DE2160852A1 - Kapseln - Google Patents
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Description
M 5066
Or.-Ins. HftNS RUSCHKE
Dip!.-!r.«5.:.':"'-N2 A-3ULAR
Dip!.-!r.«5.:.':"'-N2 A-3ULAR
Minnesota Mining and Manufacturing Company,
Saint Paul, Minnesota 55101, V.St.A.
Saint Paul, Minnesota 55101, V.St.A.
Kapseln
Die Erfindung betrifft verbesserte Kapseln.
Eine grosse Vielfalt von Materialien, zu denen Klebstoffe, Farbstoffe,
Lösungen zum Reinigen, Nahrungsmittel, Schmiermittel,
Schädlingsbekämpfungsmittel usw. gehören, werden in relativ
kleinen Kapseln abgepackt und können dann zu einem späteren Zeitpunkt durch Zerbrechen der Kapselhüllenwand freigegeben werden. Derartige Kapseln weisen im allgemeinen ein Hüllenmaterial auf, das einen zentralen Kern aus flüssigem Material umgibt und einschliesst und im allgemeinen durch Wärme, Druck und/oder Auflösung zerbrochen oder zerstört wird, wenn der Kapselinhalt freigegeben werden soll.
Schädlingsbekämpfungsmittel usw. gehören, werden in relativ
kleinen Kapseln abgepackt und können dann zu einem späteren Zeitpunkt durch Zerbrechen der Kapselhüllenwand freigegeben werden. Derartige Kapseln weisen im allgemeinen ein Hüllenmaterial auf, das einen zentralen Kern aus flüssigem Material umgibt und einschliesst und im allgemeinen durch Wärme, Druck und/oder Auflösung zerbrochen oder zerstört wird, wenn der Kapselinhalt freigegeben werden soll.
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Verschiedene Techniken zur Herstellung solcher Kapseln sind bekannt,
und eine übliche Verfahrensweise besteht darin, dass man konzentrische Röhren oder aus zwei Flüssigkeiten bestehende
Säulen aus Hüllenmaterial und von diesem umgebenem flüssigem Füllstoff bildet, die Säule unterbricht oder sich zerteilen
und unter Ausbildung kugelförmiger Kapseln verfestigen lässt (vgl. z.B. DAS 1 007 471, Van Erven Dorens u.a., bekanntgemacht
am 2. Mai 1957 und USA-Patentschrift 3 423 489, Arens u.a.,
Patenterteilung am 21. Januar 1969). Nach der vorstehend genannten USA-Patentschrift 3 423 489 sollen beste Ergebnisse dadurch er-"
halten werden, dass der Füllstoffflüssigkeit ein Netzmittel einverleibt
wird. Die erhaltenen Kapseln weisen, obwohl sie für einige wirtschaftliche Zwecke geeignet sind, häufig eine ungenügende
Hüllenfestigkeit und eine ungenügende Gleichmässigkeit auf. Ausserdem stellen die Kapselhüllen bei einigen Flüssigkeiten
keine angemessene Sperrschicht für den Dampf dar. Ferner ist es nicht einfach möglich gewesen, Alkohollösungen in Wachshüllen
sowie auch nicht organische Lösungen in Hüllen, wie aus Zuckerarten, Gelatine, wasserlöslichem Material oder Polymerisaten,
wie z.B. Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose und anderen natürlichen oder synthetischen Kautschuken, wirksam zu verkapseln.
) Die Erfindung stellt, kurz gesagt, Kapseln zur Verfügung, bei
denen die Hüllen eine verbesserte Festigkeit und Gleiehmässigkeit aufweisen. Die Widerstandsfähigkeit der Hülle gegen einen
Durchgang von Füllstoffdämpfen ist erhöht, d.h. der Füllstoff
kann weniger leicht durch ein Verdampfen durch die Hülle verloren gehen. Nach der Erfindung ist es möglich, Alkohollösungen (z.B.
Lösungen von niederem Alkanol) in Wachshüllen, organische Lösungen
in Hüllen, wie z.B. aus Zuckerarten, Gelatine, wasserlöslichem Material oder Polymerisaten, wie z.B. Hydroxypropylcellulose,
Methylcellulose und anderen natürlichen oder synthetischen Kautschuken zu verkapseln.
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Gemäss der Erfindung enthalten die Kapseln einen zentralen Kern
aus flüssigem Füllstoff, der von einer äusseren Hülle umgeben und in dieser eingeschlossen ist, wobei diese Hülle wenigstens
ein Netzmittel enthält, das in dem Material löslich ist, aus dem die Kapselhülle gebildet worden ist.
Die Zeichnung erläutert graphisch die verbesserte Halbzeit (die Zeit, in der die Hälfte des Füllstoffs durch die Hülle verdampft),
die durch Einverleiben von Netzmittel in defy Hülle erreicht wird.
