WO2002051517A1 - Silikatische partikel - Google Patents

Silikatische partikel

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WO2002051517A1
WO2002051517A1 PCT/EP2001/014646 EP0114646W WO02051517A1 WO 2002051517 A1 WO2002051517 A1 WO 2002051517A1 EP 0114646 W EP0114646 W EP 0114646W WO 02051517 A1 WO02051517 A1 WO 02051517A1
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carrier
silicate
silicate material
filter ash
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PCT/EP2001/014646
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Marcel Roth
Olaf Lammerschop
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Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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Definitions

  • the invention relates to a method for loading a silicate material, in which the silicate material serves as a carrier for low-viscosity to high-viscosity substances and / or solids.
  • a silicate material is to be understood as meaning all non-crystalline materials which have a small grain size, generally in the range between 20 ⁇ xw to less than 10 nm.
  • Silicate material usually has a glass-like structure, although crystalline subregions can also occur.
  • the silicate material can also contain other elements such as boron, aluminum, alkali metals, alkaline earth metals or metals of the subgroup elements.
  • the silicate material can be in a partially hydrated form. Silicate materials find versatile
  • additives In many areas of application, materials are mixed with additives, so-called additives, in order to achieve additional positive properties that the starting product does not have.
  • additives Individual additives or a combination of several additives can be used to achieve the desired result.
  • These additives can be of completely different nature such as fragrances, corrosion inhibitors, fungicides, bactericides.
  • a combination of different active substances often gives rise to the problem that the active substance combination in the finished product is not stable over the long term, ie there can be an accelerated degradation of one or more of the active substances due to their interaction with one another. In order to prevent this undesirable degradation, another combination with a possibly reduced effect must normally be used. Furthermore, it can be in the Incorporation of such additives into the finished product can lead to mixing problems.
  • the object of the present invention is to provide a dosage form for various additives which enables a controlled release of active ingredients.
  • the invention is based on the knowledge that the possible uses and the effectiveness of liquid or solid additives can be increased if they are bound to a silicate material via absorption and / or adsorption.
  • the invention relates to a method for loading a silicate material, in which the silicate material serves as a carrier for low-viscosity to high-viscosity liquids and / or solids, which is characterized in that the silicate material contains hollow bodies.
  • Another object of the invention is the use of a silicate material containing hollow bodies as a carrier for low-viscosity to high-viscosity liquids and / or solids.
  • the method according to the invention for loading a silicate delivers systems which are distinguished by the fact that an active ingredient can be slowly released again over a desired period of time (so-called “slow release "effect).
  • the basis for the release rate is determined primarily by the silicate carrier material and can be influenced. In this way, the choice of the carrier material can actively influence the rate of diffusion of the adsorbed / absorbed active substance.
  • Another advantage of the method according to the invention is that it can also be used to incorporate active ingredients into the starting product which normally cannot be mixed with it.
  • adsorbed and / or absorbed active ingredients can be used on the carrier, which have too large a diffusion coefficient in the starting product and are therefore released too quickly.
  • substances are available for use that could not be used in the starting products with previously known methods due to their diffusion behavior, even though some of them. have better drug properties.
  • the release rate can be influenced particularly advantageously by adapting a suitable coating ("coating") before and / or after the loading of the silicate particles in such a way that the desired release rate is achieved.
  • fungicide-loaded silicate material when adding a fungicide-loaded silicate material to a joint sealant An extrapolated delivery time of more than 24 months can be set.
  • delivery of the active ingredient can be set over a period of one week. According to the previously known methods, delivery of the active ingredient via a longer period of time can only be achieved by adding a larger amount of active ingredient, which is no longer necessary in the process according to the invention.
  • the purpose of the method according to the invention is to release the adsorbed and / or absorbed active substance again at a later time at a desired rate.
  • the carrier material can be used as an absorbent and / or adsorbent for a water-based liquid, an emulsion or microemulsion, a fragrance, a gel, an oil, an organic or inorganic fat, a corrosion inhibitor, a liquid or solid fertilizer, a herbicide, fungicide, insecticide, bactericide or virucide, or a mixture thereof.
  • silicate hollow bodies with a spherical structure is particularly advantageous, since in this embodiment the mechanical stability against external pressure is best. Furthermore, the internal friction and thus the abrasion when transferring the loaded carrier is low with this geometry.
