DE60007650T2 - Eingekapseltes aktives Material, immobilisiert in Hydrogelmikroperlen - Google Patents

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Description

  • Bereich der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft allgemein gesprochen eine Kombination aus Einkapselung, Immobilisierung und Freisetzung von aktivem Material unter Verwendung von Hydrogelmikroperlen, wobei das aktive Material entweder wasserlöslich oder wasserunlöslich sein kann. Speziell immobilisieren die Hydrogelmikroperlen eingekapselte Agrochemikalien, wie Pheromone, Herbizide, Insektizide und Pestizide, wobei das eingekapselte aktive Material durch Diffusion durch mindestens zwei Teilpfade in die Umgebungsluft freigesetzt wird: eine Mikrokapselhülle und eine hydrophile Matrix.
  • Hintergrund
  • Verfahren zur Eliminierung von unerwünschten Schädlingen aus Obstgärten, Feldfrüchten und Wäldern bringen häufig die Verwendung von Organophosphat-Insektiziden mit sich. Alternative Verfahren schließen eine Störung der Insektenpaarung ein, wobei Insektenpheromone verwendet werden, um Schädlinge zu bekämpfen und landwirtschaftliche Feldfrüchte zu schützen. In Verfahren zur Störung der Insektenpaarung wird die Paarungspheromonwolke eines weiblichen Insekts typischerweise mit anderen punktförmigen Pheromonquellen maskiert. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass ein männliches Insekt ein Weibchen findet und stört und verringert in der Folge die Larvenentstehung. Die Insektenpopulation der nächsten Generation wird dadurch ebenso reduziert wie eine mögliche Schädigung der Feldfrüchte.
  • Herkömmliche sprühbare Pheromonzubereitungen werden im allgemeinen in flüssigkeitsgefüllten, ein aktives Material enthaltenden Mikrokapseln zur Verfügung gestellt. Typischerweise weisen die Mikrokapseln eine Polyharnstoffmembran auf, welche unter Verwendung eines Grenzflächenverfahrens, welches ein Isocyanat und ein Amin einschließt, erzeugt werden kann. Eine Mikroeinkapselung mittels dieses Verfahrens wurde zum Beispiel in US-Patent Nr. 4,487,759 (Nesbitt et al., 1984) beschrieben. Diese Polyharnstoffinembranen gestatten die Freisetzung von aktiven Materialien in die Atmosphäre für bis zu insgesamt 2 – 3 Wochen für die meisten Insektenpheromone. Membranen von Polyharnstoffkapseln sind im allgemeinen semipermeabel; dadurch kann aktives Material durch die Membranen diffundieren und im Laufe der Zeit langsam freigesetzt werden. Möglicherweise können hohe Konzentrationen aktiven Materials in der Luft unmittelbar nach dem Abgeben oder Sprühen eingekapselter Produkte beobachtet werden. Dies kann einem häufigen Auftreten von Kapselbrüchen oder möglichen Lecks in Mikrokapseln zuzuschreiben sein.
  • Das US-Patent Nr. 4,532,123 beschreibt Kapseln, welche ein pharmazeutisch aktives Material in Primärkapseln enthalten, welche des weiteren innerhalb einer zweiten Membran eingekapselt sind, um Sekundärkapseln zu erzeugen. Der intrakapsuläre Flüssigkeitskern der Sekundärkapseln enthält Enzyme, welche die Membran der Primärkapseln langsam hydrolysieren. Diese langsame Hydrolyse ermöglicht die langsame Freisetzung von aktivem Material aus den Primärkapseln in den größeren Kapselkern zur regulierten Abgabe.
  • Ein Japanisches Patent, JP 8-173794, beschreibt die Einkapselung eines Amins innerhalb kleiner Kapseln aus Polymethylmethacrylat-Membranen. Diese Kapseln werden des weiteren innerhalb einer Epoxy-Aminpolymerhülle eingekapselt. Entsprechend wird das Amin innerhalb der kleinen Kapseln in den Kern der größeren Kapsel freigesetzt, wodurch das Amin bei Bruch der Polymerhüllen schließlich abgegeben wird.
  • Die Verwendung von Grenzflächenkondensation zur Einkapselung von Substanzen, wie Arzneimittel, Pestizide und Herbizide, wird in US-Patent Nr. 3,577,515 beschrieben. Das Einkapselungsverfahren schließt zwei unmischbare Flüssigphasen (typischerweise Wasser und ein organisches Lösungsmittel), wobei die eine in der anderen durch Rühren dispergiert wird, und die anschließende Polymerisation von Monomeren aus jeder Phase an der Grenzfläche zwischen der Hauptphase (kontinuierlichen Phase) und den dispergierten Tröpfchen ein. Polyurethane und Polyharnstoffe sind Materialien, die zur Herstellung der Mikrokapseln geeignet sind. Der Durchmesser der Mikrokapseln, umfassend eine polymere Kugelhülle und ein flüssiges Zentrum, liegt in Abhängigkeit der verwendeten Monomeren und Lösungsmittel im Bereich von 30 μm bis 2 mm.
