Есесоюзная плт?нтйа-т[х1{!1'^?:сная1

 

379074

Оп ИСАЙ ИЕ

ИЗОБ РЕТ ЕН ИЯ

К П АТЕ НТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 23.11.1971 (№ 1627054/23-5)

Приоритет 04.III.1970, № P 2010116.0, ФРГ

М. Кл. В ОЦ 13/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 678.06:621.798 (088.8) Опубликовано 181Ч.1973. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 18Л 11.1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Хильдегард Шнеринг, Николаус Шен, Готтфрид Пампус и Иозеф Витте (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Фарбенфабрикен Байер АГ» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОГРАНУЛ

Изобретение относится к области микрокапсулирования. В последнее время микрокапсулы, состоящие из ядра, заключенного в гидрофильные полимерные оболочки, получили большое распространение, так как они позволяют извлекать заключенные в оболочку материалы при заданных специфических условиях. В качестве материала для оболочки можно использовать желатиновые коацерваты в водной среде с последующим получением гидрофильных оболочек. Производство микрокапсул с гидрофобными оболочками более сложное.

Предлагается способ получения твердых беспыльных сферических микрогранул из синтетических органических полимеров, содержащих твердые или жидкие частицы материала ядра. Способ отличается тем, что твердый или жидкий материал для ядра диспергируют или растворяют в растворе сложного эфира целлюлозы в простом гликолевом эфире и капельки дисперсии или раствора вводят в воду.

Капельки твердеют вследствие удаления простого гликолевого эфира, потом затвердевшие в виде гранулята капельки выделяются.

В качестве смешивающихся с водой простых гликолевых эфиров используют простые моноалкильные и диалкильные эфиры алифатических гликолей, например этиленгликоль, пропиленгликоль или бутиленгликоль, содеряащие 1 — 6 атомов углерода в алкильной группе эфира, м оно метилэтиленгли колевый эфир (СНзΠ— СНз — СНзОН), диэтиленгликолевый эфир (НОСНзСНз — ОСНзСНзОН) и мо5 ноэтилэтиленгликолевый эфир.

Из пригодных сложных эфиров целлюлозы можно назвать сложные эфиры целлюлозы с одной или несколькими алифатическими монокарбоксильными кислотами предпочтитель10 но с 1 — 6 атомами углерода, такие как ацетат целлюлозы, пропионат целлюлозы, и смешанные сложные эфиры целлюлозы, как ацетопропионат целлюлозы или даже ацетобутират целлюлозы. Содержание ацила в сложных

15 эфирах целлюлозы соответствует предпочтительно степеням замещения 2,2 — 2,6 ацильных радикалов на каждую единицу ангидроглюкозы.

Предлагаемый способ позволяет путем вве20 дения предварительно сформованных частиц органической фазы в водную фазу получать сферические микрогранулированные частицы с твердыми оболочками.

В данном способе используют систему про

25 стой гликолевый эфир/сложный эфир целлюлозы. Если, например, вместо сложного эфира целлюлозы применить этил целлюлозу, то нельзя получить сферические частицы, даже если полученные из нее дисперсии в воде вво50 дятся в виде предварительно сформованных

379074 частиц, так как эти частицы расширяются и разделяются на волокна в момент попадания в воду. То же самое происходит, если вместо простых гликолевых эфиров применять другие растворители, например кетоны.

Способ можно осуществлять следующим образом. Исходным материалом служит раствор предпочтительно из 2 — 30 вес. /о, лучше всего

3 — 15 вес. O сложного эфира целлюлозы в простом гликолевом эфире. Материал ядра, который должен быть заключен в оболочку, диспергируют или растворяют в указанном растворе с применением обычных смесителей.

При приготовлении дисперсии используют вибрационные смесители, быстроходные мешалки и другие гомогенизаторы. Количество диспергируемого или растворяемого материала для ядра составляет предпочтительно 30—

90 вес. из расчета на раствор полимера. В общем, количественные соотношения выбирают в соответствии с требуемым соотношением между сложным эфиром целлюлозы и заключенным в оболочку материалом ядра, так как при осуществлении предлагаемого способа почти не наблюдается потерь полимера или материала ядра. Для большинства целей достаточны количества сложного эфира целлюлозы 5 — 70 вес. о/о по отношению к весу микрогранул.

