Способ получения микрокапсул
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 331563
Авторы: Иностранец, Иностранна, Соединенные, Чэмпион
Текст
О П И С А Н И Е 33563ИЗОБРЕТЕНИЯ цоаа Оаввтсииа Фециалистическиа РесиебливК ПАТЕНТУ Зависимый от патентаМ. Кл. С 10 пт 1/06 Заявлено 10.Ч 11,1968 ( 1256883/23-4)Приоритет Комитет по делам изобретений и открытиЯ ори Совете Министров СССРОпубликовано 71972. Бюллетень9 УДК 541.182.42(088,8) Дата опубликования описания 13.1 Ъ.1972 Автор изобретения Иностранец Антони Эпаминондас Вассилиадас(Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма Чэмпион Пейпер Компани ЛимитедЗаявитель СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКАПСУЛ 1Изобретение относится к микропнкапсулированшо масел.Микрокапсулы, содержащие жидкий и твердый продукты, широко применяются в разных отраслях промышленности, особенно в копировальных системах, где мельчайшие капли бесцветного промежуточного продукта красителей, диспергированные или растворенные в масле, инкапсулированы и нанесены слоем на копировальный лист.При разрушении кап.ул промежуточный продукт переходит на копировальный лист, который имеет покрытие из адсорбента, содержащего продукт, реагирующий с промежуточным продуктом красителя, в результате чего образуется видимый цветной отпечаток в том месте, где микрокапсула разрушилась и краситель перешел на воспринимающий лист.Микрокапсулы широко применяются также при изготовлении клеящих веществ и липких лент, удобрений, фармацевтических препаратов, пищевых продуктов и в косметических средств. В большинстве случаев микрокапсулирование связано с явлением коацервации.Коацервация определяет способность некоторых водных растворов коллоидов разделяться на два жидких слоя: один слой, обогащенный растворенным коллоидом, и другой с небольшим содержанием этого коллоида. На разделение жидких фаз оказывают влияние концентрации коллопда, температура, растворитель системы, добавление другого электролита и добавление и раствору простого элект 5 ролита.Коацервация может быть двух типов. Простой или солевой называется коацервация, при которой разделение жидких фаз происходит при добавлении к коллоидному раствору 10 простого электролита. Коацервация второготипа называется сложной, в ней разделение фаз происходит прп добавлении второго коллоидного вещества к первому коллопдпому раствору. Частицы двух дпспергпрованных 15 коллоидов имеют противоположные заряды.Для коацервацип как простой, так и сложной коацерватной системы необходимо предварительное условие, которое заключается в уменьшении плотности заряда коллопдного 20 вещества. В случае простой коацервацииуменьшение плотности заряда, сопровождаемое частичной десольватацией коллопдного вещества, такое же, как предшествующее флоккуляцип илп осаждению коллоида при 25 добавлении простого электролита, так как известно, что при добавлен ш дополнительного количества электролита к простому коацервату обогащенный коллоидом слой уменьшается в объеме и коллопднос в" щество выпадает в 30 осадок.Уменьшение плотности заряда, совмещенное с частичной десольватацией коллоида, которое предшествует осаждению двух противоположно заряженных коллоидов из раствора, можно считать причиной разделения фаз в системе сложного коацервата. Хотя уменьшение плотности заряда является необходимым предварительным условием для коацервации, однако оно часто бывает педостаточныч для коацервации, Другими словами, уменыпение плотности заряда коллоидных частиц должно изменять взаимодействие между растворимыми веществами в такой степени, чтобы коллоидные частицы приобрели тенденцию агрегировать и образовывать различимую жидкую фазу, состоящую преимущественно из хлопьевидного осадка или твердой фазы. Это обусловлено кулоновым и длительным Ван-дерВаальсовым взаимодействием больших агрегатов в растворе. Поэтому при простой и сложной коацервации образование двух растворов начинается с агрегации коллоидных веществ до образования субмикроскопических гроздьев. Эти гроздья соединяются и образуют микроскопические капельки. При дальнейшем слипапии образуются макроскоп ические капельки, которые стремятся огделиться в виде непрерывной фазы, Эта фаза появляется в виде верхнего или нижнего слоя в зазиспмости от относительной плотности двух слоев,Известный способ образования микрокапсул в присутствии коацериации заключается в том, что песмешивающиися с водой продукт, например масло, диспергируют в виде мельчайших капель в водном растворе или золе инкапсулирующего коллоидного продукта. Гели добавить простой электролит, например сульфат натрия, или другие противоположно заряженные коллоидные вещества для инициирования коацервации, то вокруг каждой капельки масла образуется инкапсулирующий коллоидный продукт, в результате чего каждая капля жидкости заключается в оболочку в виде жидкого покрытия из коацервированного коллоида, жидкая оболочка, окружающая капельки масла, должна затвердеть до образования твердых микрокапсул.