DE3306259A1

DE3306259A1 - Mikrokapseln und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3306259A1
Application number: DE19833306259
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Chem. Dr. DDR 1530 Teltow-Seehof Bartsch; Horst Dipl.-Chem. Dr. Dautzenberg; Karl-Joachim Dipl.-Chem. Dr. Linow; Fritz Dipl.-Chem. Dr. DDR 1530 Teltow Loth; Klaus Dipl.-Chem. Dr. DDR 1017 Berlin Pommerening
Original assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Current assignee: DAUTZENBERG HORST DR 14513 TELTOW DE
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1984-08-23
Anticipated expiration: 2003-02-24
Also published as: GB2135954B; DD160393A3; CH659591A5; DE3306259C2; GB2135954A; GB8305439D0

Description

Mikrokapseln und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft Mikrokapseln mit semipermeabler bzw. permeabler Kapselwand und fluessigem Kern und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Mach diesem Verfahren lassen sich empfindliche Substanzen unter physiologischen Bedingungen kapseln. Die hierbei erhaltenen Produkte koennen z. B. fuer Trenn— und Stoffwandlungsprozesse in der praeparativen und analytischen Chemie und Biochemie, der Pharmazie und Medizin sowie der Land— und Uahrungsgueterwirtschaft eingesetzt werden. ;
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Mikrokapseln mit semipermeabler bzw. permeabler Kapselwand und fluessigem Kern sind in den verschiedensten Ausfuehrungs— formen bekannt (V. D. Solodovnik: Mikrokapselung, Chimija, Moskau, 1980; J. R. Hixon: Microencapsulation. Marcel Dekker Inc. Uew York-Basel, 1976; J. E. Vandegaer: Microencapsulation Processes and Applications. Plenum Press, New York—London, 1974; M. Gulcho: Capsule Technology and Microencapsulation. Noyes Data Corp., Park Ridge, 1972-).

Die verwendeten Polymere oder Polymerkombinationen fuer die Kapselwand weisen jedoch in vielen Paellen Nachteile hinsichtlich ihrer Permeationseigenschaften, ihrer Elastizitaet und mechanischen Stabilitaet, z. B, bei hohem osmotischem Druck innerhalb der Kapsel, auf. Der fluessige Kern besteht meist aus einer oeligen, nicht mit Wasser mischbaren organischen Pluessigkeit, was sich nachteilig auf die Eigenschaften empfindlicher zu kapselnder Substanzen und auf den Stofftransport bei Anwendung der Mikrokapseln in waessrigen Systemen auswirkt.

Zur Herstellung von Mikrokapseln sind zahlreiche mechanischphysikalische und chemische Verfahren bekannt. Das Prinzip der mechanisch—physikalischen Kapselungsverfahren besteht im allgemeinen darin-i dass man das Kernmaterial verduest und im Gasraum mit dem Wandmaterial umhuellt. Dabei kann das Wandmaterial bereits im Kernmaterial geloest sein (Sprühtrocknung) oder nachtraeglich mit den Kernmaterialteilchen oder

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—fcroepfchen in Kontakt gebracht werden (Tauchverfahren, Mehrst off due sen-Verfahren, Wirbelbettschichtung u.ae.). ilachteile dieser Verfahren bestehen vor allem in der Anwendung hoeherer Temperaturen, der Verwendung organischer Loesungsnittel oder der Undurchlaeasigkeit der Kapselhuelle. Die chemischen Verfahren arbeiten meist in fluessiger Phase, wobei die V/andbildung durch Grenzflaechenpolymerisation oder -kondensation oder durch Abscheidung eines vorgegebenen polymeren Wandmaterials erfolgen kann. Die Verwendung von meist aggressiven Monomeren und organischen Loesungsmitteln stellen wesentliche/Nachteile der Kapselungsverfahren durch Grenzflaechenreaktionen dar.

Bei den chemischen Verfahren unter Verwendung eines vorgegebenen polymeren Wandmaterials ist den meisten gemeinsam, dass man das Kernmaterial in der kontinuierlichen Phase emul— giert oder suspendiert und das in der kontinuierlichen Phase geloeste Polymer an der Phasengrenze zwischen Kern mid Kontinum ausfaellt, ζ. B. durch Aenderung des pH-Y/ertes, der Temperatur, Salz— oder Loesungsmittelzusaetze u.a.. Derartige Bedingungen fuehren bei der Kapselung empfindlicher substanzen leicht zu deren Schaedigung.