In der Zeichnung ist der prozentuale Kapselfüllstoffgehalt (A)
gegen die Zeit (Bj in Form eines Diagrammes aufgetragen. Die mit A bezeichnete Achse gibt die Prozente Füllstoff an, die in
der Hülle nach Beginn des in den Beispielen 1 bis 12 beschriebenen Halbzeitbestimmungstests verblieben sind. Die Achse B ist
die Zeit in Tagen, die während des Tests verstreicht. Die untere Linie (die mit N bezeichnete Kurve) gibt die Prozente Füllstoff
an, die bei verschiedenen Zeitintervallen in einer Kapselhülle ohne Netzmittel verblieben sind und entspricht dem nachfolgenden
Beispiel 1. Die mittlere Linie (die mit FC bezeichnete Kurve) gibt die Prozente Füllstoff an, die bei verschiedenen Zeitiitervallen
in einer Kapselhülle verblieben sind, die 0,1 Gew.-%
eines fluorkohlenstoffhaltigen Netzmittels enthält, und entspricht dem nachfolgenden Beispiel 2. Die obere Linie (die mit
FC + HC bezeichnete Kurve) gibt die Prozente Füllstoff an, die bei verschiedenen Zeitintervallen in einer Kapselhülle vediieben
sind, die 0,1 Gew.-# Sorbitansesquioleatnetzmittel und 0,1 Gew.-%
fluorkohlenstoffhaltiges Netzmittel enthält und entspricht dem nachfolgenden Beispiel 6. unter " fluorkohlenstoffhaltig" ist zu
verstehen, dass ein Teil der Netzmittelverbindung fluoriert ist, beispielsweise ist ein fluorierter aliphatischer Rest der fluorierte
Teil.
Die Kapselhüllen können Stoffe, wie Kohlenwasserstoffwachse, Kohlenwasserstoffpolymerisate, Gelatinearten, Zuckerarten, wasserlösliche
Polymerisate, wie z.B. Hydroxypröpylcellulose, Methylcellulose und andere natürliche oder synthetische Kautschuke
usw., enthalten. Durch Einverleiben einer kleinen Menge wenigstens
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eines löslichen Netzmittels (wie es hier definiert ist) in das Hüllenmaterial wird die Lager-, Aufbewahrungs- oder Halbzeit
(die Zeit, in der die Hälfte des Füllstoffs durch die Hülle verdampft) wesentlich erhöht. Praktisch wird die Zeit, in der die
Hälfte des Füllstoffs durch die Hülle verdampft, nahezu verdoppelt .
Netzmittel, die gemäss der Erfindung zu verbesserten Kapseln der
Erfindung führen können, sind solche, die (1) in dem verwendeten Hüllenmaterial löslich sind (wie es nachfolgend definiert ist),
(2) die im Gleichgewichtszustand vorhandene Oberflächenspannung zwischen der Luft und dem flüssigen Hüllenmaterial um wenigstens
2 dyn/cm verringern, (3) die Fähigkeit des Hüllenmaterials,
den Füllstoff zu benetzen, verbessern und (4) einen Siedepunkt haben, der über der Temperatur liegt, die von dem Hüllenmaterial
während des Verkapseins erreicht wird.
Ein Netzmittel wird als "löslich" in dem Hüllenmaterial angesehen,
wenn es in einem flüssigen Hüllenmaterial mit einer Viskosität von etwa 2 bis etwa 2000 cP bei einer Konzentration von etwa
0,001 bis 10 Gew.-^ hSnogen verteilbar ist.
Netzmittel, die, wie gefunden worden ist, die Fähigkeit des
Hüllenmaterials, den Füllstoff zu benetzen, verbessern und zu verbesserten Kapseln führen, sind solche, die, wenn sie homogen
in einem Tropfen des flüssigen Hüllenmaterials bei etwa 10 bis
ο °
200 C über ihrem Schmelz- oder Erstarrungspunkt verteilt sind,
bewirken, dass der Tropfen sich schnell auf dem Füllstoff bei Raumtemperatur ausbreitet und sich anschliessend nicht zusammenze^Jit.
Netzmittel, die bewirken, dass sisch der Tropfen aus dem flüssigen Hüllenmaterial zu schnell ausbreitet und dann langsam
zusammenzieht, haben eine Wirksamkeit, die unter der optimalen liegt. Netzmittel, die bewirken, dass sich der Tropfen aus
dem flüssigen Hüllenmaterial zu langsam ausbreitet, aber nicht zusammenzieht, haben eine Wirksamkeit, die beträchtlich unter
der optimalen liegt. Netzmittel, die bewirken, dass sich der Tropfen aus dem flüssigen Hüllenmaterial ausbreitet und schnell
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zusammenzieht, oder aber kein Ausbreiten wirken, sind, wie festgestellt
worden ist, nicht wirksam.