-Согласно предлагаемому способу можно запрессовывать или заключать в оболочки твердые или жидкие, гидрофобные или гидрофильные, неорганические или органические вещества, например фармацевтические препараты и средства защиты растений, пищевые -продукты и добавки к пищевым продуктам (ароматические вещества или пряности), отдушки, красители (неорганические или органические пигменты, растворы или пасты красителей), химикалии, смазочные материалы и консистентные смазки (например, масла), клеи и связующие вещества и т. д. Но можно, конечно, также заключать в оболочки смеси из этих веществ.

Предварительно сфор мованные частицы дисперсий или растворов материалов ядра в растворе этиленгликоль сложный эфир целлюлозы добавляют в воду с помощью известных устройств (например, мешалки или отсасывающие насосы). Предпочтительно дисперсии или растворы сначала распылять в воздухе с помощью сопл, так что получаются предварительно сформованные частицы заданного диаметра, которые подавать потом в перемешиваемую водную фазу.

В самом простом случае, т. е. при напылении с помощью сопла на поверхность воды, следует выбирать наиболее выгодное расстояние между выходным отверстием сопла и поверхностью воды для получения сферических частиц. Если расстояние слишком мало, получаются большие и только частично когерентные капельки, которые легко лопаются при контакте с поверхностью, так что гранулометрический состав получаемых частиц очень ши5 ю

15 го

25 зо

so

65 рок. Если расстояние слишком велико, образуются скорее деформированные, чем сферические частицы. Размер первичных частиц определяется вязкостью раствора или дисперсии, из которой они получаются, т. е. видом и количеством растворителя, сложного эфира целлюлозы и материала для оболочки, и способом их получения (в случае распыления, например, диаметром сопла и давлением распыления).

Частицы, входящие в водную фазу, очень быстро теряют свой растворитель при одновременном уменьшении первичного диаметра.

Как правило, выдерживание в чистой воде в течение 5 — 10 мин достаточно для введения большей части растворителя в водную фазу и для твердения оболочки. При использовании водных фаз, в которых уже содержатся растворители, растворитель вводят слегка медленнее.

Принципиально возможно осушествлять описанные операции при 5 — 90 С, хотя как правило, их выполняют при 15 — 40 С. После того, как оболочки затвердели в достаточной мере, сферические частицы могут быть выделены из воды. При наличии остаточного растворителя его можно удалить путем дополнительной промывки частиц водой. Потом отделенные частицы высушивают, например, в потоке воздуха или даже в вакууме при 50—

100 С. Условия высушивания должны зависеть от содержимого капсул (например, от температуры кипения или плавления) для предотвращения разложения частиц и, следовательно, освобождения материала ядра.

Получаемые сферические частицы содержат материал ядра в виде маленьких капелек или запрессованных частиц или даже до некоторой степени в растворенном в полимере виде. Размер образующихся капелек или частиц можно изменять путем контроля операции диспергирования.

Материалы для ядра, которые растворены в простом гликолевом эфире, осаждаются обычно в высокодисперсном виде во время всплывания растворителя. Размер сферических частиц, т. е. микрогранулята, определяется приведенными параметрами. Можно легко получать частицы размером от 50 мк до нескольких миллиметров. Микрогранулы снабжены сплошной наружной оболочкой, которую можно даже делать пористой засчет снижения содержания полимера и увеличения содержания растворителя.

Получаемые предлагаемым способом микрогранулы удобно использовать при применении веществ, наступление действия которых должно быть отложено (например, фармацевтические препараты или средства защиты растений) или которые должны быть освобождены при определенных условиях, например при определенном давлении, повышении температуры, добавлении растворителя и т. д.

Пример 1. 20 вес. ч. ацетилсалициловой кислоты растворяют в растворе из 5 вес. ч.