  • the silicate material contains largely closed hollow bodies. This is particularly advantageous since partially closed hollow bodies are easier to load. In the case of completely closed hollow bodies, the loading takes place via diffusion through the hollow body wall.
  • the silicate materials have a diameter of less than 20 ⁇ m, in particular less than 1 ⁇ m.
  • silicate particles with less than 100 nm, in particular less than 10 nm are used for the loading.
  • the wall thickness does not remain constant, but is a function of the particle diameter, but is not directly proportional to it.
  • the dependence of particle diameter on wall thickness is also influenced by the manufacturing process of the silicate material. Larger particles of approximately 50 ⁇ m in diameter usually have a wall thickness of approximately 1 ⁇ m and smaller particles of approximately 1 ⁇ m have a wall thickness of approximately 0.1 ⁇ m. The particle sizes given relate to the diameter of the individual particles.
  • silicate material is used which is at least partially agglomerated. This is particularly advantageous since the grain of the material can be matched to the application. If a fine-grained material, such as a powdered fungicide, is required during use, a silicate material with only a small amount is used Degree of agglomeration or without agglomeration used. If a coarser-grained material is desired, for example for use as insect bait, an at least partially agglomerated material is advantageous.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is the loading of hollow glass microspheres as a silicate carrier material.
  • hollow glass microspheres are normally used as an additive in plastics. It is particularly advantageous that the microglass hollow spheres are commercially available and have the required structural features.
  • the silicate material comprises filter ash (also called fly ash) which is obtained during combustion in hard coal-fired power plants.
  • filter ash also called fly ash
  • the filter ash which is generated at combustion temperatures below 1300 ° C, is particularly suitable, as this material has better adsorption and absorption properties.
  • the use of filter ash is particularly advantageous because this product is inexpensive to purchase.
  • the silicate portion is primarily in the form of small hollow spheres of glass-like modification.
  • the aluminum oxide / hydroxide, calcium oxide / hydroxide and iron oxide ⁇ -hydroxide particles also contained in the filter ash also act as absorption / adsorption agents.
  • the silicate portion does not necessarily have to be pure Si0 2 , but it may contain iron, calcium and aluminum and other ions.
  • the oxides or hydroxides of aluminum, iron and calcium do not have to be present in pure form next to one another as pure phases, but can certainly form mixtures at the crystalline level.
  • the carrier materials described are particularly suitable for loading with active substances, since they adsorb and / or absorb them.
  • the active ingredients can be low to highly viscous liquids or even solids.
  • These liquids or solids can be a water-based liquid, an emulsion or microemulsion, a dispersion, a fragrance, a gel, an oil, an organic or inorganic fat, a corrosion inhibitor, a liquid or solid fertilizer, a herbicide, fungicide, insecticide, bactericide or virucide or a mixture thereof.
  • the active substances with which the carrier is to be loaded withstand increased pressure and / or temperature, it is advantageous to carry out the loading by varying these parameters, e.g. to reduce the viscosity of a liquid during loading. However, it is also possible to carry out the loading under reduced pressure. Pressures of 0.1 to 200, preferably 1 to 100 bar and particularly preferably 1 to 50 bar and temperatures of 5 to 400 ° C., preferably 20 to 300 ° C. and particularly preferably 50 to 200 ° C. are used here.
  • the adsorbing capacity of the carrier can decrease with increasing temperature, so that a combination of increased pressure and elevated temperature is particularly advantageous.
  • a silicate carrier material can be loaded with Cetiol OE at 150 ° C and 50 bar pressure much faster than under normal conditions.
  • the carrier is first exposed to a vacuum, e.g. to remove substances that have already been adsorbed, such as gases or water.
  • a vacuum e.g. to remove substances that have already been adsorbed, such as gases or water.
  • the loading is carried out. It is advantageous that the active substance no longer has to displace substances that have already been adsorbed, which improves the adsorption behavior.
  • the carrier is subjected to a pretreatment prior to loading, which accelerates the adsorption and / or absorption behavior and / or increases the capacity.
  • a pretreatment prior to loading, which accelerates the adsorption and / or absorption behavior and / or increases the capacity.
  • activation leads to a brief etching of the silicate Material with dilute acid, e.g. hydrofluoric acid, to roughen the particle surface and to increase the number of capillaries.