Netzmittel, die die Bildung der verbesserten Kapseln der Erfindung
bewirken, können kationisch, anionisch oder nichtionisch
sein, wie nachfolgend erläutert wird. Eine geeignete Klasse von Netzmittelverbindungen zeichnet sich durch die Anwesenheit von fluorierten (d.h. fluorhaltigen) Substituenten aus, wie z.B.
sein, wie nachfolgend erläutert wird. Eine geeignete Klasse von Netzmittelverbindungen zeichnet sich durch die Anwesenheit von fluorierten (d.h. fluorhaltigen) Substituenten aus, wie z.B.
OH Ä OH
IM Θ Θ Ν Ι Θ Θ
CN(CH)N(H)I CPCN (^N( J2I und
C2H5
(C2H5)
worin η eine ganze Zahl von 2 bis einschliesslich 8 ist. Eine
andere geeignete Klasse sind die Silicone, wie z.B. Siloxan-Oxyalkylen-Mischpolymerisate
und Dirnethylsiliconpolyml'isate. Zu
weiteren Beispielen für geeignete nlchtfluorierte Netzmittel
gehören Natriumdioctylsulfosuccinat, Natriumaarboxymethy!cellulose, Sorbitansesquioleat, Polyoxyäthylenpolyolfettsäureester und Interpolymerisate von Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid. Gemi- , sehe von mehreren miteinander verträglichen Netzmitteln können
ebenfalls verwendet werden.
weiteren Beispielen für geeignete nlchtfluorierte Netzmittel
gehören Natriumdioctylsulfosuccinat, Natriumaarboxymethy!cellulose, Sorbitansesquioleat, Polyoxyäthylenpolyolfettsäureester und Interpolymerisate von Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid. Gemi- , sehe von mehreren miteinander verträglichen Netzmitteln können
ebenfalls verwendet werden.
Die verbesserten Kapseln der Erfindung werden durch Vermischen
von wenigetens einem löslichen Netzmittel (wie es hier definiert ist) mit dem flüssigen Hüllenmaerial und nachfolgendes Ausbilden einer aus zwei Flüssigkeiten bestehenden Säule, die eine äussere Schicht aus dem flüssigen Hüllenmaterial und einen Kern aus dem flüalgen Füllstoff enthält, und anschliessendes \ä?anlassen, dass sich die Säule in Tröpfchen zerteilt, bei denen sich das Hüllen-
von wenigetens einem löslichen Netzmittel (wie es hier definiert ist) mit dem flüssigen Hüllenmaerial und nachfolgendes Ausbilden einer aus zwei Flüssigkeiten bestehenden Säule, die eine äussere Schicht aus dem flüssigen Hüllenmaterial und einen Kern aus dem flüalgen Füllstoff enthält, und anschliessendes \ä?anlassen, dass sich die Säule in Tröpfchen zerteilt, bei denen sich das Hüllen-
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material zu einer Form von kugelförmigen Kapseln verfestigt, in denen der Füllstoff enthalten ist, hergestellt. Dadurch wird das
Verkapseln von Alkoholen in Wachshüllen, von organischen Lösungen in Zuckerarten, Gelatine, wasserlöslichem Material und Polymerisaten,
wie z.B. Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose und anderen natürlichen und synthetischen Kautschuken, möglich. In
den Fällen, in denen es möglich gewesen ist, Kapseln herzustellen, erhöht der Gehalt an einem löslichen Netzmittel in dem Hüllenmaterial
im allgemeinen die Ausbeute an geeigneten Kapseln um etwa 50 bis 100 % und verlängert die Aufbewahrungs- und Lagerdauer
oder die Halbzeit der Kapseln (wie es in den Beispielen 1 bis 12 definiert ist) um etwa 25 bis 100 %, führt ferner dieser
Gehalt an einem löslichen Netzmittel in dem Hüllenmaterial zu einer einheitlicheren Grössenverteilung, zu einer grösseren
Geschwindigkeit, mit der die Kapseln gebildet werden können, und zu Hüllen mit verbesserter Festigkeit und Gleichmässigkeit. Der
Durchmesser der hergestellten Kapseln liegt in der Grössenordnung von 10 bis 4000 /Um.
