DE69411583T2

DE69411583T2 - Mikrokapseln, die suspensionen von biologisch aktiven verbindungen enthalten

Info

Publication number: DE69411583T2
Application number: DE69411583T
Authority: DE
Inventors: Jin Ling El Cerrito Ca 94530 Chen; Herbert Benson Moraga Ca 94556 Scher
Original assignee: Zeneca Ltd
Current assignee: Syngenta Ltd
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1994-11-07
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: AU8111094A; EP0730406B1; NO961963D0; JP3848676B2; ATE167980T1; PL314424A1; DK0730406T3; IL111626A; TW326382B; ZA949019B; CA2176513A1; CN1135160A; RU2159037C2; NO312571B1; CZ139696A3; UA40634C2; CZ288249B6; EP0730406A1; BR9408051A; US6015571A

Description

Fachgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Mikrokapseln, die eine feste biologisch aktive Verbindung, suspendiert in einer Flüssigkeit, enthalten und ein Verfahren zu ihrer Herstellung und die Verwendung solcher Mikrokapseln.

Hintergrund und Stand der Technik

Die Mikrokapseltechnologie existiert seit einer Reihe von Jahren. Mikrokapseln weisen eine Reihe von Verwendungen auf, insbesondere enthalten sie Farbstoffe, Tinten, chemische Reagenzien, Arzneimittel, Geschmacksstoffe und stärker bevorzugt Agrochemikalien, genauer Fungizide, Bakterizide, Insektizide, Herbizide und dgl.
Die Entwicklung und Anwendungen der Mikroeinkapselung sind von Gordon Marrs und Herbert B. Scher im Kapitel 4 der "Controlled Delivery of Crop Protection Agents" (London, Tylor and Grancis, 1990) beschrieben. Wie von Marrs und Scher erörtert, gibt es drei Verfahren zur Erzeugung von Mikrokapseln: i) physikalische Verfahren, ii) Phasentrennverfahren und iii) Grenzflächenpolymerisation.
Beim dritten dieser Verfahren werden die Wände der Mikrokapseln allgemein aus polymerem Material gebildet, das durch eine Polymerisationsreaktion hergestellt wird, die vorzugsweise an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen stattfindet, üblicherweise einer wäßrigen Phase und einer mit Wasser nicht mischbaren organischen Phase. So können sie aus einer Wasser-in-Öl-Emulsion oder üblicher einer Öl-in-Wasser-Emulsion hergestellt werden.
Ein grundlegendes Patent, das sich mit der Mikrokapseltechnologie beschäftigt, ist das U.S.-Patent Nr. 4,285,720. In diesem Patent werden die Wände der Mikrokapseln aus durch Reaktionen von Isocyanatmonomeren gebildeten Polymeren hergestellt.
Ein zweites Verfahren zur Bildung von Mikrokapseln durch Grenzflächenpolymerisation ist im U.S.-Patent 4,956,129 beschrieben. In diesem Patent werden polymere Mikrokapselwände aus veretherten Harnstoff-Formaldehyd-Prepolymeren, die eine Selbstkondensationspolymerisation unter sauren Bedingungen eingehen, hergestellt.
Verschiedene Verbesserungen dieser Verfahren wurden vorgeschlagen. Zum Beispiel beschreibt das U.S.-Patent 4,140,516 die Verwendung von Phasentransferkatalysatoren, während das U.S.-Patent 4,448,929 die Verwendung eines verbesserten Schutz kolloids beschreibt. Jedoch wurden bei all diesen Patenten die Verfahren nur auf Flüssigkeiten, d. h. auf Materialien, die bei Umgebungstemperatur flüssig sind, oder auf Lösungen angewandt. Unvorteilhafterweise sind viele biologisch aktive Verbindungen Feststoffe mit hohen Schmelzpunkten und nicht ohne weiteres in den meisten gebräuchlich verwendeten Lösungsmitteln löslich. Die Vorteile der Mikroeinkapselung, z. B. kontrollierte Freisetzung und erhöhte Langlebigkeit der Wirkung sind für solche Verbindungen unter Verwendung bekannter Verfahren nicht ohne weiteres verfügbar.