  • Hochviskose und eingedickte Hydrogele wurden zum Abgeben von Pheromonen, Aromen und anderen nicht wasserlöslichen aktiven Materialien verwendet. Das US-Patent Nr. 4,755,377 beschreibt zum Beispiel ein Verfahren zur Einkapselung von Parfüm- oder Aromamaterial innerhalb einer Gelzusammensetzung auf Wasserbasis. Das erhaltene Material liegt in Form eines hochviskosen Halbfeststoffes vor. Das US-Patent Nr. 5,645,844 beschreibt die Verwendung einer Chitosanpaste zur Abgabe von Pheromonen zur Störung der Insektenpaaarung, wobei das Material mittels eines Gerätes, wie einer Dichtmassenspritze, verteilt werden kann. Aufgrund ihrer Dickflüssigkeit und hohen Viskosität sind diese Materialien jedoch im allgemeinen nicht sprühbare Zusammensetzungen.
  • Die meisten Hydrogele sind für den Menschen sicher und nicht toxisch. Hydrogele wurden zur Einkapselung biologischer Materialien verwendet, wobei die Zubereitung für die Lebensfähigkeit der Zellen, Proteine und verwandten Materialien nicht letal ist. Das US-Patent Nr. 4,689,293 beschreibt das Verfahren der Einkapselung lebenden Gewebes oder lebender Zellen. Die Einkapselungshülle erlaubt den Durchtritt von Materialien und Sauerstoff zu den Zellen und erlaubt die Diffusion der Stoffwechselnebenprodukte aus dem Gel.
  • Das US-Patent Nr. 4,476,513 betrifft Mikrokapseln zur Schnellfreisetzung. Das UK-Patent Nr. 1,236,885 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrwandkapseln. Die Internationale Offenlegungsschrift WO 98/44912 offenbart Suspensionen von Mikrokapseln, welche ein biologisch aktives Material enthalten, wobei die Suspensionen ebenfalls ein Klebstoffinaterial enthalten. Die Internationale Offenlegungsschrift WO 89/12450 offenbart hydrodynamische Zusammensetzungen zur Abgabe, umfassend Mikrokapseln, welche Insektid- und/oder Pestizidbestandteile innerhalb einer in Wasser quellbaren Matrix einschließen. Die Japanische Offenlegungsschrift 04 310233 offenbart Harnstoff-Formaldehyd- oder Melamin-Formaldehyd-Vorpolymere, die mit wasserlöslichen, kationischen Harzen kondensiert sind. Die Internationale Offenlegungsschrift WO 94/12161 betrifft Depotsysteme, hergestellt aus Mikrokapseln, welche ein biologisch aktives Material, wie lebende Zellen oder freie lebende Zellen enthalten, in einer Makrokapsel. Das US-Patent Nr. 4,708,861 betrifft Reservoire bioaktiver Mittel, welche in einer Gelmatrix maskiert sind. Die Internationale Offenlegungsschrift WO 87/01587 offenbart Mikrokapseln, umfassend eine Beladung, eingeschlossen in Liposomen, welche in einer Hydrokolloidmatrix eingekapselt sind. Keines dieser Dokumente offenbart ein aktives Material umfassende Mikroperlen, wobei die Mikrokapseln in einer hydrophilen Matrix eingebunden sind und mit der Fähigkeit beschrieben werden, zu quellen, wenn sie Wasser ausgesetzt sind, und in einem trockenen Zustand zu schrumpfen, um eine regulierte Freisetzung des eingeschlossenen aktiven Materials zu erlauben.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Um eine verlängerte Freisetzungsdauer eines aktiven Materials zur Verfügung zu stellen, werden Mikroperlen, umfassend eine hydrophile Matrix mit darin eingebundenen mit aktivem Material gefüllten Mikrokapseln, zur Verfügung gestellt. Die hydrophile Matrix kann ein breites Spektrum entweder wasserlöslicher oder wasserunlöslicher mikroeingekapselter aktiver Materialien immobilisieren. Die Mikroperlen können in einer sprühbaren Lösung suspendiert sein.
  • Daher stellt die Erfindung ein Verfahren des Abgebens und Freisetzens von aktivem Material, umfassend die folgenden Schritte zur Verfügung:
    • a) Suspendieren einer Vielzahl von Mikroperlen in einer Lösung, wobei die Mikroperlen eine Vielzahl von ein aktives Material umfassenden Mikrokapseln umfassen, wobei die Mikrokapseln in einer hydrophilen Matrix eingebunden sind;
    • b) Abgeben der die Mikroperlen umfassenden Lösung auf ein Substrat; und
    • c) Gestatten, daß die Mikroperlen dehydratisieren.
  • Das Verfahren kann des weiteren die folgenden Schritte umfassen:
    • d) die Mikroperlen Feuchtigkeit Aussetzen; und
    • e) Gestatten, daß die Mikroperlen rehydratisieren.
  • Die Schritte d) bis e) können aufeinanderfolgend wiederholt werden.
  • Die Erfindung stellt des weiteren eine sprühbare Zusammensetzung zur Verfügung, umfassend in einer Lösung suspendierte Mikroperlen, wobei die Mikroperlen eine Vielzahl von ein aktives Material umfassenden Mikrokapseln umfassen, wobei die Mikrokapseln in einer hydrophilen Matrix eingebunden sind.
  • In einem Gesichtspunkt der Erfindung kann die hydrophile Matrix aus einem wasserlöslichen, matrixbildenden Material hergestellt werden, um eine umweltfreundliche Mikroperle zur Verfügung zu stellen.