Ii.1 Palle der sehr haeufig angewandten Komplexkoazervation erfolgt die Ausfaellung des Wandmaterials durch zwei entgegengesetzt geladene Polymere (V/. Sliwka: Angew. Chem. 37 (1975) S, 556-567).

Die Vervrendung nicht mit Wasser mischbarer organischer/Flues— sigkeiten als Kernmaterial und die meist noch notwendige Verfestigung der Kapselwand, wofuer teilweise recht drastische Reaktionsbedingungen erforderich sind, stellen fuer dieses Verfahren die wesentlichsten Nachteile dar. Iiin relativ schonendes Einschlussverfahren besteht i:c der Herstellung von Mischungen aus dem zu kapselnden Material ir.it einer waessrigen Polyelektrolytloesung und Eintragen dieasr Mischung in ein niedermolekulare Ionen enthaltendes 7aellbad. Dabei entstehen infolge lonendiffusioii fornstabile Gebilde mit einem durchgaengigen Gelnetswerk (J. Klein, TJ. ITackel, P. "chara und H, ling: Angew. I.Iakromol. Chem. 7o/77 (1?77) 3. 329-350, DE-AG 19- 17 738).

ORiGINALJNSPECTED

Auch dieses Verfahren fuehrt infolge notwendiger pIL-Aenderun— gen und/oder Anwesenheit mehrwertiger Metallioneii zu einer teilweisen Schaedigung empfindlicher Stoffe. Ausserdem besitzen solche netzwerke keine permeable bzw. semipermeable Kapselwand und keinen fluessigeη Kern. In der DIi-CS 30 12 233 ist ein von solchen Gelteilchen ausgehendes weiterentwickeltes Verfahren zur Immobilisierung empfindlicher biologischer Systeme beschrieben, bei dem die perlfoermig-en Teilchen durch nachtraegliche Behandlung'rät einer geeigneten Polyelektrolytloesung mit einer Polyelektrolytkomplexmembran umgeben werden und das Gel durch Ionenaustausch mit entsprechenden Pufferloesungen wieder verfluessigt wird. Die ^hierbei erhaltenen Mikrokapseln weisen den Nachteil auf, dass* oei der Herstellung und Handhabung gegenueber aeusseren Einfluessen sehr empfindlich sind, da die Kapsel— waende nur eine sehr geringe mechanische Festigkeit besitzen. Das Verfahren schliesst auch den eventuell schaedigen Einfluss von mehrwertigen Metallionen nicht aus. Ausserdem stellt die notwendige w^riederverfluessigung des Gel— kerns durch Ionenaustausch einen zusaetzlichen Singriff in das gesamte System dar.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, « Mikrokapseln mit ver besserten Eigenschaften und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu entwickeln, um neue Moeglichkeiten hinsichtlich der Llikro— kapselung empfindlicher Substanzen und neue Einsatagebiete der erhaltenen Produkte zu erschliessen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Mikrokapseln und ein geeignetes Verfahren zu deren Herstellung zu entwickeln, wobei gleichzeitig die Kapselung empfindlicher Substanzen gewaehrleistet sein muss bzw. angestrebt wird. Die Kapselherstellung soll dabei unter moeglichst schonenden, z. B. physiologischen Bedingungen durchfuehrbar sein und die Kapselwand eine elastische, permeable bzw. semipermeable Membran darstellen, die gegenueber chemischen Einfluessen und meclianlscher.1 Bean—' spruchungen ausreichend stabil sein soll. Das Kapseliiinore roll flue3Sig und keine Schaedigung der zu kapselnden Substanz bewirken.

