СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКЛПСУЛ Советский патент 1972 года по МПК B01J13/08 

Изобретение касается получения микрокапсул.

Известны способы предотвращения явления агломерации в процессе микрокапсулировапия путем введения сополимеров из малеинового ангидрида.

Ироцесс микрокапсулирования представляет собой диспергирование или эмульгирование материала ядра в полимерном материале оболочки с последующей коацервацией водного золя гидрофильного, образующего пленку, коллоидного вещества, содержащего практически водонерастворимое вещество, эмульгированное или диспергированное в виде мельчайших капелек. В процессе коацервации, эмульсия или суспензия поддерживается в состояиии колебания (перемешивания), и после этого при перемешивании охлаждается до температуры ниже температуры образования желатины из пленкообразующего коллоидного вещества.

Иосле охлаждеиия полученной суспензии или эмульсии стенки капсулы затвердевают. Если микрока псулируемый основной материал чувствителен к кислоте, стадия затвердевания должна быть осуществлена в щелочной среде, предпочтительно создаваемой альдегидом таким, как формальдегид как наиболее экономичный материал для этой обработки. Однако на этой стадии наблюдается сильная тенденция капсул к агломерации, в особенности, когда индивидуальные каисулы или группы капсул имеют очень маленький диа.метр, например около 100 мк, но агломерация возможна и при большем диаметре капсул или группы капсул.

Если такие капсулы или группы капсул нужно использовать в качестве покрытий для бумаги, иикапсулируемые частицы должны быть профильтрованы или пропущены через сито, чтобы удалить агломерированные группы капсул и получить их одного нужного размера для нанесения на бумагу. В промышленном .масштабе это крайне длительная, а также дорогостоящая операция из-за высокой стоимости сит, которые необходимо часто промывать и заменять, в результате чего замедляется процесс покрытия бумаги.

Для предотвращения агломерации следует перед стадией затвердевания добавлять антиагло.мерирующий или антиспекающий агент. Для этих целей известно применение сополимеров из малеинового ангидрида таких, как поливинилметиловый эфир - маленновый ангидрид или полиэтилен - малеиновый ангидрид.

Предлагается способ получения микрокапсул, по которому перед повыщением рН в дисперсию вводят антиагломерирующий агент, выбранный из группы природных коллоидов, 3 содержащей лямбда Карригинан, каппа

сн,он

Н OjSO

ЛймЬда Норрогинан

ОН Каррагинан следующих формул: 352444 4

Для микрокапсулироваиия могут быть применены или одна фракция, или комбипация обеих фракций, кроме того, могут быть иепользованы пектаны, агар-агар и гуммиарабик.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ, но не ограничивающие его.

Пример 1. Приготовляют раствор из 55,5 г гуммиарабика в 500 мл воды при 45°С. Гуммиарабик в воде образует отрицательно заряженные ионы. Готовят также другой раствор из 55,5 г желатииы из свиной кожи с изоэлектрической точкой при рН около 9 и 500 мл воды при 45°С. В этом растворе эмульгируют 80 г толуола. Эмульсию и раствор смешивают, причем температуру смеси поддерживают выще температуры образования геля при желатинообразовании. Смесь разбавляют 4000 г воды, нагревают до 45°С. К разбавленной водой смеси прибавляют 32 г 5%-ного водного раствора сополимера поливинилметилового эфира или малеинового ангидрида. К коацервируемой смеси при рН 9 или выще и при 45°С приливают по каплям 20%-ный водный раствор уксусной кислоты, непрерывно перемещивая до тех нор, пока значение рН среды не достигнет 6. При этом происходит отложение масляных капелек - жидких стенок капсул. Далее при 45°С и перемещивании рН снижают до 4,2 20%-ным водным раствором уксусной кислоты, вызывая коадервативное отложение фракций полимерного веи;еетва (при рН 6 не отлагается вокруг капсул).

Для предотвращения агломерирования в дисперсию затвердевающих капсул, пока смесь остается еще холодной до повыщепия рН до 9,5-10,0, вносят 550 мл 0,5%-ного водного раствора Каррагинана, нри этом сополимер связывается с некоацервируемой желатиной, делая ее неепособной быть агломерирующим агентом. Затем водный раствор перемещивают несколько часов, после чего раствор выдер}кнвают в течение 12 час нри постоянном перемещивании для достижения комнатной температурь (примерно до 22°С или несколько выще).