Однако при таком способе необходимо точно регулировать концентрацию коллоидного продукта и инициатора коацервации, Это значит, что коацервация будет происходить только в ограниченном пределе рН, концентрации коллоида и концентрации электролита,Цель изобретения - исключить возможность коацервации в процессе микроипкапсулирования масел и упростить процесс.Это достигается тем, что в качестве по крайней мере одного эмульгатора применяют соединение, имеющее группы, способные к образованию поперечных связей, или соединение, являющееся комплексообразователем, или их смесь, Процесс осуществляют с добавлением к эмульсионной системе при постоянном перемешивании агента, вызывающего образование поперечных связей или комплексов и реагирующего с эмульгатором до образования непроницаемого покрытия вокруг диспергированных капель масла.В качестве эмульгаторов могут быть применены природные, содержащие коллоиды смолы, белки и полисахариды, например, трагакант, гуаровая смола и желатин; синтетические продукты - поливиниловый спирт и сополимеры метилвинилового эфира и малеино вого ангидрида. Эмулыаторы, сами по себеобразующие поперечные связи и комплексы, включают производные гуаровой смолы.Агенты, вызывающие образование поперечных связей или комплексных соединений и 15 применяемые совместно с указанными эмульгаторами, делятся на три категории: 1) такие мономерные органические соединения, как альдегиды, например формальдегид, глиоксаль и другие доноры формальдегида, триок санэтаноламин и этилендиамин; 2) такиеобычные неорганические соединения, как борат натрия и борная кислота; 3) макромолекулярные вещества, например желатин, трагакант и метилцеллюлоза. 11 екоторые аген гы, 25 вызывающие образование поперечных связейили комплексов, пригодны для применения совместно с многими эмулыаторами, а другие не пригодны.Предпочтительными парами - агент, вызы вающий образование поперечных связей иликомплексов, эмульгатор является желатин и альдегид, например формальдегид, поливиниловый спирт и борат натрия, сополимеры метилвипилового эфира с малеиновым ангидри дом и желатин, трагакант, этаноламин, этилендиамин, поливиниловый спирт, производные гуаровой смолы с боратом натрия пли метил целлюлозой и производные гуаровой смолы, ооразующие комплексы сами по себе.40 Масляный продукт и эмульгаторы имеютодинаковый гидрофильпо-лиофильный баланс (ГЛБ). Если величина ГЛБ эмульгатора отличается от величины ГЛБ масла, то получается нестабильная эмульсия и инкапсули рования не происходит.В качестве масляного продукта могут применяться натуральное или синтетическое масло, жир или воск, или же их комбинация. К пригодным продуктам относятся натуральные 50 масла, например хлопковое, касторовое, соевое, нефтяные смазочные масла, рыбий жир, высыхающие масла и эфирные летучие масла; синтетические масла, например, метилсалицилат и галоидированные дифенилы; низко плавкие жиры, например лярд, и жидкие илинизкоплавкие воски, например спермацетовое масло и ланолин.Некоторые эмульгаторы, описанные выше,дают кислые растворы в воде. Кроме того, 60 при кислотном значении рН могут образоваться комплексы из двух эмульгаторов, Когда такие продукты применяются для инкапсулирования масляных продуктов, содержащих лейкосоединепия, обычно появляется ок раска, так как эти промежуточные продукты510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Реагггруют в кислой среде. Чтобы исключить возможность такой реакции раньше времени, в эмульсионную систему можно добавить основания или буферы (обычно воду) для сохранения рН системы даже в том случае, если эмульгатор или эмульгаторы не образуются в кислом растворе, так как в результате такой добавки предотвращается нежелательная или преждевременная реакция промежуточного продукта при воздействии атмосферных условий, например, в результате поглощения двуокиси углерода из атмосферы.К подходящим буферным системам относятся основные неорганические соли в различных комбинациях, например гидроокись натрия и борат натрия, хотя предпочтительным буферным агентом является один только карбонат натрия.Если продукт для иггкапсулированця не дает кислой реакции, то буферный раствор не добавляют.