Die bei Durchführung der Erfindung erhaltenen verbesserten Kapseln
als
sind solche in keiner Weise vorherzusehen gewesen und stehen im Gegensatz zum Stand der Technik, weil Netzmittel bisher in dem Füllstoff enthalten gewesen waren, um eine optimale Kapselausbeute zu erzielen. Die Durchführung der Erfindung unter Verwendung von Netzmittel in dem Hüllenmaterial führt jedoch überraschenderweise zu aussergewöhnlichen Ergebnissen hinsichtlich der Kapselausbeute, der Lagerdauer, der Grössengleichmassigkeit, der Festigkeit und einer erhöhten Produktionsgeschwindigkeit.
sind solche in keiner Weise vorherzusehen gewesen und stehen im Gegensatz zum Stand der Technik, weil Netzmittel bisher in dem Füllstoff enthalten gewesen waren, um eine optimale Kapselausbeute zu erzielen. Die Durchführung der Erfindung unter Verwendung von Netzmittel in dem Hüllenmaterial führt jedoch überraschenderweise zu aussergewöhnlichen Ergebnissen hinsichtlich der Kapselausbeute, der Lagerdauer, der Grössengleichmassigkeit, der Festigkeit und einer erhöhten Produktionsgeschwindigkeit.
Das Vermischen des Netzmittels mit dem Hüllenmaterial wird beispielsweise
durch Schmelzen des Hüllenmaterials und nachfolgendes Mischen mit der gewünschten Menge Netzmittel vorgenommen. Die
zur Erreichung der Ziele der Erfindung wirksamen Mengen hängen von dem verwendeten besonderen Netzmittel ab. Es ist gefunden
worden, dass z.B. eine wirksame Menge fluorhaltiges Netzmittel etwa 0,01 bis 1 Gew.-Teil je 100 Teile Kapselhüllenmaterial
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entspricht. Eine wirksame Menge Siliconnetzmittel machte wie gefunden
worden ist, etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-Teil je 100 Gew.-Teile des Hüllenmaterials aus.
Eine wirksame Menge nichtfluoriertes Netzmittel macht, wie gefunden
worden ist, etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-Teil je 100 Gew.-Teile Hüllenmaterial aus.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen weiter erläutert
und verdeutlicht, ohne dieErfindung dadurch zu begrenzen. In den Beispielen beziehen sich alle Teile und Prozentangaben
auf das Gewicht, falls es nicht anders angegeben ist.
Beispiel 1-12
die
Diese Beispiele erläutern die erhöhte Kapselausbeute und/verlängerte
Halbzeit, die bei Durchführung der Erfindung erzielt werden, und erläutern ferner die Verwendung einer Vielzahl von Netzmittel
in einem Hüllenmaterial aus einem Kohlenwasserstoffwachs.
Die Halbzeit wurde bestimmt, indem die zuvor gewogenen Kapseln in einen offenen Behälter eingebracht wurden und die Kapseln in
bestimmten Zeitabständen erneut gewogen wurden, um den Füllstoffverlustanteil
zu ermitteln. Nachdem mehrere Wägungen gemacht worden sind, wurde ein Diagramm aufgetragen und die Zeit bestimmt,
in der die Hälfte des Füllstoffs verdampft. Im allgemeinen erhöht sich bei Durchführung der Erfindung die Kapselhalbzeit um etwa
25 bis 100 %,
Eine Vorrichtung zur Bildung der Kapselhüllen, wie sie in der Figur 1 der USA-Patentschrift 3 423 489 beschrieben ist, wurde
zur Herstellung der Kapseln benutzt. Der Füllstoff enthielt 69,98 Gew.-% Isopropylalkohol, J0,00 Gew.-% Wasser, 0,02 Gew.-%
Carboxyvinylpolymerisat (unter der Handelsbezeichnung "Carbopol
941" von B.F. Goodrich Company im Handel erhältlich) und 1 Tropfen 1 η Natronlauge je 3,8 Liter. Das Hüllenmaterial enthielt 5,0
Gew.-^ Äthylen-Isobutylacrylat-Mischpolymerisat hohen Molekular-
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gewichts (unter der Handelsbezeichnung "Zetafax lj57O" von Dow
Chemical Company im Handel erhältlich), 0,1 Gew.-% Antioxidans
aus butyliertem Hydroxytoluol (unter der Handelsbezeichnung "Tenox BHT" von Eastman Chemical Products, Inc. im Handel erhältlich),
94·,9 minus X Gew.-% Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt
von etwa 60° C und X Gew.-% Netzmittel,'wie Inder Tabelle I angegeben
ist.
Die Vorrichtung wurde unter den folgenden Betriebsbedingungen benutzt: Die Temperatur des Hüllenmaterials beiftg 110 bis 1500C,
die Temperatur des Füllstoffs betrug 2j5° C, und die Düsenöffnung
hatte einen Durchmesser von 0,61 mm. Das Füllstoffvolumen der erhaltenen Kapsel war 69 %, und die Produktionsgeschwindigkeit
betrug 5*2 kg Kapseln je Stunde.