Es ist auch bekannt, Feststoffe mit einer Polymermatrix zu umgeben. So ist im U.S.-Patent 4,428,983 ein Verfahren zur Herstellung von Quarzkristallen in einer Polymermatrix beschrieben. Das Patent verwendet den Begriff Suspension zur Beschreibung der Paste von Quarzkristallen im Prepolymer, aber diese Veröffentlichung beschreibt nicht die Herstellung von Mikrokapseln, die einen in einer Flüssigkeit suspendierten Feststoff enthalten.
Es gibt eine große Zahl von Veröffentlichungen, die die Herstellung und Anwendung von mikroeingekapselten Formulierungen von Halogenacetanilidherbiziden betref fen. Diese schließen die U.S.-Patente 4,280,833; 4,417,916; 4,534,783; 4,563,212 und 4,640,709 ein. Zusätzlich offenbart das U.S.-Patent 4,936,901 herbizide Zusammensetzungen, die trockenfließbare wasserdispergierbare granulare Formulierungen sind, die ein Gemisch von Mikrokapseln eines wasserunlöslichen Pestizids (einschließlich eines Halogenacetanilidherbizids), eingekapselt in einer polymeren Schalenwand, und mindestens eines anderen Pestizids, das nicht eingekapselt ist, umfassen. Solche Zusammensetzungen waren erforderlich, da keine zufriedenstellenden Verfahren zur Herstellung einer Mikrokapsel, die ein festes biologisch wirksames Herbizid, suspendiert in einer Flüssigkeit, enthält, bekannt waren.
GB-A-2011341 offenbart ein Einkapselungsverfahren unter Verwendung von Grenzflächenpolymerisation, das auf in Flüssigkeiten suspendierte Feststoffe angewandt werden kann.
Es ist nicht überraschend, daß Kapseln, die einen in einer Flüssigkeit suspendierten biologisch aktiven Feststoff enthalten, bis jetzt nicht hergestellt wurden, da die bei der Herstellung einer solchen Kapsel auftretenden Probleme gewaltig sind. Zum Beispiel müssen bei der Herstellung solcher Kapseln aus einer Öl-in-Wasser-Emulsion folgende Schwierigkeiten angesprochen werden:
Erstens muß eine stabile Suspension des Feststoffs in einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit hergestellt werden. Wenn Dispergiermittel oder grenzflächenaktive Mittel verwendet werden, dürfen sie nicht die weiteren bei der Herstellung von Mikrokapseln verwendeten Verfahren der Dispersion beeinträchtigen.
Zweitens muß die Suspension in Wasser dispergiert werden, um stabile, gut dispergierte Tröpfchen zu ergeben. Für biologisch aktive Substanzen wird bevorzugt, daß sie sehr kleine Tröpfchen der Flüssigkeit, dispergiert in Wasser, aufweisen, um eine hohe Oberfläche in den entstehenden Mikrokapseln darzustellen. Die Herstellung sehr kleiner Tröpfchen erfordert hohe Scherkräfte, die zum Abbau der Tröpfchen und/oder der Freisetzung des Feststoffs aus der Suspension tendieren. Grenzflächenaktive Mittel sind üblicherweise erforderlich, um eine gute Dispersion und stabile Tröpfchen zu erreichen.
Drittens kann das Vorhandensein eines oder mehrerer grenzflächenaktiver Mittel bewirken, daß das dispergierte Tröpfchensystem instabil ist, und das Phänomen der Phaseninversion kann auftreten, d. h. das Wasser bildet kleine Tröpfchen in der Flüssigkeit, eine Wasser-in-Öl-Emulsion.
Viertens neigt der in der mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit suspendierte Feststoff dazu, in die wäßrige Phase zu wandern, insbesondere wenn emulgierende grenzflächenaktive Mittel verwendet werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es wurde jetzt festgestellt, daß die vorstehenden Probleme gelöst werden können und es möglich ist, mikroeingekapselte Verbindungen herzustellen, die eine feste biologisch wirksame Verbindung, suspendiert in einer Flüssigkeit, enthalten.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird eine mikroeingekapselte Formulierung einer festen biologisch wirksamen Verbindung, suspendiert in einer Flüssigkeit, durch Phasentrenn- oder Grenzflächenpolymerisationsverfahren hergestellt. Das bevorzugte Verfahren ist Grenzflächenpolymerisation, insbesondere zur Herstellung der Kapseln aus einer Öl-in- Wasser-Emulsion mit Verfahren, wie den im U.S.-Patent 4,285,720 und U.S.-Patent 4,956,129 beschriebenen, die wie hier beschrieben modifiziert werden.