  • dilute acid e.g. hydrofluoric acid
  • the increase in surface area due to the roughening primarily results in an increase in the capacity for adsorption and the increase in the number of capillaries essentially increases the rate of absorption, the additional capillary walls likewise having a positive effect on the adsorption behavior.
  • the silicate carrier is encapsulated before and / or after loading.
  • Encapsulation can be used here before loading in order to prevent agglomeration of the particles in the loading step. This is particularly advantageous if, on the one hand, the encapsulation does not significantly impair the ad- and / or absorption under the selected parameters for pressure and temperature during loading and the active substance used for loading is very sticky or highly viscous.
  • Such encapsulation can also be carried out after loading, e.g. in order to achieve a slower, delayed release (so-called "slow-release") of the adsorbed / absorbed active ingredients.
  • the encapsulation prevents the active ingredient from being released immediately and thus enables release over a certain period of time delivery time of silicate material loaded with a fungicide into a joint sealant is estimated to be more than 24 months
  • delivery of the active ingredient can be set over a period of one week.
  • a polymer, a wax, a melamine resin, polyacrylic acid, alginate, gelatin, starch, dextrins or polyvinyl alcohol can be used .
  • the polymer can be applied, for example, from a solution or by polymerization directly onto the particle surface.
  • a multilayer encapsulation is carried out, the effects mentioned above being able to be distributed over the individual layers.
  • an encapsulation step can also be carried out before loading, which is the Improves the pourability of the product and prevents sticking; encapsulation then carried out after loading leads to a controlled release of active ingredient. Additional layers can also be applied to protect the product from atmospheric moisture and other external influences.
  • Another object of the invention is the use of a silicate material containing hollow bodies as a carrier for low-viscosity to high-viscosity liquids and / or solids.
  • the carrier can be used for the absorption and / or adsorption of a water-based liquid, an emulsion or microemulsion, a dispersion, a fragrance, a gel, an oil, an organic or inorganic fat, a corrosion inhibitor, a liquid or solid fertilizer, a herbicide , Fungicide, insecticide, bactericide or virucide or a mixture thereof.
  • the silicate carrier thus loaded with one or more active ingredients is then introduced into an end product.
  • two or more silicate carriers loaded with different active substances can be used in one product.
  • the active ingredients used are not long-term stable when introduced directly into the starting product, e.g. because they accelerate the decomposition among themselves. Since the active substances are bound to the carrier material and are not present side by side in free form, a mutual decomposition process is largely avoided.
  • filter ash as a carrier for low-viscosity to high-viscosity liquids and solids.
  • filter ash contains a high proportion of silicate material. This is particularly advantageous since filter ash shows very good ad and absorption properties and is an inexpensive carrier material.
  • Particles are then filtered off and briefly washed with acetone to remove the excess cetiol from the surface. This gives a pourable powder which contains Cetiol OE.
  • Fosetyl AI aluminum tris (ethylphosphite)

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Abstract

Verfahren zur Beladung eines silikatischen Materials, bei dem das silikatische Material als Träger für niedrigviskose bis hochviskose Flüssigkeiten und Feststoffe dient, dadurch gekennzeichnet, dass das silikatische Material Hohlkörper enthält.

Description

„Silikatische Partikel"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beladung eines silikatischen Materials, bei dem das silikatische Material als Träger für niedrigviskose bis hochviskose Substanzen und/ oder Feststoffe dient.
Unter einem silikatischen Material sind alle nichtkristallinen Materialien zu verstehen, die eine geringe Korngröße besitzen und zwar in der Regel im Bereich zwischen 20 μxw bis zu weniger als 10 nm. Silikatisches Material hat zumeist eine glasartige Struktur, wobei aber auch kristalline Teilbereiche vorkommen können. Das silikatische Material kann neben Siliziumdioxid noch andere Elemente wie Bor, Aluminium, Alkali-, Erdalkalimetalle oder Metalle der Nebengruppenelemente enthalten. Darüber hinaus kann das silikatische Material in teilweise hydratisierter Form vorliegen. Silikatische Materialien finden vielseitige
Anwendungsmöglichkeiten, in erster Linie als FülIVZusatzstoffe für Kunststoffe (Firma POTTERS-BALLOTINI).