В масляном продукте одновременно с промежуточным продуктом красителя можно диспергировать ингибиторы. Такие вещества предотвращают распад промежуточных продуктов, происходящий при воздействии тепла и света во время процесса инкапсулцрования, особенно когда необходимы высокие температуры, например при инкапсулированцц жиров. Ингибиторы способствуют также стабилизации цветных отпечатков на копии.Для осуществления предлагаемого спосооа применяют небольшое количество гпримерно то 1 до 10% от веса красителя) К-фенчл- нафтиламина в качестве стабилизатора, Конечные размеры микрокапсул зависят от скорости смешения во воемя эмульгирования, При большой скорости смешения масляная фаза эмульсии образует капли меньших оазмепов, а потому и более мелкие капсулы.При получении микрокапсул для изгот,вления листового копировального материала предпочтительны более мелкие капельки, так как они более плотно прилегают одна к дплгой. При плотной упаковке капчсл получаются более однородные оттискч при копчровании в результате разрушения капсул, В процессе можно получить микрокапсулы диаметром от О,1 до нескольких сотых микрон. Однако предпочтительными для копировальных систем являются капсульг диаметром в пределах от 0,5 до 5,0 мк.Температуру при эмульгцрованцч можно изменять в широких пределах, Температру чеобходимо поддерживать выше точки желатинирования эмульгатора или смеси эмльгаторов только при применении эмульгаторов, способных к желатинированию. Когда применяют нежелатинирующийся эмульгатор, например поливцниловый спирт, техгператра во время эмульгирования может изменяться значительно без изменения желательных конечных результатов. Однако изменение гемпературы должно быть в допустимых пределах, чтобы не воздействовать на растворимость эмульгатора, инкапсулированного продукта,например лейкосоедцненця и т. д.Эмульсию, содержац.;ую мцкрокапсулы,можно использовать непосредственно для покрытия листового материала. Мцкрокапсулыможно выделять из эмульсии физическимисредствами, например фильтрованием илццентрифугированием, промыть до удаленияизбытка масла и при желании вновь диспергировать в растворе связующего и нанести налистовой материал.Бумага с покрытием, состоящим из микрокапсул, содержащих лейкосоедцнение в масле, получаемая описываемым способом, оченьстабильна, Например, при воздействии на неепрямого солнечного света в течение 5 час,температуры 65 С в течение 16 час и температуры 60 С в течение 17 час прц относительнойвлажности 954, внешний вцд материала неизменяется и остается неизменной способность переноса ц образования окраски копировальной бумаги.П р и м е р 1. Первичную эмульсию масла вводе получают прц добавлении 50 лг,г хлопкового масла, содержащего 2 г 1-1 бис-(гг-диметпламиг 1 фенил-метил)-пирролцдина (лейгкосоединение аурамцнового красителя) к 10 гочищенного желатина с таким же 7 ЛБ, как умасла, который растворяют в 00 г воды, содержащей 5 мл 5 и. раствора Ма СО, (дляпредотвращения преждевременной реакциилейкосоединения) прц температуре около 50 гв течение 20 - 30 мгги. К эмульсии медленнодобавляют при бьгстром перемешцванци 1 Мраствор формальдегцда, а затем 50 мл воды.В результате добавления формальдегцда образовываются хорошо оформленные микрокапсулы.Затем мггкрокапсулы отфцльт 1 говывыюг,промывают последовательно порциями по50 мл воды, метанола ц раствора формалинаи снова дцспергируют в 100 мл водь 1, содержащей 4 г метилцеллюлозы з качестве сгязующего, Раствором метцлцеллюлозы, содержащим микрокапсулы, покрывают бумагу и высушивают прц 50 - 60 С.П р и м е р 2. В 100 г воды, содержащей 5 гполивцнилового спирта и 5 лгг 5 и. растворауглекислого натрия, эмульгируют 35 м.г хлопкового масла, содержащего 1 г 1-бис-(ггдиметиламинофенил) -метил 1-пнрролидина втечение 20 - 30 лггги.К эмульсии медленно добавляют при быстром перемешиваниц 150 м.г 1 М раствора десятиводного бората натрия, в результате чегополучают мцкрокапсулы, которые можно рассмотреть под обычным микроскопом. Эмульсию, содержащую мцкрокапсулы, используютдля покрытия бумаги и высушцвагот при 50 -60 С,Г 1 ри мер 3. В 100 с воды, содержавшей 5 гметцлцеллюлозы, эмульгцруют 25 г хлопкового масла, содержавшего 1 г 1-бггс-(л-дцметцламинофеггцл-метил -пирролидина. К эмульсиидобавляют 10 г сополцмера метилвиниловогоВода Гмешеиие с водой в копичесгве, достаточном для образования первичной эмульсии типа масло в водеАгент, вызывающий образование поперечных связей или комплексных соединенийМедленное добавление к эмульсии при быстром перемешивании агента, вызгявающегообразование поперечных связей и,пи комплексов, до обоазования конечных микрокапсул Выделение капсулы из эмульсии физическими средствами и промыванием для удаления избытка маслаПовторное диспергирование капсулы в растворе связующего 1-1 анесенис слоя дисперсии микрокапсул на листовой материал и высушивание его эфира и малеинового ангидрида, и эмульгирование продолжают в течение 10 - 15 дин. Затем медленно при быстром перемешивании добавляют 10 мл этилендиамина, в результате чего образовываются хорошо сформованные микрокапсулы, которые можно рассмотреть под обычным микроскопом. К полученной эмульсии добавляют 50 - 60 мл воды, и эмульсию высушивают при 50 - 60 С.