  • In einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung können die Mikroperlen in der Lage sein, nach einer anfänglichen Dehydratisierung und Freisetzung von aktivem Material zu rehydratisieren. Daher kann die Freisetzung und Langlebigkeit des aktiven Materials durch Einstellen der Feuchtigkeit der Umgebung, in der die Mikroperlen abgegeben wurden, reguliert werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • l ist ein Digitalbild einer lichtmikroskopischen Aufnahme einer bevorzugten Ausführungsform (Beispiel 3) der Erfindung, aufgenommen bei 40facher Vergrößerung.
  • 2 ist ein Digitalbild einer lichtmikroskopischen Aufnahme einer anderen bevorzugten Ausführungsform (Beispiel 5) der Erfindung vor der Dehydratisierung, aufgenommen bei 40facher Vergrößerung.
  • 3 ist ein Digitalbild einer lichtmikroskopischen Aufnahme der gleichen Probe aus 2 nach der Dehydratisierung, aufgenommen bei 40facher Vergrößerung.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Es wäre vorteilhaft, ein Abgabesystem zur Verfügung zu stellen, welches einen Bruch der Hülle mit aktivem Material gefüllter Mikrokapseln minimieren kann, um die Freisetzung aktiver Materialien zu verzögern und/oder zu verlängern. Im Hinblick auf das zunehmende Bewusstsein für die Toxizität von Insektiziden für Menschen und für andere Umweltbelange wäre es vorteilhaft, ein Abgabesystem für aktives Material mit einer verlängerten Freisetzungsdauer und mit einem Hydrogelmaterial zur Verfügung zu stellen, damit es nicht toxisch und bioabbaubar ist. Es wäre ebenfalls vorteilhaft, ein System für eine langanhaltende Sprühabgabe von aktivem Material zur Verfügung zu stellen, welches auf ein breites Spektrum aktiver Materialien anwendbar wäre, wobei das Problem der Reaktivität des aktiven Materials mit einer der Membrankomponenten eliminiert würde.
  • Die vorliegende Erfindung schließt die Immobilisierung eingekapselten aktiven Materials (eingekapselter aktiver Materialien) innerhalb einer Hydrogelmatrix ein, wobei die Immobilisierung in Form einer schützenden Mikroperle zur Verfügung gestellt wird. Die Mikroperlen können in einer Lösung suspendiert werden, um ein Abgabesystem für aktive Materialien zur Verfügung zu stellen, wobei das System in der Lage ist, verlängerte Freisetzungsdauern zur Verfügung zu stellen. Die Matrix stellt für die Mikrokapseln einen physikalischen Schutz gegen externe Drücke, wie sie zum Beispiel während einer Sprühabgabe auftreten können, zur Verfügung. Dies minimiert wiederum vorzeitige Kapselbrüche (Bersten) und verlängert die Freisetzungsdauer des aktiven Materials (der Materialien). Nach der Dehydratisierung des Wassers aus der hydrophilen Matrix bleibt die das aktive Material enthaltende Mikrokapsel innerhalb der Restmatrix immobilisiert. Das aktive Material kann dann durch Diffusion durch die Kapselhülle oder -membran, gefolgt von Diffusion an der hydrophilen Matrix vorbei oder durch die hydrophile Matrix, in die gewünschte Umgebung freigesetzt werden.
  • Die Mikroperlen der Erfindung umfassen ein matrixbildendes Material und sind vorzugsweise im wesentlichen kugelförmig. Die matrixbildenden Materialien der vorliegenden Erfindung sind hydrophil und wasserlöslich. Daher kann die hydrophile Matrix ein Polysaccharid, Polyvinylalkohol, Polyacrylamid oder Methacrylat sein. Innerhalb der Matrix eingebunden oder darin fein verteilt sind Mikrokapseln, welche aktives Material, vorzugsweise in Form einer Vielzahl an Tröpfchen, enthalten. Die Mikrokapseln werden aus einem aus Polyharnstoff, Polymethylharnstoff, Polyurethangelatine und Liposomen ausgewählten Material hergestellt. Aktive Materialien, welche eingekapselt und dann innerhalb der Hydrogelmikroperlen immobilisiert werden können, schließen Aldehyde, Ester, Alkohole, Epoxyverbindungen, Ether, Ketone oder Kombinationen davon ein. Diese Erfindung ist besonders vorteilhaft zur Abgabe reaktiver Ketone, in denen die Doppelbindung der Carbonylgruppe mit einer oder mehreren Doppelbindungen konjugiert ist, zum Beispiel Acetophenon, wo die Carbonylgruppe mit Doppelbindungen des aromatischen Ringes konjugiert ist.