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Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass man die au kapselnde v/aessrige Loesung eines Polyelektrolyten in Fora vorgebildeter, vorzugsweise kugelfoermiger Teilchen in die v/aessrige Loesung eines entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten oder einer entgegengesetzt geladenen niedermolekularen organischen Verbindung als Faellbad eintraegt. Dabei kann eine zu kapselnde Substanz in der Loesung des als Kemmaterial verwendeten Polyelektrolyten enthalten sein. Durch gegenseitige Ausfaellung der entgegengesetzt geladenen Polyelektrolytkomponenten bzw. des Polyelektrolyts mit der entgegengesetzt geladenen niedermolekularen organischen Verbindung entsteht an der Beruehrungsflaeche beider Loesungen sofort eine aus dem entsprechenden Polyelektrolytkomplex bestehende unloesliche Membran, die die im fluessigen Kernina— terial befindliche zu kapselnde Substanz einschliesst. Bei Anwendung des erfindungsgemaessen Verfahrens stellt diese Iluelle eine fuer geloeste hochmolekulare Verbindungen undurchlaessige, sehr duenne, jedoch mechanisch stabile· Membran dar, die .die als Kernmaterial verwendete Polyelektrolytloesung und die ggf. zu kapselnde Substanz einschliesst. Wesentlich fuer die Ausbildung und die Eigenschaften der gebildeten Membran— huelle sind die Hatur der verwendeten Polyelektrolyte bzw. der niedermolekularen organischen Ionen, die Faellbedingungen, die Konzentrationsverhaeltnisse in der Grenzschicht und die Vis— kositaet der als Kernmaterial verwendeten Loesung. Es wurde gefunden, dass die Kapselwandstaerke in radialer Richtung·'zum Kapselinner-n durch unterschiedliche Verweilzeiten der Poly— elektrolytloesungstroepfchen im Faellbad gesteuert werden kann. Die Kapselungsbedingungen sind bezueglich Temperatur und pH— V/ert der Polyelektrolytloesungen 121 weiten Grenzen variierbar, wobei jedoch zv.v r.ioeglichst schonenden Kapselung empfindlicher Substanzen Temperaturen γόη 237 bis 323 K und pH—Vferte von 5 bis 3 bevorzugt v/erden.

Ala Loesungsmittel fuer die jeweiligen Polyelektrolytlcomponentei: bcv/. die r.iedermolekularen organischen Ionen, kann reines V/asser eingesetzt v/erden.

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Die Verwendung von Puffergemisehen, wie z. B. 0,001 bis 1 M Phosphatpuffer, oder von Loesungen niedermolekuarer Elek— trolyte enaeeglicht darueber hinaus die gezielte Einstellung bestimmter pH-Werte und unterschiedlicher Ionenstaerken. Hinsichtlich der erfindungsgemaess fuer das Kernmaterial zu verwendenden Polyelektrolyte haben sich sulfat— oder carb— ozylatgruppenhaltige Polysaccharide oder Polysaccharidderivate, "wie z. B. Cellulosesulfat, Dextransulfat, Staerkesul— fat, Celluloseacetatsulfat, Carboxymethylcellulosesulfat, Carboxymethylcellulose oder Alginat, in Form ihrer Natrium-Salze, allein oder in Mischung besonders bewaehrt. Geeignet sind jedoch aus carbo:xylat- oder sulfonatgruppenhaltige synthetische Polymere-i die z. B. Poly- oder Copolyacrylate, -maleinate oder Polystyrensulfonat. Die Polyelektrolytkonzentration in der waessrigen Kernmaterialloesung kann in Abhaengigkeit von der Natur des verwendeten Polyelektrolyten und dem Polymerisationsgrad zwischen 0,5 bis 20 Masse—% variiert werden.

Waehrend der Substitutionsgrad der Polysaccharidsulfate bzw. —carboxylate in weiten Grenzen variiert werden kann, z. 3. zwischen 0,3 und 2,5» soll der Polymerisationsgrad nicht zu niedrig sein, da fuer die Stabilitaet der Mikrokapseln im Stadium des Entstehens eine gewisse Mindestviskositaet erforderlich ist. Die Viskositaet der fertigen Kernmaterialmischung sollte vorzugsweise in den Grenzen von 0,1 bis 10 Pa.s eingehalten werden und das 10- bis lOQ-fache der Faellb'adviskositaet betragen. Die Viskositaet der Kernmaterialmischung kann sowohl ueber die Konzentration und den Polymerisationsgrad des verwendeten Polyelektrolyten, aber auch durch Zusatz anderer geeigneter wasserloeslicher Polymere gesteuert werden.

Puer das Paellbad werden erfindungsgemaess waessrige Loesungen von Polykationen mit quartaeren Aminoniumgruppen, wie z. B. Polydimethyldiallylammoniumchlorid und Polyvinylbenzyltri— methylammoniumchlorid, oder von niedermolekularen organischen Kationen, insbesondere Kationtensiden und/oder kationischen Farbstoffen mit einer quartaeren Stickstoffgruppierung verwendet.

