181995. lajstromszámú szabadalom • Eljárás finoman eloszlatott anyag kapszulázására
3 181995 4 válással készített kapszulák kolloid falai esetleg nem teljesen inpermeábilisak, ami egyes esetekben arra vezethet, hogy a kapszulák tartalma kiszivárog. Ez néha olyan komoly akadály lehet, hogy lehetetlenné teszi bizonyos anyagok kapszulába zárását. Hatodszor, a természetes anyagok, mint zselatin vagy gumiarábikum gazdaságos áron történő beszerzése a jövőben bizonytalan lehet. A fenti hátrányok ellenére a koacerválási technikát széles körben és sikeresen használták színtelen színképző anyagok olajos oldatai kapszulákba zárására nyomásra érzékeny másolópapírok céljaira. Ezzel szemben, az in situ polimerizációs technika a mikrokapszulák falainak készítésénél elméletileg a koacerválási módszer sok hátrányának kiküszöbölését teheti lehetővé. így, segítségével nagyobb szilárdanyag-koncentrációk volnának alkalmazhatók, mert a koacerválás-inhibíció itt nem lép fel. Az in situ polimerizációs technikára igen alkalmas aminoplaszt fal-anyagok ezenkívül általában olcsóbbak, mint az eddig használt hidrofil kolloidok. További előnyök, hogy ezek távlatban is rendelkezésre álló anyagok, és tulajdonságaikat nem kell oly pontosan specifikálni, mint a koacerválási technikában használt hidrofil kolloidokét. A szintetikus polimerekből készített kapszulák fala általában jobban ellenáll a mikroorganizmusoknak is, és kevéssé áll fenn a mikrokapszulákba zárt folyadék kiszivárgásának veszélye is, mint a természetes polimerekből, mint zselatinból készült kapszula-falak esetében. Ezért nem meglepő, hogy az in situ polimerizációs technika alkalmazására egy sor javaslatot tettek. Bár az egyik ilyen in situ polimerizációs technikát néhány évvel ezelőtt iparilag is megvalósították, továbbra is a koacerválási módszer maradt uralkodó. Az in situ polimerizációs technikát a 3 016 308 számú amerikai szabadalmi leírás IV. kiviteli példája ismertette. Eszerint a kapszulába zárandó folyadékot egy vízben oldható karbamid-formaldehid előkondenzátum Vizes oldatában diszpergálják, majd további kondenzáció után a karbamid-formaldehid gyantát sósav hozzáadásával kicsapják. Az eljárásnál kis mennyiségű karboxilmetilcellulózt használnak, feltehetően emulgeálószerként. Egy másik, karbamidot és formaldehidet (vagy karbamid-formaldehid prepolimert) használó eljárást a 3 516 846 és 3 516 941 számú amerikai szabadalmi leírások ismertetnek. Ezek a savazási lépés gondos ellenőrzésének fontosságára hívják fel a figyelmet, mert csak ebben az esetben kapunk megfelelő tulajdonságokkal rendelkező kapszulákat. Ezek a szabadalmi leírások azt is állítják, hogy nedvesítőszerek, mint karboximetilcellulóz használata mellett használható kapszulák nem készíthetők. Mind a három, fent említett szabadalmi leírás hangsúlyozza annak fontosságát, hogy a kondenzációs reakció alatt a diszperziót gyorsan kell keverni. Ha nem így járnak el, akkor a diszperzió destabilizálódik, vagy a cseppecskék összefolynak. Ez a csepp-egyesülési (koalescencia) hajlam igen nehézzé teszi a csepp-méret (és így a mikrokapszula-méret) ellenőrzését, és megakadályozza, hogy igen kis méretű kapszulák számottevő mennyiségben képződjenek (ezek mennyisége nagyon kicsiny). A cseppmcret reprodukálható módon történő ellenőrzése pedig igen fontos, ha reprodukálható másolóképességű nyomásra érzékeny másolópapirost kívánunk előállítani. A diszperzió fenntartásához szükséges nagy keverési sebesség azonban nagy energiát fogyaszt, és ily módon növeli az előállítási költségeket. A rossz diszperzió-stabilitás problémáinak megoldására több javaslatot tettek az 1 156 725, 1 301 052 és az 1 355 124 számú brit szabadalmi leírásokban. Ezeknek mindegyike reaktív felületaktív anyagok vagy „tenzidek" használatát javasolja. Ezek előpolimerek, például aminoplaszt előpolimerek, amelyeket kémiailag úgy módosítanak, hogy felületaktívak legyenek. Ezek az anyagok ily módon stabilisabb kapszulázandó csepp-diszperziók képződését segítik elő. A kémiai módosítás azonban szintén növeli az előállítási költségeket. Tudomásunk szerint az 1 156 725, 1 301 052 és 1 355 124 számú brit szabadalmi leírásokban ismertetett módon reaktív felületaktív anyagokkal előállított kapszulák ipari gyártása nem valósult eddig meg. Formaldehid kondenzációs termékekből készült falanyagú kapszulák készítésének egy másik módja abban áll, hogy olyan vizes hőrekeményedő gyantákat használnak, amelyek vízzel való hígításnál kiválnak az oldatból, és egy polimer fázist képeznek. Ez a hígítási lépés szükségszerűen korlátozza azt a szilárd anyag tartalmat, amelynél még mikrokapszulák állíthatók elő. Minthogy a hígítás az utolsó műveleti lépés, nem világos nevezett leírásokból, hogy milyen mértékig keményednek meg a gyanták impermeábilis kapszula-falakká. Különösen nem világos ez azért, mert az eljárásban látszólag nem alkalmaznak térhálósítószert vagy pH-beállítást. Valószínűnek látszik az is, hogy a diszperzió megfelelő keverése a vízzel való hígítás előtt nehéz, mert a „gyanta-szirup” viszkozitásának meglehetősen nagynak kell lennie. A szintetikus polimer falanyagú mikrokapszulák egy ismét más előállítási módja az ún. „fázishatár polimerizációs” módszer. Ez abból áll, hogy két reakcióképes előpolimer közül az egyik a kapszulázandó anyag cseppjeiben, a másik a cseppek körüli diszperziós közegben van jelen. A két előpolimer ezután a cseppek és a diszperziós közeg fázishatárán reagál egymással, és az így képződött polimer alkotja a mikrokapszulák falanyagát. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy ha már egy igen vékony film képződött a csepp határfelületén, akkor ez a két egymással reagáló előpolimert egymástól elválasztja, és a további reakció gátolva van. Ez azt jelenti, hogy megfelelő szilárdságú fal kialakítása nehéz. Különböző javaslatokat tettek ennek a problémának a megoldására, de tudomásunk szerint eddig nem sikerült a korábban használt ipari eljárásokat újabbal helyettesíteni. A találmány tárgya olyan eljárás szolgáltatása mikrokapszulák gyártására, amely legalább részben kiküszöböli a koacerválási és egyéb, fent leírt, ismert eljárások hátrányait. A találmány eljárás finoman eloszlatott anyag polimerburokkal körülvett mikrokapszulák alakjában történő kapszulázására, nevezett anyag vízoldható karbamid-formaldehid előkondenzátumot tartalmazó vizes közegben végzett diszpergálása útján, mely abban áll, hogy a vizes diszperzióba vízoldható melamin-formaldehid előkondenzátumot és a nevezett előkondenzátumokkal térhálósodni képes vízoldható polimert keverünk, az előkondenzátumokat savas katalízissel kondenzáljuk, és ezáltal a vízoldható polimert a kapszulázandó anyag diszpergált részecskéi körül térhálósítva 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