  • Herkömmliche Abgabesysteme für aktives Material (wie zur Abgabe von Pheromon) schließen im allgemeinen Polyharnstoff- oder Polymethylharnstoffeinkapselung ein, wobei Grenzflächenpolymerisation beziehungsweise in situ Polykondensation auftritt, um mikroeingekapselte Produkte zur Verfügung zu stellen. Diese Systeme sind jedoch typischerweise beschränkt auf die Einkapselung von nicht wasserlöslichen und/oder nicht alkoholischen aktiven Materialien, zum Beispiel aufgrund der Reaktivität von Alkohol mit dem in der Polyharnstoffmembran enthaltenen Isocyanat. Die vorliegende Erfindung stellt Mikroperlen zur Verfügung, welche Matrixkerne aufweisen, die eine ausreichende Immobilisierung öllöslicher aktiver Materialien und alkoholischer aktiver Materialien zur Verfügung stellen können, so dass das aktive Material abgegeben und mittels herkömmlicher Verfahren versprüht werden kann. Die hydrophile Matrix verleiht den Hydrogelmikroperlen vorzugsweise und vorteilhafterweise die Fähigkeit öllösliche und alkoholische aktive Materialien zu immobilisieren und minimiert das Risiko unerwünschter Reaktivität zwischen dem aktiven Material und seinem Immobilisierungsmittel. Dadurch macht die Immobilisierung aktiver Materialien unter Verwendung der Mikroperlen der Erfindung das immobilisierte Material nicht inert oder unwirksam.
  • Ein weiterer Vorteil der Immobilisierung von Wirkstoffen in Hydrogelmikroperlen ist die Fähigkeit des Hydrogels, unter feuchten Bedingungen zu „quellen" und unter trockenen Bedingungen zu schrumpfen. Der hier verwendete Begriff „quellen" beschreibt das Verhalten einer Mikroperle, wobei die Größe (das Volumen) aufgrund der Absorption von Wasser erhöht (vergrößert) wird. Dies ist wahrscheinlich bedingt durch den hydrophilen Charakter des matrixbildenden Materials, das zur Immobilisierung des aktiven Materials verwendet wird.
  • Im Gegenwart von Feuchtigkeit sind die Hydrogelmikroperlen vorzugsweise in der Lage, Feuchtigkeit zu absorbieren, zu rehydratisieren und infolgedessen innerhalb der Matrix enthaltenes aktives Material freizusetzen. Dieses Verhalten kann cyclisch sein. Daher kann durch Regulieren der Feuchtigkeit (oder Trockenheit) der Umgebungsluft die Freisetzungsgeschwindigkeit aktiven Materials aus den Mikroperlen reguliert werden, so dass spezielle Freisetzungsdauern im allgemeinen vorhergesagt werden können. Mit der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, das aktive Material nach Bedarf aus der Mikroperle freizusetzen. Die Freisetzung nach Bedarf oder „intelligente Freisetzung" kann in den Fällen vorteilhaft sein, in denen eine Freisetzung zu bestimmten Zeiten bevorzugt wird. Die Fähigkeit der Mikroperlen, aktives Material weiterhin aus der Matrix freizusetzen, kann die lange Dauer der Freisetzung wirksamer Mengen aktiven Materials steigern. Vorzugsweise werden die Mikroperlen in eine gewünschte Umgebung in wirksamen Mengen abgegeben, um die gewünschte Wirkung zu erreichen. Zum Beispiel werden Mikroperlen mit darin eingebundenen Pheromonen vorzugsweise in ein gewünschtes Gebiet in derartigen Mengen abgegeben, dass eine Paarungsstörung bewirkt wird und eine Freisetzung für mehr als 4 Wochen erreicht wird, wobei die Mikroperle vorzugsweise mehr als etwa 6 Wochen, und am meisten bevorzugt mehr als etwa 8 Wochen freisetzen kann.
  • Während des Trocknungsverfahrens (d.h. der Dehydratisierung) wird sich als Folge des Verdampfens von Wasser aus der hydrophilen Matrix eine Oberflächenfilmschicht bilden. Sowohl anfänglich als auch während der Verwendung sind die Mikroperlen gekennzeichnet durch ein großes Oberflächen zu Volumen-Verhältnis, welches hilft, die Diffusionsgeschwindigkeit des aktiven Materials während der Verwendung aufrechtzuerhalten. Daher wurde festgestellt, dass die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Mikroperlen hervorragende Abgabesysteme zur Verfügung stellen, da sie in der Lage sind, aktives Material über verlängerte Zeiträume freizusetzen. Da das aktive Material innerhalb einer Matrix auf Wasserbasis dispergiert ist, kann ausserdem ein zusätzlicher Schutz vor Umgebungsbedingungen (d.h. UV) zur Verfügung gestellt werden.
  • Obwohl festgestellt wurde, dass Mikroperlen der Erfindung mit einem Durchmesser von bis zu etwa 5 mm hergestellt werden können, wird ein Durchmesser der Mikroperlen zwischen etwa 1 μm und etwa 1000 μm, und stärker bevorzugt zwischen etwa 1 μm und etwa 500 μm, bevorzugt, um sicherzustellen, dass die Mikroperlen aus herkömmlichen Sprühdüsen leicht sprühbar sind. Am meisten bevorzugt beträgt der Durchmesser der Mikroperlen weniger als etwa 400 μm, um ein minimales Verstopfen in herkömmlichen Düsen sicherzustellen. Es ist jedoch vorstellbar, dass mit dem Aufkommen größerer Sprühdüsen, die derzeit in der Industrie nicht verwendet werden, die Mikroperlen mit viel größeren Durchmessern zur Verfügung gestellt werden können.