Die feste biologisch aktive Verbindung ist vorzugsweise eine Agrochemikalie und insbesondere ein Herbizid.
Die bevorzugten Herbizide sind s-Triazine, z.B. Atcazin, Simazin, Propazin, Cyprozin;
Sulfonylharnstoffe, z. B. Chlorsulfuron, Chlorimuronethyl, Metsulfuron-Methyl, Thiameturon-methyl; und
Triketone, z. B. Sulcotrion.
Ein insbesondere bevorzugtes Herbizid ist Atrazin.
Eine andere geeignete Verbindung ist das Fungizid (E)-Methyl-2-[2-(6-(2-cyanophenoxy)pyrimidin-4-yloxy)phenyl]-3-methoxypropenoat.
Die Flüssigkeit, in der der Feststoff suspendiert wird, kann geeigneterweise ein zweites Herbizid, insbesondere ein Thiocarbamat oder ein Halogenacetanilid und vorzugsweise Acetochlor sein.
Die Halogenacetanilide, insbesondere die allgemein als α-Chloracetanilide bekannte Untergruppe sind eine allgemein bekannte Gruppe von herbiziden Mitteln und wurden zur Verwendung in einer Reihe von Feldfrüchte- und Nichtfeldfrüchteanwendungen verwendet und vorgeschlagen. Einige der besser bekannten Vertreter dieser Gruppe schließen α-Chlor-6'-ethyl-N-(2-methoxy-1-methylethyl)acetanilid (Metolachlor), N-Butoxymethyl-α-Chlor-2',6'-diethylacetanilid (Butachlor), α-Chlor-2',6'-diethyl-N-methoxymethylacetanilid (Alachlor), 2-Chlor-N-(ethoxymethyl)-6'-ethyl-o-acetotoluidid (Acetochlor) und α-Ghlor-N-isopropylacetanilid (Propachlor) ein. Viele andere Verbindungen dieses Typs sind in zahlreichen Patenten offenbart.
Die Thiocarbamate sind eine allgemein bekannte Gruppe von Herbiziden, die einschließt
Molinat - S-Ethylhexahydro-1H-azepin-1-carbothioat
Butylat - S-Ethyldiisobutylthiocarbamat
EPTC - Ethyldipropylthiolcarbamat
Triallat - 2,3,3-Trichlorallyldiisopropylthiolcarbamat
Diallat - cis-1-trans-2,3-Dichlorallyldiisopropylthiolcarbamat
Vernolat - S-Propyldipropylthiolcarbamat.
Die erfindungsgemäßen Mikrokapseln enthalten geeigneterweise 0.1-55 Gew.- % der biologisch aktiven Verbindungen.
Die Flüssigkeit kann in einer anderen Ausführungsform jedes organische Lösungsmittel sein, das mit Wasser nicht mischbar ist, den biologisch aktiven Feststoff nicht in nennenswertem Umfang löst und polar genug ist, um die zur Bildung der Wände der Mikrokapseln verwendeten Prepolymere zu lösen.
Geeignete Beispiele solcher Lösungsmittel sind aromatische Verbindungen, wie Xylole und Naphthaline, insbesondere Solvesso 200; aliphatische Verbindungen, wie Allylester, insbesondere Alkylacetate, z. B. Exxate 700 - Exxate 1000; Alkylphthalate, wie Diethylphthalat, Dibutylphthalat; Alkohole, wie Isopropylalkohol; Ketone, wie Acetophenon, Cyclohexanon. Das Lösungsmittel kann ein Gemisch von mehr als einer Verbindung sein.
Ein Sicherungsmittel für jedes Herbizid kann vorhanden sein, und viele derartige Sicherungsmittel oder Gegengifte sind auf dem Fachgebiet allgemein bekannt. Bevor zugte Typen zur Verwendung mit Halogenacetanilidherbiziden schließen Dichloracetamide, wie Dichlormid (N,N-Diallyldichloracetamid); 2,2,5-Trimethyl-3-dichloracetyloxazolidin (R-29148), N-Dichloracety1-1-oxa-4-azaspiro[4,5]decan (AD-67); 4-Dichloracetyl-2,3-dihydro-3-methyl-1,4-benzoxazin (CGA-154281); 1-(Dichloracetyl)hexahydro-3,3,8a-trimethylpyrrolo-[1,2-a]-pyrimidin-6(2H)-on und N-(1,3-dioxolan-2-ylmethyl)-N-(2-propeny1)-2,2-dichloracetamid (PPG-1292), ein.
Diese und andere Dichloracetamide sind zum Beispiel in den U.S.-Patenten 4,124,372; 4,256,481; 4,294,764; 4,448,960; 4,601,745; 4,618,361; 4,708,735 und 4,900,350 beschrieben. Zusätzliche bekannte Typen von Sicherungsmitteln oder Gegengiften schließen bestimmte Oximderivate (zum Beispiel U.S.-Patente 4,070,389 und 4,269,775), Thiazolcarbonsäuren und Derivate (zum Beispiel U.S.-Patent 4,199,506), Halogenacyltetrahydroisochinoline (zum Beispiel U.S.-Patent 4,755,218), Arylcyclopropancarbonitrile (zum Beispiel U.S.-Patent 4,859,232) und 1,8-Naphthalinsäure, ihr Anhydrid und Derivate ein.