Die prozentuale Ausbeute an guten Kapseln, die prozentuale Erhöhung
der prozentualen Ausbeute, die Halbzeit in Jahren und die prozentuale Erhöhung der Halbzeit wurden für jedes Beispiel bestimmt,
und die erzielten Ergebnisse werden in der Tabelle I angegeben.
Die prozentuale Ausbeute wurde durch Wiegen der gesamten erzeugten
Kapseln und des angefallenen Abfalls ermittelt, wobei der Füllstoff von beschädigten oder zerbrochenen Kapseln durch Lösungsmittelextraktion
oder Verdampfen entfernt wurde und die leeren Kapseln und der Abfall von den guten Kapseln durch Flotation
in einer Flüssigkeit geeigneter Dichte abgetrennt wurden. Die prozentuale Ausbeute entspricht dem Gewicht der guten Kapseln,
dividiert durch das Gesamtgewicht aller Kapseln und des Abfalls mal 100.
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Beispiel Netzmittel Ausbeute $ Erhöhung Halb- $ ErProzent bei prozen- zeit höhung
tualer Aus- (Jahre) der beute Halbzeit
1 | 2 | (Kontrolle) keines | 69 | 89 | 94 | - | - | o,4o | — |
CH0CH, I ' |
0,1$ Sorbitansesquioleat 93 | 93 | |||||||
3 | I 0,1* CgP17SO2N(I-PrO)n: |
H 84 | 0,1$ Netzmittel von Beispiel 2 |
91 | 21 | ,8 | 0,60 | 50 | |
4 | (i-Pr = Isopropylen, η = 2 to 8 |
0,1$ Netzmittel von Beispfel 2 0,1$ Netzmittel von Beispiel 4 |
83 | ||||||
5 | 0,1$ Organosilicon | Polyoxyäthylenpolyol- fettsäureester |
29 | 0,54 | 35 | ||||
6 | 0,1$ Netzmittel von Beispiel 2 0,1$ Netzmittel von Beispiel 3 0 Il .-. |
90 | 34, | ,8 | 0,54 | 35 | |||
7 | 0,1$ C7P17C-NH-C3H6N Me | 86 | 36. | ,2 | o,55. | 37,4 | |||
8 | (Me = Methyl) | 91 | 34. | ,8 | 0,69 | 72,6 | |||
9 | 0,1$ Organosilicon | 93 | 31, | ,9 | 0,59 | 47,5 | |||
0,1$ Organosilicon | 20, | ,3 | 0,66 | 65 | |||||
10 | 0,1$ Netzmittel von Beispiel 2 0,1$ Netzmittel von Beispiel 11 |
||||||||
11 | 30, | 4 | 0,60 | 50 | |||||
12 | 24, | 6 | 9,35 | -12,5 | |||||
31, | 9 | 0,46 | 15 | ||||||
34, | 8 | —._ |
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Alle nichtfluorierten Netzmittel, die in der vorstehenden Tabelle aufgeführt sind, sind im Handel erhältlich. Die Organosilicone
der Beispiele 3, 10 und 11 sind unter den Handelsbezeichnungen
"L-77"* "L-76" bzw.. "L-75M von Union Carbide Corp., Silicones
Div., im Handel erhältlich. Sorbitansesquioleat (Beispiele k und
6) ist unter der Handelsbezeichnung "Aracel C" von Atlas Chemical Co. im Handel erhältich· Der in dem Beispiel 7 benutzte Polyoxyäthylenpolyolfettsäureester
ist unter der Handelsbezeichnung "Arlatone T" von Atlas Chemical Co. im Handel erhältich.
Dieses Beispiel erläutert die Verwendung von mikroki\jstallinem
Wachs als Kapselhülle.
Der gleiche Füllstoff, der in den Beispielen 1 bis 12 benutzt wurde, wurde in einer Hülle verkapselt, die 94,8 Gew.-% mikrokristallines
Wachs mit einem Schmelzpunkt vonetwa 80,5° C, 5,0 Gew.~% von dem in dem Beispiel 1 benutzten Äthylenmischpoly
merisat hohen Molekulargewichts, 0,1 Gew.-^ Antioxidans aus
butyliertem Hydroxytoluol und 0,1 Gew.-% Netzmittel enthielt,
das ein Gemisch von
CgH S02N-t -CH-CH2O)nH
enthielt, worin η = 2 bis 8 ist.
Die Vorrichtung wurde unter den folgenden Betriebsbedingungen benutzt: Die Temperatur des Hüllenmaterials betrug 170 C,
die Temperatur des Füllstoffs betrug 23° C, und die Düsenöffnung
hatte einen Durchmesser von 0,61 mm. Es wurde festgestellt, dass das Füllstoffvolumen der erhaltenen Kapseln 72 % betrug.