  • Für Sprühanwendungen, insbesondere Sprühen aus der Luft, ist es wünschenswert, dass die Mikroperlen in Lösung (Wasser) suspendiert bleiben können, um sicherzustellen, dass die Mikroperlen in der Suspension nicht sinken, sich absetzen oder koagulieren. Dies stellt auch eine gleichmäßig besprühte Fläche sicher. Vorzugsweise können die Mikroperlen der Erfindung in Suspension bleiben, was die Notwendigkeit des Rührens während der Anwendung und gegebenenfalls während der Lagerung minimiert, wenn nicht eliminiert. Verschiedene Suspendierhilfsmittel können ebenfalls in die die Mikroperlen der Erfindung enthaltende Suspension eingeschlossen werden.
  • Beispiele für geeignete Suspendierhilfsmittel schließen Rhamsan Gum, Xanthum Gum, Gellan Gum, Pectin und Gummi Arabicum ein.
  • Wegen der Handhabung, der die Mikroperlen unterworfen werden, ist es wünschenswert, dass die Mikroperlen der vorliegenden Erfindung etwas elastisch und nicht zerbrechlich sein sollten. Zum Beispiel kann eine Zerstäubung einer Suspension während einer Sprühanwendung die Suspension durch zwei rotierende, perforierte Scheiben drücken, die sich unmittelbar in der Einlaufstrecke der Abgabedüse befinden. Eine ausreichende Elastizität der Mikroperlen minimiert eine physikalische Schädigung der Mikroperlen, wenn sie durch die Scheiben treten.
  • Die Mikroperlen der vorliegenden Erfindung umfassen ein matrixbildendes Material und aktives Material. In l werden Mikroperlen 14 einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei eine Vielzahl an mit aktivem Material gefüllten Mikrokapseln 10 innerhalb der hydrophilen Matrix 12 eingebunden sind. Wie aus 1 ersichtlich, befinden sich aktives Material enthaltende Mikrokapseln 10 vorzugsweise zwischen und innerhalb der hydrophilen Matrix 12, wobei die Matrix 12 ein immobilisierendes Netzwerk um die Tröpfchen zur Verfügung stellt. Der Grad und das Ausmaß des Rührens sowie die Art des oberflächenaktiven Mittels, welche zur Erzeugung der Mikroperlen verwendet werden, können die Größe und die Dispersität von Mikrokapseln innerhalb der Matrix der Mikroperlen beeinflussen. Der Durchmesser eingebundener Mikrokapseln 10 beträgt vorzugsweise zwischen etwa 0,01 nm und etwa 300.000 nm. Stärker bevorzugt beträgt der Durchmesser der Mikrokapseln zwischen etwa 0,5 nm und etwa 200.000 nm.
  • Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren matrixbildenden Materialien sind biokompatibel, wasserlöslich, weisen funktionelle Gruppen in der Seitenkette auf und bilden mit Ionen (z.B. mehrwertigen Kationen und/oder Anionen) Komplexe, wobei Hydrogele erzeugt werden. Funktionelle Gruppen des matrixbildenden Materials schließen zum Beispiel Carboxylgruppen, Hydroxygruppen, primäre oder sekundäre Aminoreste, Aldehydgruppen, Ketoreste, Esterreste und Kombinationen davon ein. Vorzugsweise kann das hydrophile matrixbildende Material aus natürlich vorkommenden Polysacchariden, wie Alginaten, Chitosanen, Gums, Agars, Carrageenen, hergestellt werden, oder die Matrix kann aus synthetischen, wasserlöslichen Monomeren, Oligomeren oder Polymeren, wie zum Beispiel Polyvinylalkohol, Poly(N-isopropylacrylamid), Acrylamiden, Acrylaten und Methacrylaten oder Kombinationen davon, hergestellt werden.
  • Geeignete natürlich vorkommende Polysaccharide schließen die wasserlöslichen Salze von Algin-, Pectin- und Hyaluronsäuren und die wasserlöslichen Salze oder Ester von Polyglucuronsäure, Polymannuronsäure, Polygalacturonsäure und Polyarabinsäure und kappa-Carrageenan Gum ein. Die bevorzugten Polysaccharide sind die Ammonium-, Magnesium-, Kalium-, Natrium- und anderen Alkalimetallsalze von Alginsäure, und das am meisten bevorzugte Polysaccharid ist Natriumalginat.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung ist das aktive Material ein Pheromon, und die hydrophile Matrix ist ein Alginat.
  • „Alginat" ist die allgemeine Bezeichnung für Alginsäure und deren Salze. Alginate bestehen aus D-Mannosyluron- (Mannuron- „M") und L-Gulopyranosyluron- (Guluron- „G") Säureresten. Das zur Immobilisierung Tröpfchen aktiven Materials verwendete Alginat sollte sorgfältig ausgewählt werden, um eine geeignete Mikroperlenerzeugung sicherzustellen, die Stabilität der Mikroperlen während Lagerung und Abgabeanwendungen sicherzustellen und sicherzustellen, dass die Mikroperlen angemessen schrumpfen und quellen können, um das gewünschte aktive Material über einen verlängerten Zeitraum (vorzugsweise 4 – 6 Wochen) abzugeben. Vorzugsweise wird ein Alginat so gewählt, dass die erzeugte Matrix ausreichende Festigkeit aufweist, um den Scherkräften (Bedingungen), die während der Anwendung mittels einer Sprühdüse auf die Mikroperlen wirken, zu widerstehen – d.h. die Mikroperlen sind beständig gegenüber Brüchen während der Sprühanwendung.