379074

Предмет изобретения

Составитель Л. Жукова

Техред Т. Миронова Корректоры: Н. Прокуратова и E. Михеева

Редактор О. Кузнецова

Заказ 1983/!4 Изд. № 495 Тираж 678 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр. ацетилцеллюлозы (мол. в. 9 10, степень замещения 2,5 ацетильных группы на каждую единицу ангидроглюкозы) и 95 вес. ч. монометилэтиленгликолевого эфира. Этот раствор добавляют каплями с помощью сопла, имеющего внутренний диаметр 0,2 мм, при давлении 1,5 атм в 300 вес. ч. слегка перемешиваемой мешалкой воды, причем выходное отверстие сопла расположено на расстоянии 15 см над уровнем воды. Когда капельки попадают в воду (диаметр около 1,5 — 2 мм), они моментально покрываются оболочкой и растворитель удаляется слоями. После выдерживания в течение 30 мин сферические частицы отсеивают и высушивают при 40 С в потоке возду ха.

Получают 25 вес. ч. микрогранул с диаметром частиц 0,8 лм, обладающих твердыми, непроницаемыми оболочками, в которые заключены мелкие кристаллы ацетилсалициловой кислоты, Таким же способом получают микрогранулы со средним диаметром частиц 0,2 мм при внутреннем диаметре сопла 0,15 мм и давлении распыления в 3 атм.

Пример 2. 8 вес. ч. парафинового масла (размер капелек 10 — 20 лк) эмульгируют с помощью быстроходной мешалки в растворе из 8 вес. ч. ацетопропионата целлюлозы (мол. в. около 10, остатки пропионата, вычисленные как пропионовая кислота, 57%, ацетильные остатки, вычисленные как уксусная кислота, 5%) в 92 вес. ч. монометилэтиленгликолевого эфира. Эту эмульсию добавляют к 350 вес. ч. перемешиваемой воды, пропуская ее через сопло (внутренний диаметр 0,2 мм, давление распыления 4 атм), установленное на расстоянии 20 см. По истечении 30 мин выделяют сферические частицы и высушивают их при 40 С в потоке воздуха. Получают 16 вес. ч. микрогранулята, имеющего средний диаметр частиц 0,4 мм. Полученные частицы содержат капельки масла, отделенные друг от друга перегородками из полимера.

П р и м ер 3. 12 вес. ч, двуокиси титана (размер частиц 20 — 40 мк) диспергируют с помощью быстроходной мешалки в растворе из

6 вес. ч. ацетобутирата целлюлозы (мол. в.

7 — 8 10, бутиратгруппы, вычисленные как масляная кислота, 45%, ацетильные группы, вычисленные как уксусная кислота, 20%) в

96 вес. ч. диэтиленгликоля (простой 2,2 -дигпдроксидиэтиловый эфир) . Эту дисперсию подают в 200 вес. ч. воды, пропуская ее через сопло с внутренним диаметром 0,5 мм, установленное на расстоянии 50 см, при давлении распыления 3 атм. После выдерживания в течение 20 мин выделяют сферические частицы и высушивают их при 30 С в вакууме. Получают 18 вес, ч. микрогранул, имеющих диаметр частиц 0,5 — 0,7 мм, в которых отдельные частицы двуокиси титана заключены в оболочку полимера.

Пример 4. 260 вес. ч, соединения фосфора формулы (СНзО) ÐO (СНОН вЂ” СС1з) растворяют в растворе из 40 вес. ч. ацетилцеллюлозы (мол. в. 3 10, ацетильные группы, вычисленные как уксусная кислота, 53%) в 700 вес. ч. монометилэтиленгликолевого эфира и получаемый раствор охлаждают до 0 С. Этот раствор подают с высоты 20 см через сопла (внутренний диаметр 1 мм, давление распыления 1 атм) в 2000 вес. ч. воды, которая перемешивается и имеет температуру 0 С.

Сферические частицы отделяют после выдерживания в течение 25 мик и высушивают при 35 С в вакууме. Получают 98 вес. ч. микрогранул с диаметром частиц 1,5 мм.

1. Способ получения микрогранул путем диспергирования или растворения материала ядра в материале оболочки с последующим отверждением оболочек микрогранул, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса получения микрогранул, в качестве материала оболочки используют раствор сложного эфира целлюлозы в простом гликолевом эфире и полученный раствор или дисперсию смешивают с водой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сложного эфира целлюлозы применяют ацетат целлюлозы, пропионат целлюлозы, ацетопропионат целлюлозы и ацетобутират целлюлозы.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве простого гликолевого эфира используют моноалкильные и диалкильные эфиры алифатических гликолей.