Durch Verwendung des Netzmittels erhöhte sich die Produktionsgeschwindigkeit
von 8,1 auf 9*5 kg/h, was eine 15 #ige Steigerung
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- 11 - M 3066
bedeutet; die prozentuale Ausbeute erhöhte sich von 80 auf 81 %,
und die Halbzeit stieg von 0,33 auf 0,42 Jahre an.
Dieses Beispiel erläutert die Verwendung eines fluorierten Netzmittels
und eines Äthanol-Wasser-Füllstoffs.
Das in dem Beispiel verwendete Hüllenmaterial wurde zum Verkapseln
eines Füllstoffs benutzt, der 56,98 Gew.-^ destilliertes
Wasser, 43 Gew.-% Äthanol und 0,02 Gew.-^ eines die Viskosität
regulierenden Mittels aus einem Carboxyviny!polymerisat (unter
der Handelsbezeichnung "Carbopol 94l" von B.F. Goodrich Company
im Handel erhältlich) enthielt. Die Grosse der Düsenspitze betrug 0,61 mm, die Länge, des Strahls betrug 1,77 om, und das
Hüllenmaterial hatte eine Temperatur von I60 C. Es wurde festgestellt,
dass der Füllstoff Jl % des gesamten Kapselvolumenr ausmachte. Die Kapselausbeute betrug 62 %f und dieHalbzeit war
etwa 0,3 Jahre.
Dieses Beispiel wurde mit einem Geklt von 0,1 % Netzmittel in
dem Hüllenmaterial wiederholt, und zwar enthielt das Netzmittel ein Gemisch von
CoF1„SOoN-f-CH-CHoO) H
ο 17 2 N ι 2 'n
CH3
worin η 2 bis 8 jst. Die experimentellen Bedingungen und der Füllstoff
waren die gleichen. Die Ausbeute an einwandfreien Kapseln erhöhte sich von 62 % auf etwa 9I % (eine Steigerung von etwa 50$),
und die Halbzeit erhöhte sich von etwa 0,3 Jahren auf 0,77 Jahre (eine Steigerung von etwa I57 %).
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- 12 - M 3066
Dieses Beispiel erläutert den Effekt de.r Verwendung von Netzmittel
in einem Bienenwachsmaterial.
Die in dem Beispiel 1 beschriebene Vorrichtung zur Bildung von Kapseln wurde zum Verkapseln von 98,5 Gew.-^ destilliertem Wasser
und 1,5 Gew.-^ eines Interpolymerisate aus Methylvinyläther
und Maleinsäureanhydrid (unter der Handelsbezeichnung "Gantrez AN-169" von General Aniline and Film Company im Handel erhält- .
lieh) benutzt. Die Hülle enthielt 100 % sonnengebleichtes weisses
P Bienenwachs. Die Betriebsbedingungen waren wie folgt: Die Düsenstrahllänge betrug 7,62 cm, das Hüllenmaterial hatte eine Temperatur
von lj50° C, und der Durchmesser der Düsenspitze betrug
0,61 mm. Der Füllstoff machte 68 % des Volumens von der gesamten
Kapsel aus, und die Ausbeute an guten Kapseln betrug 67 %·
Dieses Beispiel wurde unter den gleichen Bedingungen und unter Verwendung der gleichen Materialien, jedoch mit 0,1 Gew.-% Netzmittel
in dem Hüllenmaterial, wiederholt. Das Netzmittel enthielt ein Gemisch von
C8F17SO2N-^-C
CgF17Sp2N-^-CH-CH2O)nH
worin η 2 bis 8 ist. Die prozentuale Ausbeute betrug 78 %, was
eine erhebliche Steigerung gegenüber den 67 %, die ohne Verwendung
von Netzmittel erzielt wurden, bedeutet.
Dieses Beispiel erläutert Kapseln, die unter Verwendung von Netzmittel
in dem Hüllenmaterial hergestellt wurden und ohne Verwendung von Netzmittel nicht gebildet werden konnten.
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Ein Chlor fluorkohlens toff wachs (unter der Handelsbezeichnung "KEL-P 200" von Minnesota Mining and Manufacturing Company im
Handel erhältlich) wurde als Hüllenmaterial bei einem Versuch, einen Füllstoff zu. verkapseln, der 70 Gew.-^ Isopropylalkohol
und 30 Gew.~>% Wasser enthielt, und zwar mit der in dem Beispiel 1
beschriebenen Vorrichtung, verwendet. Die Temperatur des Hüllenmaterials betrug l40° C und wurde im Laufe des Versuchs langsam
auf l80° C erhöht, und zwar ohne wesentliche Wirkung auf die Kapselqualität ο Eine sehr kleine Anzahl Kapseln wurde gebildet,
und die meisten dieser Kapseln bestanden aus Gruppen von Kapseln, die aneinander hafteten. Alle Kapseln waren gesprungen und/oder
enthielten Löcher in der Hülle, und keine Kapsel war für eine Verwendung geeignet.