  • Für Festigkeit und Stabilität der Mikroperlen ist es wünschenswert, das Molekulargewicht und das M:G-Verhältnis des Alginates so zu wählen, dass bevorzugte Eigenschaften der endgültigen Matrix erhalten werden. Obwohl Alginate mit hohem Mannuronsäuregehalt im allgemeinen für Verdickungsanwendungen verwendbar sind, während Alginate mit hohem Guluronsäuregehalt oft zur Erzeugung von Gelen verwendet werden, sind beide Alginatkategorien (einzeln oder ein Gemisch davon) für die Mikroperlen der Erfindung geeignet. Ein bevorzugtes Alginat, das Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Bruch verleiht, ist ein Alginat mit einem hohen Guluronsäuregehalt, z.B. mehr als etwa 30 Gew.-%. Alginatzusammensetzungen mit übermäßigen Mannuronsäuregehalten könnten zu weniger stabilen und weniger steifen Mikroperlen führen als Gele mit hohem Guluronsäuregehalt. Alginate mit hohem Mannuronsäuregehalt verleihen den Mikroperlen jedoch die Fähigkeit zu quellen und mehr Wasser zu absorbieren als Mikroperlen mit hohem Guluronsäuregehalt. Daher sollte bei der Wahl eines geeigneten Alginates ein sorgsam bedachtes Gleichgewicht der jeweils durch die Mund G-Reste verliehenen Vorteile berücksichtigt werden.
  • In den Mikroperlen der Erfindung verwendete Alginate weisen vorzugsweise ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 100.000 kg/mol bis etwa 2.500.000 kg/mol, stärker bevorzugt von etwa 200.000 kg/mol bis etwa 1.500.000 kg/mol, auf. Ausserdem weisen die Alginate vorzugsweise ein M:G-Verhältnis im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 3,5; stärker bevorzugt von etwa 0,3 bis etwa 1,85, auf.
  • Bevorzugte Alginate weisen einen hohen Guluronsäuregehalt auf, und sind zum Beispiel Alginate aus Stängel, ganzer Pflanze oder blattähnlichem Thallus der Alge Laminaria hyperborea. Bevorzugte Alginate mit hohen Mannuronsäuregehalten schließen zum Beispiel Ascophyllum nodosum ein.
  • Durch Vernetzung von Polysacchariden mit Carboxylatgruppen in der Seitenkette erzeugte Gelmatrizen sind in der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendbar. Diese Verbindungen bestehen aus wasserunlöslichen Alginaten, welche, mit Ausnahme von Magnesium und den Alkalimetallsalzen, die Metallsalze der Gruppe II von Alginsäure einschließen. Die wasserunlöslichen Alginatgele werden typischerweise durch die chemische Umwandlung wasserlöslicher Alginate in einer wässrigen Lösung in wasserunlösliche Alginate erzeugt. Diese Umwandlung wird üblicherweise durch die Umsetzung eines wasserlöslichen Alginates mit mehrwertigen Kationen, die aus einem löslichen zwei- oder dreiwertigen Metallsalz freigesetzt werden, erreicht.
  • Wasserlösliche Alginate können die Ammonium-, Magnesium-, Kalium-, Natrium- und anderen Alkalimetallsalze von Alginsäure einschließen. Wasserunlösliche zwei- oder dreiwertige Metallsalze, welche für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sollten zwei Anforderungen genügen: (1) dass das wasserunlösliche Metallsalz ein zwei- oder dreiwertiges Metallion enthält, das in der Lage ist, mit den Carboxylatgruppen in der Seitenkette des wasserlöslichen Polysaccharids einen Komplex zu bilden, um die Bildung eines wasserunlöslichen Polysaccharidgels zu bewirken; und (2) dass sich das wasserunlösliche Metallsalz mit einer wasserlöslichen Säure zu einem wasserlöslichen Metallsalz umsetzt.
  • Ein übliches und geeignetes Alginatgel besteht aus Calciumalginat.
  • Quellen für die bei der Erzeugung von Alginatgelen verwendeten vernetzenden Calciumionen schließen zum Beispiel Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Calciumchlorid, Calciumphosphat, Calciumtartrat, Calciumnitrat und Calciumhydroxid ein. Andere akzeptable Vernetzungsmittel können Lanthanchlorid, Eisenchlorid, Kobaltchlorid, wie im allgemeinen andere Verbindungen mit mehrwertigen Kationen, wie Calcium (Ca++), Kupfer (Cu++), Barium (Ba++), Strontium (Sr++), einschließen.
  • Die Gelierzeit der Calciumalginatgele kann durch Einstellen der Konzentration freier Calciumionen in der Lösung erreicht werden. Typischerweise wird die Konzentration freier Calciumionen durch Beeinflussung der Dissoziationsgeschwindigkeit des Calciumsalzes und/oder durch den Einschluss anderer Verbindungen, welche sich mit den freien Calciumionert umsetzen, in die Lösung reguliert.
  • Vorteilhafterweise ist es möglich, einen weiten Bereich aktiver Materialien, einschließlich nicht wasserlöslicher Materialien sowie Alkohole, zu immobilisieren.