In vielen Anwendungsbereichen werden Materialien mit Zusatzstoffen, sog. Additiven versetzt, um zusätzliche positive Eigenschaften zu erzielen, die das Ausgangsprodukt nicht besitzt. Hierbei können einzelne Additive oder auch eine Kombination mehrerer Additive eingesetzt werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Diese Zusatzstoffe können völlig unterschiedlicher Natur sein wie z.B. Duftstoffe, Korrosionsinhibitoren, Fungizide, Bakterizide. Aus einer Kombination verschiedener Wirkstoffe erwächst häufig das Problem, dass die Wirkstoffkombination im fertigen Produkt nicht langzeitstabil ist, d.h. es kann zu einem beschleunigten Abbau eines oder mehrerer der Wirkstoffe aufgrund ihrer Wechselwirkung untereinander kommen. Um diesen unerwünschten Abbau zu verhindern, muss normalerweise auf eine andere Kombination mit möglicherweise verminderter Wirkung zurückgegriffen werden. Des weiteren kann es bei der Einarbeitung solcher Additive in das fertige Produkt zu Mischungsproblemen kommen.
Darüber hinaus besteht die Problematik, dass die Geschwindigkeit der Freisetzung des Additivs im Normalfall nur durch die Diffusionsgeschwindigkeit im Ausgangsprodukt gegeben ist. Diese ist nur schwer beeinflussbar, so dass nicht immer das gewünschte Additiv bei jedem Ausgangsprodukt eingesetzt werden kann, da es entweder überhaupt nicht oder zu schnell freigesetzt wird. Dies wird entweder durch einen erhöhten Einsatz von Additiven gelöst, oder durch Verwendung eines anderen Additivs. Der vermehrte Einsatz ist einerseits mit erhöhten Rohstoffkosten verbunden und kann sich, wegen der erhöhten Additivkonzentration, aufgrund deren möglicher Gesundheitsschädlichkeit verbieten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Darreichungsform für diverse Additive zu schaffen, die eine kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Einsatzmöglichkeiten und die Effektivität von flüssigen oder festen Additiven gesteigert werden können, wenn sie an ein silikatisches Material über Absorption und/oder Adsorption gebunden sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beladung eines silikatischen Materials, bei dem das silikatische Material als Träger für niedrigviskose bis hochviskose Flüssigkeiten und/ oder Feststoffe dient, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das silikatische Material Hohlkörper enthält.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines silikatischen Materials, das Hohlkörper enthält, als Träger für niedrigviskose bis hochviskose Flüssigkeiten und/ oder Feststoffe.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beladung eines silikatischen liefert Systeme, die sich dadurch auszeichnen, dass ein Wirkstoff über einen gewünschten Zeitraum langsam wieder abgegeben werden kann (sog. „slow- release"-Effekt). Die Grundlage für die Freisetzungsgeschwindigkeit wird hierbei vornehmlich vom silikatischen Trägermaterial bestimmt und ist beeinflussbar. So kann über die Wahl des Trägermaterials aktiv Einfluss auf die Diffusionsgeschwindigkeit des ad-/absorbierten Wirkstoffes genommen werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass hiermit auch Wirkstoffe in das Ausgangsprodukt eingearbeitet werden können, die sich mit diesem normalerweise nicht mischen lassen. Außerdem können auf dem Träger ad- und/oder absorbierte Wirkstoffe verwendet werden, die in dem Ausgangsprodukt einen zu großen Diffusionskoeffizienten besitzen und daher zu schnell abgegeben werden. Dadurch sind auch Stoffe der Anwendung zugänglich, die mit bisher bekannten Methoden aufgrund ihres Diffusionsverhaltens in den Ausgangsprodukten nicht verwendet werden konnten, obwohl sie z.T. bessere Wirkstoffeigenschaften besitzen. Besonders vorteilhaft kann die Abgabegeschwindigkeit durch Anpassen einer geeigneten Beschichtung („coating") vor und/ oder nach der Beladung der silikatischen Partikel so beeinflusst werden, dass die gewünschte Abgabegeschwindigkeit erreicht wird. So kann beim Zusatz von mit einem Fungizid beladenen silikatischen Material in eine Fugendichtmasse eine extrapolierte Abgabezeit von mehr als 24 Monaten eingestellt werden. Bei der Verwendung von mit Insektizid beladenen silikatischen Partikeln in oder als Pflanzenschutzpuder kann eine Abgabe des Wirkstoffes über den Zeitraum von einer Woche eingestellt werden. Nach den bisher bekannten Methoden konnte eine Abgabe des Wirkstoffes über einen längeren Zeitraum nur durch Zusatz einer größeren Wirkstoffmenge erreicht werden. Dies ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr nötig.
