194749. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mikrokapszulák előállítására
1 194 749 2 A találmány tárgya eljárás mikrokapszula előállítására. Közelebbről megjelölve a találmány lényegében vízoldhatatlan folyadék cseppjeit tartalmazó olyan kapszula előállítására vonatkozik, ahol a kapszulát módosított karbamid-formaldehid polimerből képzett film alkotja. Folyékony anyagok szabályozott ütemű leadására alkalmazható membránok, bevonatok és kapszulák mind a mezőgazdaságban, mind az egyéb területeken használt vegyi anyagok esetében ismeretesek. A mezőgazdaságban a szabályozott hatóanyag-leadás megnöveli a gyomirtók, rovar- és gombaölő szerek, a baktericidek és műtrágyák hatékonyságát. Egyéb területeken például kapszulázott festékeket, tintákat, gyógyszereket, ízesítő és illatosító anyagokat használnak. A szabályozott hatóanyagleadású anyagok leggyakoribb formálási módjai a bevonatos csepp vagy mikrokapszula, a bevonatos szilárd anyag, beleértve a porózus és nem porózus részecskéket és a szilárd részecskék aggregátumainak bevonatos formáit. Néhány esetben célszerű vízoldható kapszulázó filmet alkalmazni, amely a kapszulázott anyagot akkor teszi szabaddá, ha a kapszula vízzel kerül érintkezésbe. Más bevonatok úgy készülhetnek, hogy a kapszulázott anyag akkor váljon szabaddá, ha a bevonóanyag valamely külső erő hatására felreped. További bevonóanyagok azok, amelyek porózus szerkezetűek, és a bevont anyagot a pórusokon át lassú ütemű diffúzió útján bocsátják a környező közegbe. Az ilyen bevonóanyagok, azonkívül hogy szabályozott hatóanyagleadást biztosítanak, lehetővé teszik vízben nem oldódó anyagoknak vízben, illetve vizet tartalmazó közegekben, mint például nedves talajban való diszpergálását is. Az ilyen módon kapszulázott cseppecskék különösen a mezőgazdaságban hasznosíthatók,* ahol a talajban öntözővíz, esővíz gyakran van jelen. Ilyen kapszulák előállítására számos különböző eljárás ismeretes. Az egyik ilyen eljárásban a kapszulákat úgy nyerik, hogy egy vizes oldattól egy hidrofil kolloid szolt a kicsapódás előtti cseppképződés stádiumában elválasztanak (2800 457 és 2 800 458 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások). A 4046 741 és 4140516 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások határfelületi polimerizációs eljárást ismertetnek, amely szerint vízben diszpergált hidrofób folyadékban oldják a filmképző reaktánsokat, és a reakció az emulziószerűen érintkező fázisok határfelületén játszódik le. A 3 726804 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások egy további, határfelületi polimerizációs eljárást írnak le, amely szerint minden filmképző anyag először a hidrofób cseppecskékben van jelen, amely cseppek a kapszulázni kívánt anyagon kívül egy alacsony forráshőmérsékletű poláris oldószert is tartalmaznak. Melegítés hatására ez az oldószer átmegy a vizes fázisba (az emulzió folytonos fázisába), a filmképző anyagok pedig a határfelületen gyűlnek össze és polimerizálódnak. A 9168/1961 publikációs számú japán szabadalmi leírás peroxid katalizátorral elősegített olefin polimerizációt ismertet, amikor is olajcseppek felületén olajban nem oldódó polimer képződik. A 952 807 és 965 074 számú brit szabadalmi leírások olyan eljárást ismertetnek, amelyben egy szilárd anyagot, mint például egy viaszt vagy egy hőre lágyuló gyantát megolvasztanak, diszpergálnak, majd lehűtenek, és így a folyékony cseppek körül egy kapszulázó film képződik. A 3 111407 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint kapszulázott cseppecskék állíthatók elő porlasztó szárítással a porlasztás pillanatában. Az egyes ismert eljárások felszerelés- és energiaigénye, továbbá a különleges reagens, így például katalizátor és ülepítőanyag iránti igény, a mikrokapszula méretszabályozásának egyszerűsége vagy bonyolultsága, illetve a százalékos mikrokapszulázott fok, változó. A jelen találmány egyik tárgya egy egyszerű és gazdaságos eljárás egyenletes és jól szabályozható méretű mikrokapszulák előállítására, amelyek közvetlenül felhasználhatók. A találmány további tárgyát a részletes leírásban ismertetjük. Azt találtuk, hogy egy vízben lényegében oldhatatlan anyag a következő eljárási lépésekkel zárható porózus héjú mikrokapszulába: a) a fenti anyagból és egy olyan karbamid-formaldehid prepolimerből, amelynek metilol-csoportjai 50-98%-ban 4-10 szénatomos alkohollal éterezettek, szerves oldatot készítünk, b) a kapott szerves oldat, valamint egy vizet és felületaktív anyagot tartalmazó vizes oldat felhasználásával a szerves oldat különálló cseppjeit a vizes oldatban diszpergáltan tartalmazó emulziót készítünk, és c) az emulzióban valamely savas kémhatású szer hozzáadásával a fenti karbamid-formaldehid prepolimer in situ autokondenzációját megindítjuk, és az emulzió pH-ját mindaddig 0 és 4 közötti értéken tartjuk, míg a gyanta prepolimer in situ kondenzációja teljesen végbemegy, és miközben a szerves oldat folyékony cseppecskéi szilárd, permeábilis polimerhéjú, és a kérdéses folyékony anyagot tartalmazó kapszulává alakulnak, és d) az emulziót közelítőleg 20 és 100 °C közötti hőmérsékletűre melegítjük, hogy az in situ képződött polimer kikeményedjen. A fenti eljárással készült mikro kapszulából a kapszulázott folyadék a kapszulahéjon át lassú diffúzió útjánjut a környező közegbe. A jelen találmányba mind a fent leírt eljárást, mind az azzal előállított mikrokapszulát beleértjük. A találmány az előállítani kívánt termékből és gazdaságossági tényezőktől függően az anyagok tetszés szerinti variációira egyszerűen adaptálható. Mint a most következő ismertetés mutatja, az eljárásnak mind a nélkülözhetetlenül szükséges, mind az egyéb paraméterei tág határok között változhatnak. A. Folyékony töltet Az eljárás nélkülözhetetlenül szükséges jellemzője, hogy a kapszulába zárt szerves folyadék (töltőfolyadék) gyakorlatilag vízben oldhatatlan legyen. Célszerű, ha a töltőfolyadék vízoldhatósága a környezet hőmérsékletén és nyomásán közelítőleg 5000 ppm, vagy ez alatti súlyérték. A „szerves oldat” tartalmazhat egyetlen folyékony anyagot, vagy az lehet valamely iners oldószerben oldott egy vagy több aktív, folyékony vagy szilárd anyag is, amelyek legfeljebb gyengén oldódhatnak vízben. Az utóbbi esetben az oldott folyékony vagy szilárd anyagnak a szerves fázisában kell lennie akkor, amikor a két fázis egymással egyensúlyban van. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