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Von den Kationtensiden erwiesen sich quartaere Ammoniumsalze, wie z. B. lauiyldimethylbenzylammoniiimchlorid, Pyridiniumsalze-, wie z. B. Steararaidomethylenpyridiniumchlorid und Imidazoliumsalze, wie z. B, Heptadecylimidazoliumchlorid, als geeignet. Dabei kann der hydrophile langkettige Alkyl- oder Arylalkylrest des Tenside durch Heteroatome oder Heteroatom— gruppen unterbrochen sein, z. B. Diisobutylphenoxyethoxy— ethyldimethylbenzylammoniumchlorid, Dodecylcarbamylmethylbenzyldimethylammoniumchlorid.

Als kationische Farbstoffe koennen beispielsweise Aminotriarylmethanfarbstoffe, Acridinfarbstoffe, Methinfarbstoffe, Thiazinfarbstoffe, Oxazinfarbstoffe oder Azofarbstoffe, eingesetztwerden. Die Konzentration an Polykation, Kationtensid und/oder kationischem Farbstoff im Faellbad soll 0,1 bis 20 Masse—^, vorzugsweise 0,2 bis 10 Masse—£ betragen. Die Durchfuehrung des erfindungsgemaessen Verfahrens ist aeusserst einfach. Zunaechst vermischt man die fuerdas Kern— material vorgesehene waessrige Polyelektrolytloesung bei dem fuer die zu kapselnde Substanz optimalen pH-Wert und einer geeigneten Temperatur mit der zu kapselnden Substanz, die bereits als waessrige Loeeung, Dispersion oder in fester Form vorliegen kann. Die hierbei erhaltene Mischung wird nun durch einfaches Abtropfenlassen aus einer Kapillare oder Abblasen der sich bildenden Troepfchen mit Luft oder einem Inertgas, z. B, unter Verwendung einer konzentrischen Duese, zu kugeligen Teilchen verformt und in das geruehrte oder anderweitig bewegte, gegebenenfalls temperierte und gepufferte Faellbad eingetragen. Die Bildung der Kapselhuelle erfolgt sofort bei gegenseitiger Beruehrung von Kernmaterialtroepfchen und Faell— bad. Aus diesem Grund kann die Abtrennung der gebildeten Mikrokapseln auch bereits unmittelbar nach dem Eintragen vorgenommen werden. Vorteilhafterweise belaesst man die Mikrokapseln jedoch noch 10 s bis 120 min oder auch laenger im Faellbad. Auf diese Weise sind die Dicke der Wandschicht und deren Sigenschaften bei gleichem Material und konstanten Kapselungs— bedingungen auch gut reproduzierbar.
Die Vi'anddicke liegt hierbei in der Groessenordnung von Q_? 1 bis

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50/um. Bei Verwendung von niedermolekularen Gegenionen kann sie jedoch wesentlich groesser sein. Die Groesse der Mikrokapseln kann durch eine entsprechende technische Gestaltung des Verfonnungsprozesses und die Viskositaet der Kernmaterial— loesung in den Grenzen von 50 bis 5000 /un variiert werden. Zur Erzielung gleichmaessiger-i kugelfoermiger Mikrokapseln haelt man zwischen Austrittsoeffnung der Kapillare bzw. Duese und der Faellbadoberflaeche einen Abstand von 5 bis 200 cm, vorzugsweise 10 bis 100 cm ein.

An die eigentliche Mikrokapselung schliesst sich im allgemeinen noch die Abtrennung der gebildeten Mikrokapseln vom Paellbad durch Filtration oder Dekantieren und Abspuelen des ueberschuessigen anhaftenden Paellbades mit Wasser oder Puffer— loesung an.

Zur Verfestigung und zur Herabsetzung der Durchlaessigkeit der Kapselwand kann ausserdem eine Behandlung der Mikrokapseln mit einer verduennten, z. B , 0,01 bis 1i3igen waessrigen Loesung de3 als Kernmaterial verwendeten Polyelektrolyten durchgefuehrt werden, an die sich zweckmaessigerweise eine nochmalige Faell— badbehandlung anschliesst.

Die erfindungsgemaess hergestellten Mikrokapseln sind gegenueber Deformation und erhoehtem osmotischen Druck sehr stabil. Bei zu starker mechanischer Beanspruchung platzen sie allerdings auf und geben den fluessigen Kapselinhalt frei. Sie lassen sich einfrieren, ohne dass nach dem Auftauen eine Schaedigung der Kapselwand zu verzeichnen ist. Gegenueber chemischen Einfluessen, wie z. B. 0,1 ITETaOH, 0,1 ITHCl, Ethanol, Aceton, ist die Kapselwand ebenfalls stabil. Fuer niedermolekulare anorganische und organische Substanzen, wie z. B. Protonen, Hydroxylionen, Wasser, geloeste Salze, Farbstoffe und Zucker, stellt die Membran keine wesentliche Diffusionsschranke dar.