Der Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, den ad- und/oder absorbierten Wirkstoff zu einem späteren Zeitpunkt mit einer gewünschten Geschwindigkeit wieder freizusetzen. Hierbei kann das Trägermaterial als Ab- und/oder Adsorptionsmittel für eine Wasser-basierte Flüssigkeit, eine Emulsion oder Mikroemulsion, einen Duftstoff, ein Gel, ein Öl, ein organisches oder anorganisches Fett, einen Korrosionsinhibitor, einen flüssigen oder festen Dünger, ein Herbizid, Fungizid, Insektizid, Bakterizid oder Viruzid oder eine Mischung davon dienen.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von silikatischen Hohlkörpern sphärischer Struktur, da bei dieser Ausführungsform die mechanische Stabilität gegenüber äußerem Druck am besten ist. Weiterhin ist die innere Reibung und damit der Abrieb bei Umfüllen des beladenen Trägers bei dieser Geometrie gering.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das silikatische Material weitestgehend geschlossene Hohlkörper. Dies ist besonders vorteilhaft, da teilweise geschlossene Hohlkörper sich leichter beladen lassen. Bei vollständig geschlossenen Hohlkörpern erfolgt die Beladung über Diffusion durch die Höhlkörperwand.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform haben die silikatischen Materialien einen Durchmesser von kleiner als 20 μm, insbesondere kleiner als 1 μπ . Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden silikatische Partikel mit weniger als 100 nm, insbesondere weniger als 10 nm für die Beladung verwendet. Hierbei bleibt die Wanddicke in der Regel nicht konstant, sondern sie ist eine Funktion des Partikeldurchmessers, jedoch nicht direkt proportional von diesem abhängig. Die Abhängigkeit von Partikeldurchmesser zu Wanddicke wird ebenfalls durch den Herstellungsprozess des silikatischen Materials beeinflusst. So haben größere Partikel von ca. 50 μm Durchmesser zumeist eine Wanddicke von etwa 1 μm und kleinere Partikel von etwa 1 μm eine Wanddicke von ungefähr 0,1 μm. Die angegebenen Partikelgrößen beziehen sich auf den Durchmesser der einzelnen Teilchen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird silikatisches Material verwendet, das zumindest teilweise agglomeriert ist. Das ist besonders vorteilhaft, da hiermit die Körnung des Materials auf den Anwendungszweck abgestimmt werden kann. Wird bei der Anwendung ein feinkörniges Material gefordert, wie z.B. ein pulverförmiges Fungizid, so wird ein silikatisches Material mit nur geringem Agglomerationsgrad bzw ohne Agglomeration verwendet. Wird ein grobkörnigeres Material gewünscht z.B. zur Verwendung als Insektenköder, so ist ein zumindest teilweise agglomeriertes Material von Vorteil.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Beladung von Mikroglashohlkugeln als silikatisches Trägermaterial. Solche Mikroglashohlkugeln werden normalerweise als Zusatzstoff in Kunststoffen eingesetzt. Von besonderem Vorteil ist es, dass die Mikroglashohlkugeln kommerziell erhältlich sind und die geforderten strukturellen Merkmale besitzen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das silikatische Material Filterasche (auch Flugasche genannt), die bei der Verbrennung in Steinkohleheizkraftwerken anfällt. Hierbei ist vor allem die Filterasche geeignet, die bei Verbrennungstemperaturen von unter 1300 °C entsteht, da dieses Material bessere Ad- und Absorptionseigenschaften besitzt. Die Verwendung von Filterasche ist besonders vorteilhaft, da dieses Produkt preisgünstig zu erwerben ist. Der silikatische Anteil liegt in erster Linie in Form kleiner Hohlkugeln glasartiger Modifikation vor. Die ebenfalls in der Filterasche enthaltenen Aluminiumoxid/- hydroxid, Calciumoxid/-hydroxid und Eisenoxidλ-hydroxid Partikel wirken ebenfalls als Ab-/Adsorptionsmittel. Bei dem silikatischen Anteil muss es sich nicht notwendigerweise um reines Si02 handeln, sondern es können Beimengungen von Eisen, Caicium und Aluminium und anderen Ionen enthalten sein. Auch die Oxide bzw. Hydroxide von Aluminium, Eisen und Caicium müssen nicht in reiner Form nebeneinander als reine Phasen vorliegen, sondern können durchaus Mischungen auf kristalliner Ebene bilden.