Anschliessend wurde dem Hüllenmaterial 0,5 Gew.-% des in dem
Beispiel 15 verwendeten fluorierten Netzmittels einverleibt, und die Kapseln wurden erneut unter Anwendung einer Hüllentemperatur
von 170° C hergestellt. Ausgezeichnete Kapseln wurden erhalten, bei denen der Füllstoff annähernd 88 % des Kapselvolumens
ausmachte. Die Kapselhülle war stark und fest und enthielt weder kleine Löcher noch Risse.
Dieses Beispiel erläutert die Verwendung von Siliconnetzmittel in einem Gelatinehüllenmaterial.
Die in dem Beispiel 1 beschriebene Vorrichtung wurde bei einem Versuch, 90 % Leichtmineralöl und 10 % Orangengeschmackskonzentrat
(unter der Handelsbezeichnung "Orange Flavor Nr. I00766062" von Fritzsche Bros. Company im Handel erhältlich) in einer Hülle
zu verkapseln, benutzt, die 15,23 Gew.-% Gelatine (unter der
Handelsbezeichnung "C.L.-EX-IH3" von P. Liener & Sons Company
im Handel erhältlich), 84,00 Gew.-^ destilliertes Wasser, 0,73
Gew.-% Äthanol, 0,01 Gew.-% Thymol und 0,03 Gew.-^ Nahrungsmittelfarbstoff
("Atlas Red Nr. 2") enthielt. Die Temperatur des Füllstoffs wurde bei -10° C und die Temperatur der Hülle bei 30° C
20Ö827/06U
- 14- M 3066
gehalten, und es wurde eine Düsenspitze von O,6j5 ram benutzt. Die
aus zwei Flüssigkeiten bestehende Säule aus Hüllenmaterial und Füllstoff bildete keine Tropfen und führte nicht zu Kapseln.
Dieses Beispiel wurde mit 0,01 Gew.-% Siliconnetzmittel (unter
der Handelsbezeichnung "L-7711 von Union Carbide Corporation im
Handel erhältlich) in dem Hüllenmaterial wiederholt. Es wurden ausgezeichnete Kapseln mit gleichmässig dicken Hüllen mit einer
Ausbeute von etwa 95 % erhalten.
Dieses Beispiel erläutert die Verwendung von organischen Netzmitteln
in Hüllen aus Hydroxypropylmethylcellulose zur Verkapselung
von Mineralöl.
Die in dem Beispiel 1 beschriebene Verkapselungsvorrichtung wurde
bei einem Versuch benutzt, 100 % LeichtmineralSl in einer Hülle bei 90° C zu verkapseln, die eine Dispersion von 15 % Hydroxypropylmethylcellulose
(unter der Handelsbezeichnung "Methocel 6OHG4OOO" von Dow Chemical Company im Handel erhältlich) in
destilliertem Wasser enthielt. Die Temperatur des Füllstoffs wurde bei 24° C gehalten, die Temperatur des Kapselmaterials
betrug 90° C, und es wurde eine Düsenspitze mit einer Grosse von 0,65 mm benutzt. Die aus zwei Flüssigkeiten bestehende Säule
stülpte sich aus, und das Mineralöl neigte dazu, sich auf festen Kügelchen aus Hüllenmaterial als Schicht abzuscheiden. Brauchbare
Kapseln wutrden nicht erhalten.
Dieser Versuch wurde wiederholt, und zwar mit 0,5 Gew.-^ Natriumdioctylsulfosuccinat
in dem Hüllenmaterial, wobei ausgezeichnete Kapseln mit einer Ausbeute von etwa 95 % erhalten wurden.
Dieses Beispiel erläutert Versuche, Aromaöle in Kohlehydrathüllen
209827/U6U
- 15 - M 3066
zu verkapseln. Die in dem Beispiel 1 beschriebene Verkapselungsvorrichtung
wurde bei einem Versuch benutzt, 100 % Zitronellenaromaöl
(unter der Handelsbezeichnung "NORDA EP1120" von Norda Company im Handel erhältlich) in einer Hülle zu verkapseln, die
80 % Mannit und 20 % Sorbit enthielt. Die Temperatur des Füllstoffs
wurde bei 24° C und die TempeAur des Hüllenmaterials
bei l80° C gehalten, und eine 0,325 mm-Düsenspitze wurde benutzt.
Es wurden keine Kapseln gebildet.