Sicherungsmittel und Gegengifte sind, falls enthalten, üblicherweise in der organischen oder mit Wasser nicht mischbaren Phase enthalten.
Die bevorzugten Materialien für die Mikrokapsel sind ein Polyharnstoff, gebildet wie im U.S.-Patent 4,285,720 beschrieben, oder ein Harnstoff-Formaldehyd-Polymer, wie im U.S.-Patent 4,956,129 beschrieben. Der Polyharnstoff ist insbesondere bevorzugt.
Kurz zusammengefaßt umfaßt das Verfahren folgende Schritte.
Schritt 1: Herstellung des festen biologisch aktiven Materials mit der erforderlichen Teilchengröße, geeigneterweise mit einem Mahlverfahren. Die bevorzugte durchschnittliche Teilchengröße des Feststoffs beträgt 0.01-50 Mikron, vorzugsweise 1-10 Mikron und noch stärker bevorzugt 1-5 Mikron.
Schritt 2: Suspendieren des festen biologisch aktiven Materials in einer organischen Flüssigkeit. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise ein schlechtes Lösungsmittel für den Feststoff, das heißt, löst nicht große Mengen des Feststoffs. Die Flüssigkeit muß auch mit Wasser nicht mischbar, aber polar genug sein, um die beim Mikroeinkapselungsverfahren verwendeten Prepolymere zu lösen.
Die Flüssigkeit enthält vorzugsweise ein Dispergiermittel, das fähig ist, den Feststoff in der Flüssigkeit zu halten, aber nicht ermöglicht, daß der Feststoff in Wasser extrahiert wird, wenn die Suspension in Wasser dispergiert wird. Zusätzlich darf, wenn die Suspension zu Wasser gegeben wird, das Dispergiermittel nicht ermöglichen, daß eine Phaseninversion auftritt, d. h. das Wasser darf nicht durch die organische Flüssigkeit in eine Emulsion genommen werden.
Die genaue Wahl der Dispergiermittel hängt von der Wahl des Feststoffs und der Flüssigkeit ab, aber bevorzugte Dispergiermittel sind nichtionische grenzflächenaktive Mittel, die durch sterische Hinderung wirken und nur an der Grenzfläche Feststoff/ organische Flüssigkeit wirksam sind und nicht als Emulgiermittel dienen. Solche Dispergiermittel sind geeigneterweise aus i) einer polymeren Kette mit starker Affinität gegenüber der Flüssigkeit und ii) einer Gruppe, die stark an den Feststoff absorbiert, aufgebaut.
Beispiele solcher Dispergiermittel sind Hypermer PS1, Hypermer PS2, Hypermer PS3 und Hypermer LP2; Atlox LP1, Atlox LP2, Atlox LP4, Atlox LP5, Atlox LP6, Atlox PS2 und Atlox PS3, erhältlich von ICI Americas Inc., Wilmington, Delaware; und Agrimerpolymere von GAF, z. B. Agrimer AL-220, Agrimer AL-216.
Im allgemeinen beträgt der Bereich der verwendeten Dispergiermittelkonzentration etwa 0.01 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die organische Phase, aber eine höhere Konzentration von grenzflächenaktivem Mittel kann ebenfalls verwendet werden.
In einer anderen Ausführungsform können die Verfahren der Schritte 1 und 2 durch Durchführen eines Mahlverfahrens zur Verminderung der Teilchengröße des Feststoffs, nachdem das feste biologisch aktive Material in der organischen Flüssigkeit suspendiert ist (Mahlen in einem Medium), variiert werden.