Готовые капсулы отфильтровывают и промывают.

Пример 2. Приготовляют один галлон эмульсии масла в воде, содержащей 20 вес. ч. трихлордифенила и 3,3-бис-(п-диметиламипофеиил)-6-диметиламинофталида и 100 вес. ч. 10%-ного раствора желатины свиной кожи в воде. Эмульгирование нродолжают до тех нор, пока размер капли масла не достигнет величины 2-5 мк. Эмульсию выдерживают при температуре 50°С для того, чтобы предотвратить гелеобразование желатины. Поддерживая температуру 50°С, вызывают процесс коацервации путем медленного и непрерывного прибавления одной четырнадцатой части галлона 20%-ного раствора сульфата натрия в воде. В процессе коацервации молекулы

желатины равномерно обволакивают каждую каплю масла, служащую в качестве ядра. Нагретую коацервирующую смесь выливают при перемешивании в 10 галлонов 7%-ного раствора сульфата натрия в воде при 19°С. В этом случае происходит инкапсулирование масла со студневидным гидрофильным веществом.

Если микрокапсулы нужно применить в качестве покрытия для бумаги, то они могут быть сконцентрированы и затем нанесены на бумагу, после чего высущены на возду.хе при температуре ниже температуры плавления гелевого комплекса. При покрытии бумаги желательно быстрое высушивание, стадия отверждения необязательна.

Стадия получения затвердевшего продукта капсулирования из коацервированной суспензии требует предварительного доведения рН суспензии капсулируемого материала до 9-11 с использованием гидроокиси натрия, а также применения водного раствора формальдегида для ускорения затвердевания. Для предотвращения агломерации в дисперсию капсул перед повышением рН до 9,0-11,0, в период, пока смесь остается еще холодной, вводят 3140 мл 0,57и-ного (но весу) водного раствора Каррагинана, сополимер которого будет связываться с некоацервированной желатиной, делая ее неэффективной в качестве агломерирующего агента. Водный раствор перемешивают несколько часов, затем его выдерживают 12 час при постоянном перемешивании, чтобы температура раствора повысилась до комнатной.

В случае необходимости готовые капсулы отфильтровывают.

Пример 3. Опыт проводят по примеру 1, но прежде чем рН достигнет величины 9,5-10,0 и пока с.месь будет еще холодной, в качестве антиагломерирующего агента в дисперсию каисул вводят 10 мл 5%-кого по весу водного раствора пектанов. Пектаны соединятся с некоацервированной желатиной и сделают ее неэффективным агломерирующим агентом. Используемые пектаны имеют следующие характеристики: содержание метоксигрупп 8,3-10,3% вес., титр по крайней мере 85% (рассчитан на основе галактуроновой кислоты).

Пример 4. Опыт проводят по примеру 1, но прежде чем рН достигнет величины 9,5-10,0 и нока смесь еще будет холодной, в качестве антиагломерирующего агента в дисперсию капсул вводят 300 мл 1%-ного водного раствора гуммиарабика. Гуммиарабик соединится с некоацервированной желатиной и сделает ее неэффективным агломерирующим агентом. Используемый гуммиарабик имеет следующую характеристику: рН 25%-кого раствора 4,5, влажность 8%.

Пример 5. Опыт проводят по примеру I, но прежде чем рН достигнет величины 9,5-10,0 и пока смесь будет еще холодной, в качестве антиагломерирующего агента в дисперсию капсул вводят 300 мл 1%-ного водпого раствора агар-агара. Агар-агар соединится с некоацервнрованной желатиной и сделает ее неэффективным агломерирующим агентом. Используемый агар-агар имеет следующую характеристику: фракция, нерастворимая в НС1, не нревыщает 5%, весовые потери не более 20%.

30

Предмет изобретения

Способ получения микрокапсул путем диспергирования несмещивающегося с водой

масла или органического растворителя в гидрофильном коллоидном полимерном материале оболочки с последующим повыщением рП и коацервацией, отличающийся тем, что, с целью предотвращения явления агломерацип, перед повыщением рН в дисперсию микрокапсул вводят антиагломерирующий агент, выбранный из группы природных коллоидов, содержащей лямбда Каррагинан, каппа Каррагппан, пектаны, гуммиарабик и

агар-агар.