Die beschriebenen Trägermaterialien eignen sich besonders gut für die Beladung mit Wirkstoffen, da sie diese adsorbieren und/oder absorbieren. Die Wirkstoffe können hierbei niedrig bis hochviskose Flüssigkeiten sein oder sogar Feststoffe. Diese Flüssigkeiten oder Feststoffe können eine Wasser-basierte Flüssigkeit, eine Emulsion oder Mikroemulsion, eine Dispersion, ein Duftstoff, ein Gel, ein Öl, ein organisches oder anorganisches Fett, ein Korrosionsinhibitor, ein flüssiger oder fester Dünger, ein Herbizid, Fungizid, Insektizid, Bakterizid oder Viruzid oder eine Mischung davon sein.
Sofern die Wirkstoffe, mit denen der Träger beladen werden soll, erhöhtem Druck und/oder Temperatur standhalten, so ist es vorteilhaft, die Beladung unter Variation dieser Parameter durchzuführen, z.B. um die Viskosität einer Flüssigkeit bei der Beladung zu reduzieren. Es ist aber auch möglich, die Beladung unter vermindertem Druck durchzuführen. Hierbei werden Drücke von 0,1 bis 200, bevorzugt 1 bis 100 bar und besonders bevorzugt 1 bis 50 bar und Temperaturen von 5 bis 400° C, bevorzugt 20 bis 300° C und besonders bevorzugt 50 bis 200° C verwendet. Andererseits kann sich bei steigender Temperatur das Adsorptionsvermögen des Trägers verringern, so dass eine Kombination von erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur von besonderem Vorteil ist. So kann die Beladung eines silikatischen Trägermaterials mit Cetiol OE bei 150°C und 50 bar Druck weitaus schneller durchgeführt werden als unter Normalbedingungen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Träger zunächst einem Unterdruck ausgesetzt, z.B. um bereits adsorbierte Substanzen wie Gase oder Wasser zunächst zu entfernen. Im nächsten Schritt wird dann die Beladung durchgeführt. Vorteilhaft ist, dass der Wirkstoff nun nicht mehr bereits adsorbierte Substanzen verdrängen muss, wodurch sich das Adsorptionsverhalten verbessert.
Für die Beladung mit Feststoffen ist es besonders vorteilhaft, diese zunächst in einem geeigneten Lösemittel zu lösen, dann auf den Träger aufzubringen und anschließend das Lösemittel wieder zu entfernen. Die Entfernung des Lösemittels kann hierbei z.B. durch eine Sprühtrocknung erfolgen, um ein Agglomerieren der Partikel zu verhindern. Diese Vorgehensweise kann ebenfalls von Vorteil für die Beladung mit Flüssigkeiten sein z.B. unter Zuhilfenahme eines Emulgators.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Träger vor der Beladung einer Vorbehandlung unterzogen, die das Ad- und/oder Absorptionsverhalten beschleunigt und/oder die Kapazität erhöht. So führt z.B. ein Aktivieren durch kurzes Anätzen des silikatischen Materials mit verdünnter Säure, z.B. Fluorwasserstoffsäure, zu einer Aufrauung der Partikeloberfläche und zu einer Erhöhung der Kapillaranzahl. Die Oberflächenvergrößerung durch die Aufrauung bewirkt hierbei in erster Linie eine Kapazitätserhöhung für die Adsorption und die Erhöhung der Kapillaranzahl erhöht im Wesentlichen die Absorptionsgeschwindigkeit, wobei sich die zusätzlichen Kapillarwände ebenfalls positiv auf das Adsorptionsverhalten auswirken.