  • Bevorzugte, als Tröpfchen oder Mikrokapseln innerhalb der Matrix eingebundene Materialien sind teilweise mit Wasser mischbare organische Moleküle von Verbindungen mit einem Molekulargewicht im Bereich zwischen etwa 100 und etwa 400, vorzugsweise zwischen etwa 150 und 300. Die Verbindungen enthalten ein Heteroatom, das einen gewissen Grad an Mischbarkeit mit Wasser verleiht. Für viele Verbindungen von Interesse ist das einzige Heteroatom Sauerstoff, und es können bis zu drei Heteroatome pro Molekül, zum Beispiel in hydroxysubstituierten oder ketosubstituierten Carbonsäuren, vorliegen. Unsubstituierte Carbonsäuren enthalten natürlich zwei Sauerstoffatome, und einfache Aldehyde, Ketone und Ether enthalten nur ein Sauerstoffatom. Verbindungen, die Stickstoff- und/oder Schwefelatome enthalten, sind ebenfalls von Interesse.
  • Von besonderem Interesse sind biologisch aktive Verbindungen. Für Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „biologisch aktiv" Materialien, welche die Lebensvorgänge von Organismen beeinflussen. Materialien, die biologisch aktiv sind, schließen Herbizide, Pestizide, Arzneimittel und signaltragende Stoffe, einschließlich natürlich und künstlich hergestellter Pheromone und synthetischer Pheromonanaloga, ein. Materialien dieser Art, welche von besonderem Interesse sind, sind diejenigen Materialien, welche einen Lebensvorgang beeinträchtigen, der für das Überleben eines Zielschädlings unentbehrlich ist.
  • Das Verfahren der Erfindung kann verwendet werden, um Pheromone mit funktionellen Gruppen, wie Acetate, Aldehyde, Ketone, Alkohole, Ester, Epoxyde, Ether oder Kombinationen davon, zu immobilisieren. Pheromone können als Verbindungen definiert werden, die, wenn sie natürlich hergestellt werden, durch ein Mitglied einer Tierspezies ausgeschieden werden und das Verhalten oder die Entwicklung eines anderen Mitgliedes der gleichen Tierspezies beeinflussen können. Pheromone sind speziesspezifisch, und daher hat die Anwendung von Pheromonen zur Verhaltensmodifikation von Insekten eine minimale Wirkung auf Schädlinge, die kein Ziel darstellen. Zur Modifikation von Insektenverhalten bereitgestellte Pheromone beeinträchtigen den „Paarfindungsprozess", indem punktförmige Pheromonquellen freigesetzt werden, welche mit der Pheromonwolke des Weibchens konkurrieren oder diese maskieren können. Diese letztere Art der Wirkung unterscheidet sich von chemischen Insektiziden oder Insektenwachstumsregulatoren oder Hormonen insofern, als Pheromone auf zukünftige Insektengenerationen und nicht auf gegenwärtige abzielen. Da Pheromone sehr speziesspezifisch sind und nur in geringen Mengen verwendet werden, ist ihre Verwendung umweltverträglicher als das Verbreiten von Pestiziden.
  • Viele Pheromone weisen eine endständige Estergruppe auf, zum Beispiel eine Acetat- oder Formiatgruppe. Typischerweise sind diese Substanzen mit Wasser nicht mischbar, und ihr Einbringen in Mikrokapseln mittels bekannter Verfahren stellt kein besonderes Problem dar. Viele andere Pheromone weisen eine endständige Aldehyd- oder Alkoholgruppe auf. Im allgemeinen sind diese teilweise mit Wasser mischbar und setzen sich potentiell mit den in bisherigen herkömmlichen Verfahren zur Einkapselung verwendeten Reaktanten um. Es ist insbesondere schwierig, hohe Grade der Einkapselung von Materialien, die einen gewissen Grad an Wasserlöslichkeit aufweisen, zu erreichen, da sich das Material zwischen der geringen Menge an organischem Lösungsmittel und der vergleichsweise größeren Menge Wasser, das die kontinuierliche Phase darstellt, verteilt. Ausserdem ist zu erwarten, dass sich diese Verbindungen mit den zur Einkapselung verwendeten Reaktanten umsetzen. Aldehyde und Ketone setzen sich mit Aminen zu Aldiminen beziehungsweise Ketiminen um. Alkohole, Carbonsäuren und Mercaptane setzen sich mit Isocyanaten um. Epoxyverbindungen setzen sich sowohl mit Aminen als auch mit Isocyanaten um. Daher überwindet die vorliegende Erfindung die Einschränkung des Abgebens teilweise mit Wasser mischbarer Substanzen, wie Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Ketone, Ether, einschließlich Epoxyverbindungen, und Mercaptane.
  • In den Mikroperlen der Erfindung verwendbare Pheromone sind vorzugsweise Insektenpheromone. Bei der Beschreibung der Struktur eines Pheromons wird die folgende Nomenklatur verwendet: Die Art (E (trans) oder Z (cis)) und Position der Doppelbindung oder der Doppelbindungen werden zuerst angegeben, die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Kette wird danach angegeben, und die Art der Endgruppe wird zuletzt angegeben. Zur Veranschaulichung: das Pheromon Z-10 C19 Aldehyd besitzt die Struktur:
    Figure 00140001
    Pheromone können Gemische aus Verbindungen sein, wobei eine Komponente des Gemisches überwiegt oder zumindest eine wesentliche Komponente darstellt. Teilweise mit Wasser mischbare wesentliche oder überwiegende Komponenten von Insektenpheromonen, mit den Zielspezies in Klammern, schließen zum Beispiel ein: E/Z-11 C14 Aldehyd (Choristoneura murinana, Östlicher Tannentriebwickler), Z-10 C19 Aldehyd (Pikonema alaskensis rohiver), Z-11 C14 Alkohol (Choristoneura rosaceana), Z-8 C12 Alkohol (Grapholitha molesta, Pfirsichwickler) und E,E-8,10 C12 Alkohol (Cydia pomonella, Apfelwickler), E-11 C14 Acetat (Sparganothis sulfureana Clemens) und Z-11 C14 Acetat (Rhopobota unipunctana).