Anhand der nachstehend angefuehrten Beispiele soll das erfin— dungsgemaesse Verfahren naeher erlaeutert werden.

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Ausfuehrun^sbeispiele

1· Ο»5 S Ha- ellulosesulfat mit einem Substitutionsgrad von 2,0 werden in 10 ml 0,01 IT Phosphatpuffer (pH 7,0) geloest. Die erhaltene Loesung wird bei Raumtemperatur durch eine Kapillare mit einem Innendurchmesser von 0,2 mm gedrueckt und nach einer Fallstrecke von 30 cm in ein geruehrtes Faellbad aus 2 g Polydimethyldiyllylammoniumchlorid (relative Molekuelmasse 40 000) und 100 ml 0,01 M Phosphatpuffer (pH 7»0) getropft. Unmittelbar nach dem Eintritt in das Paellbad ueberziehen sich die Tropfen mit einer Haut aus den Komplex der beiden, entgegengesetzt geladenen Polyelek— trolyte. Each 30 rain werden die erhaltenen Mikrokapseln durch Dekantieren vom Paellbad abgetrennt und mit 0,01 IT Phosphatpuffer (pH 7,0) gewaschen. Die kugelfoermigen Mikrokapseln weisen einen Durchmesser von 2 bis 3 mm auf, sind durchsichtig und enthalten als Kernmaterial die eingesetzte Cellulosesulfatloesung.

Die gebildete. Kapselwand ist defektfrei und stellt eine fuer niedermolekulare Substanzen permeable Membran dar, Suspendiert man die Mikrokapseln in mit Phenolphthalein angefaerbter 0,01 IT ITaOH und entfaerbt das Suspensionsmedium nach ca. 3 min mit 0,1 H Hol, so behalten die Kapseln noch einige Minuten ihre rote Farbe und verblassen dann langsam. Bei Salzzusatz zum Suspensionsmedium schrumpfen die Teilchen zunaechst unter Deformation. Beim anschimessenden V/ascheii mit V/asser nehmen sie wieder ihre kugelige Gestalt an.

?.. 0,2 g ITa-Cellulosesulfat mit einem Substitutionsgrad von 0,3 v/erden in 10 ml V/asser geloest. Die erhaltene Loesung wird durch eine Kapillare miteinem Innendurchmesser von 0,2 mm gedrueckt und ueber eine konzentrische Duese mit Hilfe eines Stickstoffstromes so abgeblaseeii, dass einzelne Plxiessigkeitstroepfchen mit einem Durchmesser von 100 bis 500 /im entstehen.

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Haeh einer Pallstrecke von 15 cm treten die kugelfoermigen Troepfchen in ein gemehrtes Paellbad aus 2 g Polydimethyl— diallylammoniumchlorid und 100 ml Wasser ein. Unmittelbar nach der Beruehrung mit dein Paellbad ueberziehen sich die Troepfchen mit einer Haut aus dem gebildeten Komplex der beiden entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyte. IJach 30 min werden die erhaltenen Mikrokapseln durch Dekantieren vom Paellbad abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Es werden durchsichtige kugelfoermige Teilchen mit einem Durchmesser von 100 bis 500 um erhalten, deren Kapselwanddicke 1 bis 5 um betraegt.

1,5 g Ha—Eextransulfat mit einem Substitutionsgrad von 0,8 werden in 10 ml Wasser geloest. Die erhaltende Loesung wird auf 277 K temperiert und wie in Beispiel 1 in ein auf 277 K temperiertes Paellbad aus 10 g Polydimethyldiallylammoniumchlorid und 100 ml Wasser eingetragen. Uach 60 min werden die gebildeten Mikrokapseln durch Dekantieren vom Paellbad abgetrennt, mit 100 ml einer 0,1 %igen Dextran— sulfatloesung versetzt, nach 10 min von der Dextransulfatloesung abgetrennt und anschliessend noch 30 min mit dem Paellbad behandelt. Ss werden Mikrokapseln mit einem Durchmesser von 3 bis 4 mm erhalten, deren Wandstaerke ca. 20 um betraegt.