Schritt 3: Eine physikalische Dispersion einer mit Wasser nicht mischbaren Phase in einer wäßrigen Phase wird hergestellt. Um die geeignete Dispersion zu erhalten, wird die organische Phase unter Rühren zur wäßrigen Phase gegeben. Ein geeignetes Dispergierverfahren wird verwendet, um die organische Phase in der flüssigen Phase zu dispergieren. Das Verfahren kann jede höhere Schervorrichtung sein, um so eine gewünschte Tröpfchen- (und entsprechend Mikrokapselteilchen)größe im Bereich von etwa 1 bis etwa 200 Mikron zu erhalten. Vorzugsweise beträgt die Tröpfchengröße etwa 1 bis etwa 30 Mikron, am stärksten bevorzugt etwa 3 bis etwa 20 Mikron im Durchschnitt. Wenn einmal die geeignete Tröpfchengröße erhalten ist, wird das Dispersionsverfahren abgebrochen. Nur mildes Rühren ist für den Rest des Verfahrens erforderlich. Die mit Wasser nicht mischbare Phase umfaßt die feste biologisch aktive Verbindung, suspendiert in der einzukapselnden Flüssigkeit, die wie vorstehend in den Schritten 1 und 2 beschrieben, hergestellt wurde. Die wäßrige Phase besteht aus Wasser und einem "Schutzkolloid" genannten Material. Vorzugsweise enthält sie ferner ein grenzflächenaktives Mittel.
Im allgemeinen können das grenzflächenaktive Mittel oder die grenzflächenaktiven Mittel in dieser Phase anionische oder nichtionische grenzflächenaktive Mittel mit einem HLB-Bereich von etwa 12 bis etwa 16 sein, der hoch genug ist, um eine stabile Öl-in-Wasser-Emulsion zu bilden. Wenn mehr als ein grenzflächenaktives Mittel ver wendet wird, können die einzelnen grenzflächenaktiven Mittel geringere Werte als 12 oder höhere als 16 aufweisen. Jedoch wenn sie miteinander kombiniert werden, liegt der gesamte HLB-Wert der grenzflächenaktiven Mittel im Bereich von 12-16. Geeignete grenzflächenaktive Mittel schließen Polyethylenglycolether von linearen Alkoholen, ethoxylierte Nonylphenole, Naphthalinsulfonate und dgl. ein. Andere geeignete grenzflächenaktive Mittel schließen Blockcopolymere von Propylenoxid und Ethylenoxid und anionische/nichtionische Gemische ein. Vorzugsweise weist der hydrophobe Teil des grenzflächenaktiven Mittels chemische Eigenschaften auf, die ähnlich zur organischen Flüssigkeit sind. So ist, wenn die organische Flüssigkeit ein aromatisches Lösungsmittel ist, das grenzflächenaktive Mittel geeigneterweise ein ethoxyliertes Nonylphenol.
Insbesondere bevorzugte grenzflächenaktive Mittel sind Tergitol NP7, Tergitol NP40 und Tergitol 15-S-20.
Im allgemeinen beträgt der Bereich der Konzentration des grenzflächenaktiven Mittels beim Verfahren etwa 0.01 bis etwa 10.0 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Phase, aber höhere Konzentrationen des grenzflächenaktiven Mittels können ebenfalls verwendet werden.
Das in der wäßrigen (oder kontinuierlichen) Phase vorhandene Schutzkolloid muß in starkem Maße an die Oberfläche der Öltröpfchen absorbieren. Geeignete Kolloid-bildende Materialien schließen eines oder mehrere Polyalkylate, Methylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Poly(methylvinylether/Maleinsäureanhydrid), Pfropfcopolymere von Polyvinylalkohol und Methylvinylether/Maleinsäure (hydrolysierter Methylvinylether/Maleinsäureanhydrid; siehe U.S.-Patent 4,448,929, das hierbei durch Bezugnahme eingeschlossen ist), und Alkalimetall- oder Erdalkalimetallignosulfonate ein. Vorzugsweise ist jedoch das Schutzkolloid aus Alkalimetall- und Erdalkalimetallignosulfonaten und am stärksten bevorzugt Natriumlignosulfonaten ausgewählt. Insbesondere bevorzugte Kolloide enthalten auch Polyvinylalkohol.
Es muß ausreichend Kolloid vorhanden sein, um eine vollständige Bedeckung der Oberflächen aller Tröpfchen der organischen Flüssigkeit zu erlangen. Die Menge des verwendeten Schutzkolloids hängt von verschiedenen Faktoren, wie dem Molekulargewicht, der Verträglichkeit usw., ab. Das Schutzkolloid kann zur wäßrigen Phase vor Zugabe der organischen Phase oder zum Gesamtsystem nach Zugabe der organischen Phase oder der Dispersion davon gegeben werden. Das Schutzkolloid ist im allgemeinen in der wäßrigen Phase in einer Menge von etwa 0.1 bis etwa 10.0 Gew.-% vorhanden.
Keines der in der wäßrigen Phase verwendeten grenzflächenaktiven Mittel darf das Schutzkolloid von der Oberfläche der Tröpfchen der organischen Flüssigkeit verdrängen.