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der silikatische Träger vor und/oder nach der Beladung verkapselt. Hierbei kann eine Verkapselung vor der Beladung eingesetzt werden, um ein Agglomerieren der Partikel im Beladungsschritt zu unterbinden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn einerseits die Verkapselung die Ad- und /oder Absorption unter den gewählten Parametern für Druck und Temperatur bei der Beladung nicht nennenswert beeinträchtigt und der zur Beladung verwendete Wirkstoff sehr klebrig oder hochviskos ist. Eine solche Verkapselung kann auch nach der Beladung durchgeführt werden, z.B. um eine langsamere, verzögerte Freisetzung (sog. „slow-release") der ad- /absorbierten Wirkstoffe zu erreichen. Hierbei verhindert die Verkapselung, dass der Wirkstoff sofort wieder abgegeben wird und ermöglicht so die Freisetzung über einen bestimmten Zeitraum. So kann beim Zusatz von mit einem Fungizid beladenen silikatischen Material in eine Fugendichtmasse eine Abgabezeit von schätzungsweise mehr als 24 Monaten eingestellt werden. Bei der Verwendung von mit Insektizid beladenen silikatischen Partikeln in oder als Pflanzenschutzpuder kann eine Abgabe des Wirkstoffes über den Zeitraum von einer Woche eingestellt werden Zur Verkapselung kann z.B. ein Polymer, ein Wachs, ein Melaminharz, Polyacrylsäure, Alginat, Gelatine, Stärke, Dextrine oder Polyvinylalkohol eingesetzt werden. Bei der Verkapselung mit Polymeren kann das Polymer z.B. aus einer Lösung, oder durch Polymerisation direkt auf die Partikeloberfläche aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine mehrschichtige Verkapselung vorgenommen, wobei die oben genannten Effekte auf die einzelnen Schichten verteilt werden können. So kann z.B. auch ein Verkapselungsschritt vor der Beladung erfolgen, der die Schüttfähigkeit des Produktes verbessert und ein Verkleben verhindert; eine dann nach der Beladung durchgeführte Verkapselung führt zu einer kontrollierten Wirkstoffabgabe. Weitere Schichten können ebenfalls noch aufgebracht werden, um das Produkt vor Luftfeuchtigkeit u.a. äußeren Einflüssen zu schützen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines silikatischen Materials, das Hohlkörper enthält, als Träger für niedrigviskose bis hochviskose Flüssigkeiten und/ oder Feststoffe. Hierbei kann der Träger zur Absorption und/oder Adsorption einer Wasser-basierten Flüssigkeit, einer Emulsion oder Mikroemulsion, einer Dispersion, eines Duftstoffes, eines Gels, eines Öls, eines organischen oder anorganischen Fettes, eines Korrosionsinhibitors, eines flüssigen oder festen Düngers, eines Herbizids, Fungizids, Insektizids, Bakterizids oder Viruzids oder einer Mischung davon dienen. Der so mit einem oder mehreren Wirkstoffen beladene silikatische Träger wird dann in ein Endprodukt eingebracht. Des weiteren können zwei oder mehr mit verschiedenen Wirkstoffen beladene silikatische Träger in einem Produkt verwendet werden. Das ist besonders dann vorteilhaft, wenn die eingesetzten Wirkstoffe beim direkten Einbringen in das Ausgangsprodukt nicht langzeitstabil sind, z.B. weil sie die Zersetzung untereinander beschleunigen. Da die Wirkstoffe auf dem Trägermaterial gebunden sind und nicht in freier Form nebeneinander vorliegen, wird ein gegenseitiger Zersetzungsprozess weitgehend vermieden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Filterasche als Träger für niedrigviskose bis hochviskose Flüssigkeiten und Feststoffe. Filterasche enthält neben Eisen-, Caicium- und Aluminiumoxiden einen hohen Anteil an silikatischem Material. Dies ist besonders vorteilhaft, da Filterasche sehr gute Ad- und Absorptionseigenschaften zeigt und ein preiswertes Trägermaterial ist.
Beispiele 1 :
Beladung von Filterasche mit einer Flüssigkeit und anschließendem Verkapseln. 500 ml Olivenöl werden mit 100g einer Filterasche versetzt. Die Partikel werden für eine Stunde gerührt und mit dem Öl getränkt. Die gesättigten Partikel werden abfiltriert und durch kurzes Waschen mit Aceton von dem Olivenöl-Überschuß befreit. Das erhaltene Pulver wird mit einer gesättigten alkalischen Polyacrylsäurelösung dispergiert und mittels Sprühtrocknung verkapselt.