Dieser Versuch wurde wiederholt, und zwar mit 2,0 Gew.-% Natriumdioctylsulfosuccinat
in dem Hüllenmaterial. Ausgezeichnete klare Kapseln wurden mit einer Ausbeute von etwa 90 % erhalten.
Die in dem Beispiel 1 beschriebene Verkapselungsvorrichtung wurde zur Verkapselung eines Füllstoffs benutzt, der 20 Gew.-% Orangenöl
und 80 % Leichtmineralöl enthielt, in einer wässrigen Dispersion
von Hydroxypropylcellulose (unter der Handelsbezeichnung "Klucel G" von Hercules Incorporated im Handel erhältlich), die
2,0 % Natriumdioctylsulfosuccinat enthielt, als Hüllenmaterial.
Das Hüllenmaterial wurde während des Verkapseins bei 90 C gehalten.
Ausgezeichnete Kapseln wurdenerhalten. Ohne Verwendung eines Netzmittels wurden keine Kapseln erhalten.
Die in dem Beispiel 1 beschriebene Verkapselungsvorrichtung wurde zur Verkapselung des in dem Beispiel 20 genannten Füllstoffs in
einem Hüllenmaterial benutzt, das 68 Gew.~% Mannit, 30 Gew.-%
Rohrzuckerraffinade und 2 Gew.-% Natriumalkylarylsulfonat (unter
der Handelsbezeichnung "Santomerse No. 3 Paste" von Monsanto Company, Inorganic Chemical Division, im Handel erhältlich) enthielt.
Ausgezeichnete Kapseln wurden mit 90 #iger Ausbeute erhalten. Ohne Verwendung eines Netzmittels wurden keine Kapseln erhalten.
- Patentansprüche 209827/0644
Claims (11)
- Patentans prücheΓΐJ Kapseln, enthaltend einen zentralen Kern aus flüssigem Füllstoff, der in einer im wesentlichen kugelförmigen äusseren Hülle aus organischem Material eingeschlossen ist, wobei diese Kapseln in an sich bekannter Weise hergestellt worden sind, und zwar unter Abkühlen des genannten organischen Materials von einem flüssi· gen zu einem festen Zustand, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hülle einen wirksamen Anteil von wenigstens einem Netzmittel enthält und dieses Netzmittel mit einer Konzentration bis herauf zu 10 Gew.-% in dem genannten organischen Material, aus dem die Hülle gebildet ist, homogen verteilt worden ist, während sich das genannte organische Material in einem flüssigen Zustand befunden hat.
- 2. Kapseln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzmittelanteil etwa 0,001 bis etwa 10 Gew.-% der äusseren Hülle ausmacht.
- J5. Kapseln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel Pluoratome enthält.
- 4. Kapseln nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel eine Verbindung der FormelnΘ ΘC F1 -(CO)-NH-4-CH2-^N(CH5KlΘ Ο9827/0644- 17 - M 3066ist, worin η eine ganze Zahl von 2 bis einsehliesslioh 8 bedeutet.
- 5. Kapseln naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel nichtfluoriert ist.
- 6. Kapseln nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel ein Siliconpolymerisat ist.
- 7. Kapseln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hülle weniger als 5 Gew.-Teile Netzmittel je 100 Gew.-Teile der äusseren Hülle enthält.
- 8. Kapseln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hülle ein Gemisch von zwei Netzmitteln enthält, von denen das eine Netzmittel eine fluorierte Verbindung und das andere Netzmittel eine nichtfluorierte Verbindung ist.
- 9. Verfahren zur Herstellung von Kapseln, die flüssige Füllstoffe verkapseln, unter Verwendung eines äusseren zylindrischen Stroms eineshüllenbildenden organischen Materials, das sich in einem flüssigen Zustand befindet, zum konzentrischen Umschliessen eines inneren Kernstroms aus flüssigem Füllstoff und Abkühlen des äusseren Stroms aus hüllenbildendem organischem Material zu einem festen Zustand und Ausbildung im wesentlichen kugelförmiger fester Hüllen, von denen jede einen Teil des flüssigen Materials verkapselt, dadurch gekennzeichnet, dass etwa 0,001 bis etwa ' 10 Gew.-% von wenigstens einem Netzmittel in das hüllenbildende organische Material eingemischt wird, während sich dieses organische Material noch in einem flüssigen Zustand befindet und die Kapseln noch nicht gebildet worden sind.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Netzmittel, von denen das eine Netzmittel eine fluorierte \ö?bindung ist, in das hüllenbildende organische Material eingemischt werden.209827/0644- 18 - M 3066
- 11. Verwendung eines an sich bekannten Netzmittels zur Verbesserung der Fähigkeit einer Kapselhülle, ihren flüssigen Inhalt zurückzubehalten.Dr.Ve./Br.209827/0644
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