Wenn die mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit ein Thiocarbamat- oder Halogenacetanilidherbizid ist, dann können abhängig von der gewünschten Anwendung oder Verwendung des mikroeingekapselten Produkts die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch ein Herbizidsicherungsmittel oder ein -gegengift enthalten.
Sicherungsmittel oder Gegengifte sind, falls enthalten, üblicherweise in der organischen oder mit Wasser nicht mischbaren Phase enthalten.
Die bevorzugte durchschnittliche Teilchengröße der Tröpfchen der mit Wasser unmischbaren Flüssigkeit, die einen biologisch aktiven Feststoff enthält, beträgt 1-200 Mikron, vorzugsweise 1-30 Mikron und stärker bevorzugt 3-20 Mikron. Die Teilchengröße kann gemäß der Endverwendung der Mikrokapseln durch Einstellen von Rührgeschwindigkeit und -dauer und durch die Wahl der grenzflächenaktiven Mittel und die verwendete Menge der grenzflächenaktiven Mittel eingestellt werden.
Um die Mikrokapseln zu erhalten, muß die organische Flüssigkeit und/oder das Wasser ein oder mehrere Materialien enthalten, die reagieren können, um ein Polymer an der Grenzfläche zwischen der organischen Flüssigkeit und dem Wasser zu bilden.
Bei dem im U.S.-Patent 4,285,720 beschriebenen Verfahren werden Polyisocyanate in der organischen Phase (z. B. beim Schritt 2 im vorstehenden Verfahren) gelöst, und die Polymerisation findet durch Hydrolyse der Prepolymere an der Grenzfläche Wasserorganische Flüssigkeit statt, wobei Amine gebildet werden, die wiederum mit nicht hydrolysierten Monomeren reagieren, wobei die Polyharnstoffmikrokapselwand gebildet wird. Eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch von zwei oder mehreren Polyisocyanaten kann verwendet werden. Gemische sind bevorzugt. Von den Polyisocyanaten sind Polymethylenpolyphenylisocyanat (PAPI) und isomere Gemische von Toluoldiisocyanat (TDI) bevorzugt. Insbesondere bevorzugt sind Gemische von Polymethylenpolyphenylisocyanat mit isomeren Gemischen von Toluoldiisocyanat in einem Gewichtsverhältnis von PAPI:TDI von etwa 1:30 bis etwa 4:1, insbesondere 1:10 bis 1:1.
Die Menge des beim Verfahren verwendeten organischen Polyisocyanats bestimmt den Wandgehalt der Mikrokapseln.
Im allgemeinen umfaßt die Mikrokapselwand etwa 2.0 bis etwa 75.0 Gew.-% der Mikrokapsel. Am stärksten bevorzugt umfaßt die Wand etwa 4 bis etwa 15 Gew.-% der Mikrokapsel.
Die Dispersion wird in einem Temperaturbereich von etwa 20ºC bis etwa 90ºC, vorzugsweise 40º - 60ºC gehalten, während die Kondensationsreaktion stattfindet, wobei Polyharnstoff an den Grenzflächen zwischen den Tröpfchen der organischen Phase und der wäßrigen Phase gebildet wird.
Ein Thiocarbamat- oder ein Halogenacetanilidherbizid kann als Lösungsmittel für die Polyisocyanate verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform können Lösungsmittel, wie Xylol verwendet werden (siehe kanadisches Patent 1,094,402).
Ein anderes geeignetes System zur Erzeugung von Mikrokapseln ist in U.S. 4,956,129 beschrieben, wobei das Polymer aus einem veretherten Harnstoff-Formaldehyd-Prepolymer gebildet wird, in dem 50-98% der Methylolgruppen mit einem C4- C&sub1;&sub0;-Alkohol verethert wurden. Eine Selbstkondensation des Prepolymers findet unter der Wirkung von Wärme bei niedrigem pH-Wert statt, zum Beispiel bei 20-100ºC bei einem pH-Wert von 0-4.
Zur Bildung der Mikrokapseln wird die Temperatur des Zweiphasengemisches auf einen Wert von etwa 20ºC bis etwa 90ºC, vorzugsweise etwa 40ºC bis etwa 90ºC, am stärksten bevorzugt etwa 40ºC bis etwa 60ºC, erhöht. Abhängig vom System kann der pH-Wert auf einen geeigneten Wert eingestellt werden.
Folgendes sind Beispiele der Herstellungen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.