0,3 g ITa-Carbozymethylcellulosesulfat mit einem Substitutionsgrad an Carboxylgruppen von 0,6 und an Sulfatester— gruppen von 0,3 werden in 10 ml Wasser geloest. Die erhaltene Loesung wird auf 313 K temperiert und wie in Beispiel 1 in ein auf 313 K temperiertes Paellbad aus 3 g Polyvinylbenzyltrimethylammoniumchlorid und 100 ml Wasser eingetragen. Nach 60 min werden die Kapseln durch Dekantieren vom Paellbad abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Es werden durchsichtige Mikrokapseln mit einem Durchmesser von ca. 3 mm erhalten.

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5· 0,3 g Na-Celluloseacetatsulfat werden in 100 ml Wasser geloest. Die erhaltene Loeeung wird wie in Beispiel 1 in ein Faellbad eingetropft, das durch Aufloesen von 3 g Polydimethyldiallylammoniumchlorid in 100 ml verduennter HCi mit einem pH-Wert von 4 erhalten wurde. Bach 60 min werden die Kapseln durch Dekantieren vom Faellbad abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Es werden durchsichtige Mikrokapseln mit einem Durchmesser von ca. 3 mm erhalten. /

6. 0,3 g Na-Polystyrensulfonat werden in 100 ml Wasser geloest. Die erhaltene Loesung wird wie in Beispiel 1 in ein Faellbad aus 3 g Polydimethyldiyallylammoniumchlorid und 100 ml Wasser getropft. Nach 30 min werden die Kapseln durch Dekantieren vom Faellbad abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Es werden weisslichtruebe Mikrokapseln mit einem Durchmesser von ca. 2 mm und fluessigem Kern erhalten.

7. 0,2 g Ne^-Öellulosesulfat mit einem Substitutionsgrad von 0,4 werden in 9,8 ml Wasser geloest. Die erhaltene Loesung wird bei Raumtemperatur durch eine Kapillare mit einem Innendurchmesser von 0,2 mm gedrueckt und nach einer Fallstrecke von 30 cm in ein geruehrtes Faellbad aus 1 g Methylenblau und 99 ml Wasser getropft. Unmittelbar nach dem Eintritt in das Faellbad ueberziehen sich die Tropfen mit einer Haut. Mach 30 min werden die gebildeten Kapseln durch Dekantieren vom Faellbad abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Ss v/erden tiefblau gefaerbte kugelfoermige Kapseln mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mm erhalten.

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8. 0,3 g Na-Carbosymethylcellulose mit einem Substitutions— grad von 0,6 werden in 9,7 ml Wasser geloest. Die erhaltene Loesung wird durch eine Kapillare mit einem Innendurchmesser von 0,2 gedrueckt und ueber eine konzentrische Duese mit Hilfe eines Stickstoffstromes so abgeblasen, dass einzelne Fluessigkeitstroepfchen mit einem Durchmesser von 100 bis 300 jam entstehen. Die Troepfchen werden in ein geruehrtes Faellbad aus 2 g Dodecylcarbamylmethylbenzyldimetnylammoniumchlorid und 98 ml Wasser eingeglasten. ITach 120 min werden die gebildeten Mikrokapseln mit Hilfe eines feinen Polyamidsiebes vom Faellbad abgetrennt und gruendlich mit Wasser gewaschen. Es werden weisse undurchsichtige kugelfoermige Teilchen mit einem Durchmesser

. von 100 bis 300/Um erhalten.

9. 0,2 g la—Carbosymethylcellulosesulfat mit einem Substitu— tionsgrad an Carboxylgruppen von 0,6 und an Sulfatester— gruppen von 0,3 werden in 9,8 g Wasser geloest. Die erhaltene Loesung wird wie in Beispiel 7 zu kugelfoermigen Troepfchen verformt und in ein Faellbad aus 1 g Kristallviolett (C· I. Basic Violet 3) und 99 ml Wasser eingetragen. Nach 10 min werden die gebildeten Kapseln durch Dekantieren vom Faellbad abgetrennt und gruendlich mit Wasser gewaschen bis das Wasser farblos bleibt. Die Kapseln sind dunkelviolett gefaerbt und besitzen einen Durchmesser von 3 bis 5 mm.