П р и м е р 4. Метилцеллюлозу (9 г) диспергируют в 25 лл хлопкового масла, содержавшего 1- бис- (и-диметиламинофенпл) -метил- бензотриазола, и полученную дисперсию эмульгируют при медленном добавлении 100 мл воды. После добавления еще 10 - 15 лл воды образовывается эмульсия типа воды в масле, которая превратилась в эмульсию типа масло в воде после дополнительного добавления воды, После эмульгирования к эмульсии медленно добавляют 3 г ДжагуараС 1 (производное гуаровой смолы) при быстром перемешивании, а затем добавляют 100 мл воды, содержащей 0,1 г - экв углекислого натрия, После добавления Джагуара образовываются хорошо сформованные микрокапсулы, видимые под обычным микроскопом и равномерно диспергированные в эмульсии. Эту эмульсию применяют для покрытия бумаги,П р и м е р 5. К 200 мл воды, содержащей8 г сополимера метилвинилового эфира и малеинового ангидрида и углекислый натрий в количестве, достаточном для достижения рН 5 8,5, добавляют 50 мл касторового масла, содержащего 2 г 1- бис- (и-диметиламинофенил)- метил)-бензотриазола, и эмульгируют, Затем к эмульсии при быстром перемешивании добавляют 2 г трагаканта, в результате чего 10 образовываются хорошо сформованные микрокапсулы, равномерно распределенные в эмульсии, Этой эмульсией покрывают бумагу и высушивают при 50 - 60 С.П р и м е р 6, К раствору 10 г Джагуара 15 315 - СМ (самокомплексирующееся производное гуаровой смолы) в 200 мл воды добавляют 50 мл хлопкового масла, содержащего 1 г 1-(бис(п-диметиламинофенил)-метил) - пирро- лидина, и эмульгируют в течение ЗО мин при 20 быстром перемешивании. Эмульсия содержитмикрокапсулы, равномерно диспергированные в эмульсии и видимые под обычным микроскопом. Эмульсией покрывают бумагу и высу.шивают при 50 - 60 С.25 На схеме изображен процесс микроинкапсулирования масляных продуктов, где прямой линией обозначены основные стадии, а пунк.тирной - другие возможные стадии,331563 10 Составитель Л, Иванова Редактор Т. Фадеева Техред 3. Тараненко Корректор Н. Шевченко Заказ 91/16 Изд.336 Тираж 448 ПодписноеЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Предмет изобретения1. Способ получения микрокапсул путеъг образования первичной эмульсии масла в воде с добавлением одного или нескольких эмульгаторов, отличающийся тем, что, с целью исключения возможности коацервации и упрощения процесса, в качестве по крайней мере одного эмульгатора применяют соединение, имеющее группы, способные к образованию поперечных связей, или соединение, являющееся комплексообразователем, или их смесь, и процесс осуществляют с добавлением к эмульсионной системе при постоянном перемешивании агента, вызывающего образование поперечных связей или комплексов и реагирующего с эмульгатором до образования непроницаемого покрытия вокруг диспергированных капель масла. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем. что вкачестве эмульгатора применяют желатин, а в качестве агента, вызывающего образование поперечных связей, применяют альдегид, на пример формальдегид. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вкачестве эмульгатора применяют сополимер метилвинилового спирта и малеинового ан гидрида, а в качестве агента, вызывающегообразование комплексов, применяют желатин, трагакант, этаноламин, этилендиамин и поливин ил оный спи рт. 15 4. Способ по п. 1, отлачаюгггийся тем, чтов качестве эмульгатора и агента, вызывающего образование комплексов, применяют производное гуаровой смолы.
СмотретьЗаявка
1256883
Иностранец Антони Эпаминондас Вассилиадас, Соединенные Штаты Америки, Иностранна фирма, Чэмпион Пейпер Компани Лимитед
МПК / Метки
МПК: B01J 13/08, B01J 13/22
Метки: микрокапсул
Опубликовано: 01.01.1972
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-331563-sposob-polucheniya-mikrokapsul.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения микрокапсул</a>
Предыдущий патент: Способ депарафинизации нефтепродуктов
Следующий патент: 331564
Случайный патент: Форсунка для двухфазного впрыскивания топлива