Allgemeines Verfahren

Im ersten der zwei folgenden Beispiele wurden die Zusammensetzungen mit folgendem allgemeinen Verfahren hergestellt:
Die organische Phase wurde zur wäßrigen Phase gegeben und eine Öl-in-Wasser- Emulsion durch einen Rührer mit hoher Scherung gebildet. Die durchschnittliche Teilchengröße lag im Bereich von 11.0 ± 2 Mikron. Während mildes Rühren aufrechterhalten wurde, wurde die Temperatur der Charge über einen Zeitraum von 30 Minuten auf 50ºC erhöht und 3 Stunden bei 50ºC gehalten. Die entstandene Mikrokapselsuspension ließ man dann auf Raumtemperatur abkühlen. Die zusätzlichen Bestandteile wurden dann zugegeben und der pH-Wert mit 50 %igem Natriumhydroxid auf 11.0 eingestellt. Beispiel I 14473-27-1 Eine Zusammensetzung wurde unter Befolgen des vorstehend beschriebenen allgemeinen Verfahrens mit folgenden Bestandteilen hergestellt.
Das entstandene mikroeingekapselte Produkt wies einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10.0 Mikron auf.
1 = Suspendiermittel
2 = Puffermittel
3 = Biozid Beispiel II 1458-26 Eine Zusammensetzung wurde unter Befolgen des vorstehend beschriebenen allgemeinen Verfahrens mit folgenden Bestandteilen hergestellt.
Das entstandene mikroeingekapselte Produkt wies einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12.5 Mikron auf.
Bei jedem Beispiel wurde das Endprodukt des Verfahrens durch Mikroskopie und Polarographie analysiert. Die Ergebnisse zeigten, daß die Suspension des biologisch aktiven Feststoffs erfolgreich eingekapselt war und die wäßrige Phase im wesentlichen frei vom Feststoff war.

Claims

1. Mikrokapsel, die eine feste biologisch aktive Verbindung, ausgewählt aus Arzneimitteln und Agrochemikalien, suspendiert in einer organischen Flüssigkeit enthält, die ein Dispergiermittel enthält, das nur an der Grenzfläche Feststoff/organische Flüssigkeit aktiv ist und nicht als Emulgiermittel dient.

2. Mikrokapsel nach Anspruch 1, in der die Flüssigkeit eine mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit ist.

3. Mikrokapsel nach Anspruch 1 oder 2, in der die biologisch aktive Verbindung eine Agrochemikalie ist.

4. Mikrokapsel nach einem der Ansprüche 1-3, in der die Agrochemikalie ein Herbizid ist.

5. Mikrokapsel nach Anspruch 4, in der das Herbizid Atrazin ist.

6. Mikrokapsel nach einem der Ansprüche 1-5, in der die Flüssigkeit eine biologisch aktive Verbindung, ausgewählt aus Arzneimitteln und Agrochemikalien, ist.

7. Mikrokapsel nach Anspruch 6, in der die Flüssigkeit ein Herbizid ist.

8. Mikrokapsel nach Anspruch 7, in der die Flüssigkeit ein Halogenacetanilid oder ein Thiocarbamat ist.

9. Mikrokapsel nach Anspruch 8, in der das flüssige Herbizid Acetochlor ist.

10. Mikrokapsel nach einem der Ansprüche 7-9, in der ein Herbizidsicherungsmittel ebenfalls in der Mikrokapsel vorhanden ist.

11. Mikrokapsel nach einem der Ansprüche 1-10, in der die Mikrokapsel durch eine Grenzflächenpolymerisationsreaktion gebildet wird.

12. Mikrokapsel nach einem der Ansprüche 1-11, in der eine Polyharnstoffkapsel aus Isocyanatmonomeren gebildet wird.

13. Mikrokapsel nach Anspruch 12, in der das Isocyanatmonomer ein Gemisch aus Polymethylenpolyphenylisocyanat und einem isomeren Gemisch von Toluoldiisocyanat ist.