10.0,2 g IFa-Cellulosesulfat mit einem Substitutionsgrad von 0,4 werden in 9,8 ml Wasser geloest. Die erhaltene Loesung wird wie in Beispiel 8 zu kugelfoermigen Teilchen ver— formt und in ein Faellbad aus 2 g Safranin (C* I. Basic Red 2) und 98 ml Wasser eingetragen. Nach 30 min werden die Mikrokapseln vom Faellbad abgesiebt und gruendlich mit Wasser gewaschen. Es werden dunkelrote kugelfoermige Teilchen mit einem Durchmesser von 100 bis 300/um erhalten.

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11. 0,2 g Na-Alginat werden in 9,8 ml V/asser geloest und die Loesung wie in Beispiel 7 zu kugelfoermigen Teilchen verformt. Diese werden in ein geruehrtes Faellbad aus 1 g Safranin (C. I. Basic Red 2), 1 g Polydimethyldiallylammoniumchlorid und 98 ml Wasser eingetragen. Wach 60 min werden die Kapseln abgesiebt und mit Wasser gewaschen.

Es werden dunkelrote kugelfoermige Teilchen mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mm erhalten.

12. 0,2 g Na—Cellulosesulfat mit einem Substitutionsgrad von 0,4 werden in 9,8 ml Wasser geloest, die erhaltene Loesung wird wie in Beispiel 7 durch eine Kapillare gedrueckt und in ein Faellbad aus 1 g Acridinorange (C, I. Basic Orange 14) und 99 ml Yfesser eingetropft. Nach 60 min werden die Kapseln abgesiebt und mit Wasser gewaschen bis das Waschwasser farblos ablaeuft. Es werden kraeftig organge gefaerbte kugelfoermige Kapseln mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mm erhalten.

13. 0,2 g Na-Polystyrensulfonat werden in 9,8 ml Yfesser geloest, die erhaltene Loesung wie in Beispiel 7 durch eine Kapillare gedrueckt und in ein laellbad aus 2 g Benzetho— niumchlorid und 98 ml Wasser eingetropft. Nach 2 h werden die gebildeten Kapseln abgesiebt und mit Wasser gruendlich gewaschen. Es werden weisse, undurchsichtige kugelfoermige Teilchen mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mm erhalten.

14. 0,2 g Na-Cellulosesulfat werden in 9,8 ml Wasser geloest, die Loesung wie in Beispiel 7 durch eine Kapillare gedrueckt und in ein Paellbad aus 2 g Lauryldimethylbenzy1— ammoniumchlorid und 98 ml Wasser eingetropft. Nach 2 h v/erden die gebildeten Kapseln abgesiebt und mit Wasser gruendlich gewaschen. Es werden weisse, undurchsichtige kugelfoermige Teilchen mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mra erhalten.

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Claims

Patentansprüche

1.,Mikrokapseln mit semipermeabler oder permeabler Kapselwand und fluessigem Kern, gekennzeichnet dadurch, dass die Kapselwand aus einem Polyelektrolytkomplex, der aus entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten oder aus Polyelektrolyt und niedermolekvilaren organischen Gegen— ionen gebildet ist, und der fluessige Kern aus einer waessrigen Loesung eines Polyelektrolyten besteht.

2. Mikrokapseln nach Punkt 1-i gekennzeichnet dadurch, dass die Kapselwand aus einem Komplex von sulfatgruppenhaltigen Polysacchariden oder Polysaccharidderivaten oder sulfonatgruppenhaltigen synthetischen Polymeren und Polymeren mit quartaeren Ammoniumgruppen und der fluessige Kern aus der waessrigen Loesung des fuer die Kapselwand— bildung verwendeten sulfatgruppenhaltigen Polysaccharide oder Polysaccharidderivate öder sulfonatgruppenhaltigen synthetischen Polymers besteht. ■

3. Mikrokapseln nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Kapselwand aus einem Komplex von sulfat— oder carboxylatgruppenhgtltigen Polysacchariden oder Polysaccharidderivaten oder sulfonat— oder carboxylatgruppenhaltigen synthetischen Polymeren und Kationtensiden der kationischen Farbstoffen und der fluessige Kern aus der waessrigen Loesung des fuer die Kapselwandbildung verwendeten sulfat— oder carboxylatgruppenhaltigen Polysaccharids oder Polysaccharidderivate oder sulfonat— oder carboxylatgruppenhaltigen synthetischen Polymers besteht.

4. Mikrokapseln nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die sulfatgruppenhaltigen Polysaccharide oder Polysaccharidderivate Cellulosesulfat, Celluloseacetatsulfat, Carboxymethylcellulosesulfat, Dextransulfat oder Gtaerke— sulfat in Form ihrer Natriumsalze sind.