Beispiel 2:
Beladung von Filterasche mit einer Flüssigkeit unter erhöhtem Druck und
Temperatur:
500 ml Cetiol OE werden mit 100g Filterasche versetzt und für fünf Stunden bei
150°C bei 50 bar Druck gerührt und mit dem Öl getränkt. Die so beladenen
Partikel werden anschließend abfiltriert und kurz mit Aceton gewaschen um das überschüssige Cetiol von der Oberfläche zu entfernen. Damit wird ein schüttfähiges Pulver erhalten, das Cetiol OE enthält.
Beispiel 3:
Beladung von Filterasche mit einem Feststoffs nach vorherigem Lösen: 500 ml Lösung einer 0,1 mol/l Fosetyl AI (Aluminiumtris(ethylphosphit)) in Wasser wird mit 100 g Filterasche versetzt und für eine Stunde gerührt. Die gesättigten Partikel werden abfiltriert und anschließend sprühgetrocknet. Als Resultat wird mit Fosetyl AI partiell gefüllte Filterasche erhalten.
Beispiel 4:
Beladung von Filterasche mit einer Flüssigkeit mit anschließender langsamen Freisetzung („slow-release"):
100 ml Par ümöl werden mit 100 g einer Filterasche versetzt. Die Partikel werden für eine Stunde gerührt und mit dem Öl getränkt. Die gesättigten Partikel geben anschließend, auch bei höheren Temperaturen wie z.B. 40°C, das Parfümöl verzögert frei. Auch nach 6 Wochen bei 40°C ist der Duft des Parfümöls noch deutlich wahrzunehmen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beladung eines silikatischen Materials, bei dem das silikatische Material als Träger für niedrigviskose bis hόchviskose Flüssigkeiten und/ oder Feststoffe dient, dadurch gekennzeichnet, dass das silikatische Material Hohlkörper enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das silikatische Material sphärische Hohlkörper enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das silikatische Material weitestgehend geschlossene Hohlkörper enthält.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das silikatische Material glasartige Struktur besitzt.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teilchendurchmesser kleiner als 20 μm, insbesondere kleiner als 1 μm ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teilchendurchmesser kleiner als 100 nm, insbesondere kleiner als 10 nm ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das silikatische Material Mikroglashohlkugeln umfasst.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das silikatische Material Filterasche umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterasche bei Temperaturen unterhalb 1300°C, insbesondere unterhalb von 1200°C hergestellt wurde.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterasche ferromagnetische Eisenoxid- und/oder Eisenhydroxidpartikel enthält.
11.Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterasche Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid enthält.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterasche Aluminiumoxid und/oder Aluminiumhydroxid enthält.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine Wasser-basierte Flüssigkeit, eine Emulsion oder Mikroemulsion, eine Dispersion, einen Duftstoff, ein Gel, ein Öl, ein organisches oder anorganisches Fett, einen Korrosionsinhibitor, einen flüssigen oder festen Dünger, ein Herbizid, Fungizid, Insektizid, Bakterizid oder Viruzid oder eine Mischung davon absorbiert und/oder adsorbiert.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung unter Zuhilfenahme von erhöhtem Druck und/ oder Temperatur erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung unter Zuhilfenahme von vermindertem Druck und/ oder Temperatur erfolgt.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung unter Zuhilfenahme eines Lösemittels und/oder eines Emulgators erfolgt.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger vor der Beladung zur Verbesserung des Absorptionsund/oder Adsorptionsverhaltens einer Vorbehandlung unterzogen wird, insbesondere hydrophobiert, hydrophiliert oder aktiviert wird.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger vor oder nach der Beladung verkapselt wird, insbesondere mit einem Polymer, einem Wachs, einem Melaminharz, Polyacrylsäure, Alginat, Gelatine, Stärke, Dextrine und/ oder Polyvinylalkohol.
19. Verwendung eines silikatischen Materials, das Hohlkörper enthält, als Träger für niedrigviskose bis hochviskose Flüssigkeiten und/ oder Feststoffe.
20. Verwendung von Filterasche als Träger für niedrigviskose bis hochviskose Flüssigkeiten und/ oder Feststoffe.
21. Verkapselung eines silikatischen Trägermaterials zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Verkapselung vor und/ oder nach der Beladung erfolgt.
22. Verkapseltes silikatisches Trägermaterial, herstellbar nach Anspruch 21.
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