14. Mikrokapsel nach Anspruch 1, die etwa 0.1 bis etwa 55 Gew.-% der biologisch aktiven Verbindungen enthält.

15. Mikrokapsel nach Anspruch 1, in der die Kapsel aus einem veretherten Harnstoff-Formaldehyd-Prepolymer gebildet wird.

16. Mikrokapsel nach Anspruch 15, in der das Harnstoff-Formaldehyd-Polymer aus einem veretherten Harnstoff-Formaldehyd-Prepolymer gebildet wird, in dem etwa 50% bis etwa 98% der Methylolgruppen des Prepolymers mit einem C&sub4;- C&sub1;&sub0;-Alkohol verethert wurden.

17. Mikrokapsel nach einem der Ansprüche 12-16, in der das Polymer etwa 4 bis etwa 15 Gew.-% der Kapsel umfaßt.

18. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln, die eine feste biologisch aktive Verbindung, ausgewählt aus Arzneimitteln und Agrochemikalien, suspendiert in einer Flüssigkeit enthalten, die ein Dispergiermittel enthält, das nur an der Grenzfläche Feststoff/organische Flüssigkeit aktiv ist und nicht als Emulgiermittel dient, wobei das Verfahren umfaßt:

a) Herstellen einer Suspension der Verbindung in einer organischen Flüssigkeit, die mit Wasser nicht mischbar ist und ein nur an der Grenzfläche Feststofflorganische Flüssigkeit wirksames Dispergiermittel enthält, das nicht als Emulgiermittel dient, durch entweder:

i) Herstellen eines Pulvers der Verbindung mit einer Teilchengröße von 0.01 -50 Mikron und Suspendieren des Pulvers in der organischen Flüssigkeit oder

ii) Mahlen der Verbindung in einem Medium auf eine Teilchengröße von 0.01-50 Mikron und Suspendieren der Verbindung in der organischen Flüssigkeit;

b) Einbringen der Suspension in Wasser, das ein Schutzkolloid und gegebenenfalls ein grenzflächenaktives Mittel enthält, das dazu fähig ist, die organische Flüssigkeit als Tröpfchen im Wasser zu halten, ohne den Feststoff aus der organischen Flüssigkeit in das Wasser zu extrahieren; wobei die organische Flüssigkeit und/oder das Wasser in Lösung ein oder mehrere Monomere oder Prepolymere enthalten, die reagieren können, wobei an der Grenzfläche der organischen Flüssigkeit und Wasser ein Polymer gebildet wird;

c) Mischen der Suspension der organischen Flüssigkeit in der wäßrigen Phase unter hoher Scherung, wobei eine Öl-in-Wasser-Emulsion gebildet wird; und

d) Einstellen der Temperatur und/oder des pH-Werts der Öl-in-Wasser- Emulsion, falls erforderlich derart, daß eine Polymerisationsreaktion stattfindet, wobei die Mikrokapseln gebildet werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Teilchengröße des biologisch aktiven Feststoffs 1-10 Mikron beträgt.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Teilchengröße der Tröpfchen der organischen Flüssigkeit nach Dispersion im Wasser 1-30 Mikron beträgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-20, wobei das Schutzkolloid ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallignosulfonat ist und gegebenenfalls auch Polyvinylalkohol enthält.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-21, wobei das grenzflächenaktive Mittel in der wäßrigen Phase einen HLB-Wert von 12-16 aufweist.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-22, wobei das Prepolymer ein organisches Polyisocyanat gelöst in der organischen Flüssigkeit ist, das beim Erhitzen durch Hydrolyse eines Isocyanats zu einem Amin einen Polyharnstoff bildet, wobei das Amin wiederum mit einem anderen Isocyanat reagiert, wobei der Polyharnstoff gebildet wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Polyisocyanat ein Gemisch von Polymethylenpolyphenylisocyanat und ein isomeres Gemisch von Toluoldiisocyanat ist.

25. Verfahren nach einem der Anspruche 18-24, wobei das Prepolymer ein verethertes Harnstoff-Formaldehyd-Prepolymer ist, in dem etwa 50-98% der Me thylolgruppen mit einem C&sub4;-C&sub1;&sub0;-Alkohol verethert wurden, und das ein festes Polymer bei einem pH-Wert von 0-4 bei 20-100ºC bildet.