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5. Mikrokapseln nach. Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass der Substitutionsgrad der sulfatgruppenhaltigen Polysaccharide oder Polysaccharidderivate an Sulfatester— gruppen 0,3 bis 2,5 betraegt.

G. Mikrokapseln nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass das sulfonatgruppenhaltige synthetische Polymer ITatriumpolystyrensulfonat ist.

7. mikrokapseln nach Punkt 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass die /tarboxylatgruppenhaltigen Polysaccharide oder Polysaccharidderivate Carboxymethylcellulose, Carboxymethylcellulosesulfat oder Alginat in Form ihrer Hatriumsalze sind.

8. Mikrokapseln nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Polymere mit quartaeren Ammoniumgruppen Polydircethyldiallylammoniumchlorid oder Polyvinylbenzyltrimethyl— arjaoniumchlorid sind.

j. ITikrokapseln nach Punkt 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Kationtenside insbesondere quartaere Ammonium--, Pyridinium— oder Imidazoliumsalze und die kationischen Farbstoffe insbesondere Aminotriarylmethanfarbstoffe, Acridinfarbstoffe, Methinfarbstoffe, Phenazinfarbstoffe, Thiazinfarbstoffe, Oxazinfarbstoffe oder Asofarbstoffe sind.

i0. IVtLkrokapseln nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Kapseln Ausseiidurchnesser von 50 bis 5000 jum besitzen.

11.J.Tikrokapseln nach Punkt 1 bis 1Oj gekennzeichnet dadurch, dass die Kapselwandstaerke 0,1 bis 50yum, insbesondere 1 bis 20 /im betraegt.

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12. Mikrokapseln nach Punkt 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, dass die Kapseln weitere Substanzen in geloester, ewul— gierter oder suspendierter Form enthalten.

13. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln mit semipermeabler oder permeabler Wand zur Kapselung geloester, emulgierter oder suspendierter Substanzen durch Ausfaellung von Polyelektrolyten, gekennzeichnet dadurch, dass man die wässrige Loesung eines Polyelektrolyten in ,Form vorgebildeter Teilchen in die waessrige Loesung eines entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten oder einer entgegengesetzt geladenen niedermolekularen organischen Verbindung als Faellbad eintraegt.

14. Verfahren nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, dass man zu kapselnde Substanzen der als Kernmaterial verwendeten Polyelektrolytloesuiig zusetzt.

15. Verfahren nach Punkt 13 und 14, gekennzeichnet dadurch, dass die Teilchenvorbildung durch Austropfen aus einer Kapillare erfolgt.

16. Verfahren nach Punkt 13 und 14, gekennzeichnet dadurch, dass die Teilchenvorbildung durch Verduesen erfolgt.

17. Verfahren nach Punkt 13 bis 16, gekennzeichnet dadurch, dass die Teilchen nach ihrer Vorbildung einen Weg von 5 bis 200 cm, vorzugsweise 10 bis 100 cm, bis zur Faellbadoberflaeche zurueeklegen.

18. Verfahren nach Punkt 13 bis 17, gekennzeichnet dadurch, dass dieKonzentrationen der als Kernmaterial zu verwendenden Polyelektrolytloesung 0,5 bis 20 IvIanse-$, vorzugsweise 1 bis 10 Masse—%, betraegt.

13. Verfahren nach Punkt 13 bis 16, gekennzeichnet dadurch, dass die Konzentration an Polyelektrolyt oder niedermoleku laren organischem Ggegenion im Faellbad 0,1 bis 20 Lasse—#

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vorzugsweise 0,5 bis 10 Masse-$, betraegt.

20« Verfahren nach Punkt 13 bis 19, gekennzeichnet dadurch, dass als Loesungsmittel fuer die Polyelektrolyte bzw. fuer Polyelektrolyt und niedermolekulares organisches Gegenion Wasser oder 0,001 bis 1 molare waessrige Loe— sungen niedermolekularer Elektrolyse, vorzugsweise Pufferlοesungen, verwendet werden.

21. Verfahren nach Punkt 13 bis 20, gekennzeichnet dadurch, dass die Kapselung bei pH-Werten von 5 bis 9 erfolgt.

22. Verfahren nach Punkt 13 bis 21, gekennzeichnet dadurch, dass man die gebildeten Mikrokapseln 10 s bis 24 h, vorzugsweise 5 bis 120 min bei Temperaturen von 273 bis 323 K im Paellbad belaesst.

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