksempler til å illustrere oppfinnelsen og utførelser av denne.

Eksempel 1:

Til en beholder inneholdende 180 g av en 11 vektprosent vandig oppløsning av syre-ekstra-hert svinelærgelatin av høy kvalitet (isoelektrisk punkt pH 8—9, «Bloom styrke» 285 til 305 g), hvis pH var regulert til 9.0, og 200 g destillert vann, begge deler med en temperatur på 55° C, ble det tilsatt 250 g toluen. Omrøring ble påbe-gynt og den ble regulert slik at det ble dannet toluendråper med en størrelse på 100—200 mikron i diameter. Det omrørte system ble tilsatt 180 g av en 11 vektprosent vandig gummi-arabi-kum oppløsning, 25 ml av en 5 vektprosent vandig oppløsning av polyvinylmetyleter-maleinsyre-anhydrid sampolymerisat med en spesifik visko-sitet på fra 1.0 til 1.4 i 1 vektprosent metyletyl-keton oppløsning ved 25° C og med et myknings-punkt på 200—225° C og en spesifikk vekt på 1.37, og 800 ml destillert vann, alt ved en temperatur på 55° C. pH-verdien ble redusert til 6.2 ved bruk av eddiksyre og blandingen ble avkjølt til 25° C i løpet av en 3 timers periode hvoretter blandingen ble avkjølt til 10° C og pH-verdien ble videre redusert til 4.5. Etter omrøring i ytterligere y2time ble 20 ml av en 25 vektprosent vandig oppløsning av glutaraldehyd tilsatt, systemet ble omrørt i omtrent 16 timer, idet temperaturen langsomt steg til omgivelsestem-peratur.

Omrøringen ble stoppet og de toluenholdige kapsler fikk anledning til å skille seg fra likevektsvæsken, og dette tok fra 1 til 2 timer. Likevektsvæsken ble kassert og kapslene ble dispergert og vasket i 500 ml destlilert vann, som sene-re ble fraskilt og kassert. Kapseloppslemmingen ble deretter redispergert i en oppløsning av 500 ml destillert vann og 1.25 g dimetyl hydrogenert talg furfuryl-kvartært-klorid og systemet ble omrørt i mer enn 15 minutter. Deretter ble 20 g av en 5 vektprosent vandig oppløsning av hydrogenert talgaminacetat tilsatt og omrøringen ble opprettholdt i ytterligere 15 minutter. Om-røringen ble så stoppet og kapslene fikk anledning til å utskille seg i omtrent 30 minutter og etter dette ble likevektsvæsken kassert, kapseloppslemmingen ble videre avvannet i en sentri-fugalseparator og den resulterende kakelignen-de massen av fuktige kapsler ble oppdelt i små klumper med en diameter på ca. 0.6 mm, disse kapsler ble utspredt på en plate og tørket i en luftsirkulasjonsoven ved 88° C i fra 60 til 90 minutter.

Det skal bemerkes at kombinasjonen av overflateaktive midler i en viss rekkefølge, som beskrevet i dette foretrukne eksempel, ikke er nødvendig for utførelse av oppfinnelsen hvis det ikke er behov for de meget gode resultater som man nå kjenner til. Av grunner som ikke helt ut er forstått, gir den teknikk og de materialer som anvendes i det foretrukne eksempel en større mengde individuelle kapsler enn andre lignende metoder som faller innen oppfinnelsens ramme. Oppfinnelsen kan med hell utføres ved bruk av bare ett eller en kombinasjon av flere av de be-skrevne overflateaktive materialene, og hvis mer enn ett overflateaktivt middel benyttes kan til-setningsrekkefølgen varieres, eller begge kan anvendes på samme tid.

Eksempel 2: Kapslene i dette eksempel ble fremstilt på samme måte som i foregående eksempel. Etter separering av likevektsvæsken, vaskingen med destillert vann og tilsetningen av det andre vo-lum vann på 500 ml, ble 250 g trimetylarachidyl-behenylkvartært klorid tilsatt og systemet ble omrørt i 30 minutter hvoretter prosessen ble fullført på samme måte som i foregående eksempel.

Eksempel 3: I dette eksempel ble det benyttet kapsler, som fremstilt i det foretrukne eksempel, men de ble her avvannet til en tett kake etter den andre tilsetning av 500 ml destillert vann. Denne kake av kapsler med svellede vegger ble deretter oppsmuldret i et en-liters petroleum-destillat med et begynnende kokepunkt på fra 60 til 66° C og et sluttlig kokepunkt på 102° C, hvori det var oppløst 10 g hydrogenert talg aminacetat. Blandingen ble omrørt i ca. 30 minutter og i løpet av denne tiden ble kapslene dispergert og separert individuelt. Etter at den nødvendige reaksjonskontakttid for overflateaktivt middel var slutt, ble omrøringen stoppet og væsken ble separert. Oppslemmingen ble filtrert for å fjer-ne mer oppløsnnigsmiddel og- den resulterende filterkake ble oppsmuldret på en sikt hvor petroleum-destillatet og resterende vann i kapselveggene ble fordampet ved å blåse luft gjen-nom sikten.

En vandig behandlende bærer er som vist i dette eksempel ikke nødvendig for utførelsen av foreliggende oppfinnelse, men væsken hvori kapslene behandles må kunne oppløse de benyttede overflateaktive materialene. Eksempel 4: I dette eksempel ble kapslene fra det foretrukne eksempel preparert ved opprettelsen av en omrøring som var kraftig nok til å danne kapsler med en størrelse på fra 5 til 20 mikron i diameter. Etter behandlingen med overflateaktive midler, som beskrevet i det foretrukne eksempel, ble kapslene tørket ved hjelp av en sprøytetørker fordi kapslene var mindre.

Toluen ble valgt som innkapslingsmateriale i disse eksempler bare på grunn av illustrerende formål. Det skal forståes at naturen av kjerne-materialet eller den indre fasen i de fremstilte kapsler, er likegyldig. Ettersom fremgangsmåten bare vedrører kapslenes utvendige overflatetil-stand, kan kapsler som inneholder et hvilket som helst materiale, fast, væskeformig eller gass-formig, behandles ifølge foreliggende oppfinnelse.

Patentkrav:

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved massefremstilling av ikke agglomererende meget små enkelt-kapsler, hver bestående av et kjernemateriale omsluttet av et stivt, hydrofilt polymert veggmateriale, som er utfelt som et koaservat fra en vandig sol av det veggdannende polymermateriale på enheter av det kjernemateriale som er dispergert i nevnte sol, hvorpå kapselveggene herdes ved tilsetning av et kryss-bindemiddel,karakterisert vedat de herdede kapsler oppslem-mes i en oppløsning av et kationisk overflateaktivt materiale under omrøring, fortrinnsvis i fra 15 til 30 minutter, hvoretter kapslene separe-res og tørkes ved å fordampe restvæsken.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat konsentrasjonen av overflateaktivt materiale er fra 2 til 20 vektprosent basert på den totale mengde hydrofilt materiale i systemet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det kationiske overflateaktive materiale er valgt fra primære ali-fatiske aminsalter med 14 til 18 karbonatomer i hydrokarbongruppen og/eller kvartære ammo-niumderivater med alkyl- eller fettalkylgrupper med 14 til 18 karbonatomer.