  • Ein Beispiel für ein Keton, das ein Pheromon ist, ist E oder Z 7-Tetradecen-2-on, das bei Exomala orientalis wirksam ist. Ein Ether, der kein Pheromon, jedoch von Wert ist, ist 4-Allylanisol, das verwendet werden kann, um Kiefern für Dendroctonus frontalis unattraktiv zu machen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Immobilisierung teilweise mit Wasser mischbarer und mit Wasser unmischbarer Pheromone beschrieben, aber man sollte sich bewusst sein, dass sich die Erfindung auch auf die Immobilisierung von Materialien, die von derartigen Pheromonen verschieden sind, und auf Mikroperlen, welche Materialien enthalten, die von Pheromonen verschieden sind, erstreckt. Diese Materialien können biologisch aktiv sein oder nicht.
  • Zu Beispiel können in einer anderen Ausführungsform Mercaptane enthaltende aktive Materialien, wie sie in Tierurin zu finden sind, in den Mikroperlen der Erfindung immobilisiert werden. Diese Verbindungen werden in Situationen bevorzugt, in denen Tiere ihr Territorium mittels Urin markieren, um andere Tiere davon abzuhalten, dieses besondere Territorium zu betreten. Beispiele für derartige Tiere schließen Raubtiere, wie Wölfe, Löwen, Hunde usw., ein. Durch Verteilen von Hydrogelmikroperlen, welche die geeigneten Mercaptane enthalten, ist es möglich, ein Territorium zu definieren und besondere Tiere davon abzuhalten, dieses Territorium zu betreten. Zum Beispiel schließt der Urin eines Wolfs ein Mercaptan ein, und eine Verteilung von Mikroperlen, aus denen dieses Mercaptan allmählich freigesetzt wird, um ein Territorium zu definieren, wird Hirsche davon abhalten, dieses Territorium zu betreten. Andere aktive Materialien, welche verwendbar sind, um Tiere davon abhalten, sich zu näheren, schließen Essenzen von Knoblauch, faulen Eiern und Capsaicin ein.
  • Andere aktive Verbindungen, die in die Mikroperlen der Erfindung eingeschlossen werden können, schließen Parfüms, Aromen, Geschmackstoffe und dergleichen ein.
  • Gegebenenfalls können Ölabsorptionsmittel in die Tröpfchen aktiven Materials eingeschlossen werden. Diese Absorptionsmittel können helfen, die Tröpfchen aktiven Materials innerhalb der Mikroperlen zurückzuhalten, was zu langlebigeren Zubereitungen führt. Tone und Stärken könnten in einer anderen Ausführungsform für diesen Zweck verwendet werden.
  • Die Konzentration aktiven Materials in den Mikroperlen der Erfindung sollte einen derartigen Wert aufweisen, dass das matrixbildende Material noch ein starkes, gegen Bruch beständiges Netzwerk zur Verfügung stellen und eine wirksame Menge des aktiven Materials in die Umgebung, für die es bestimmt ist, abgeben kann. Daher ist das aktive Material vorzugsweise in einer Menge zwischen etwa 0,1 Gew.-% und etwa 60 Gew.-% des Gesamtgewichtes der Mikroperle vorhanden. Stärker bevorzugt ist das aktive Material in der Mikroperle in einer Menge zwischen etwa 0,2 Gew.-% und etwa 40 Gew.-%; und am meisten bevorzugt zwischen etwa 0,3 Gew.-% und etwa 20 Gew.-%, vorhanden.
  • Die Mikroperlen der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise in Suspension in wässrigen Lösungen oder in Lösungen auf der Basis organischer Lösungsmittel abgegeben. Aus Gründen des Umweltschutzes und der Bioverträglichkeit werden vorzugsweise wässrige Suspensionen verwendet. Suspendierhilfsmittel werden vorzugsweise in die Suspensionszubereitungen eingeschlossen, um sicherzustellen, dass die Mikroperlen in der Lösung suspendiert bleiben.
  • Vorzugsweise ist die Suspensionslösung im wesentlichen frei von einwertigen Kationen, wie Natrium, um Degradation oder Zerfall der Mikroperlen zu vermeiden. In einem bevorzugten Gesichtspunkt wird eine Konzentration von etwa 50 mM eines Vernetzungsmittels, wie Calciumchlorid, in einer gelagerten Lösung, umfassend die Mikroperlen der Erfindung, aufrechterhalten.
  • Gegebenenfalls kann Klebstoffmaterial in die Zusammensetzungen der Erfindung eingeschlossen werden, um das Zurückhalten der Mikroperlen auf einem gewünschten Substrat zu unterstützen. Das Klebstoffmaterial kann in verschiedenen Formen zur Verfügung gestellt werden, wie zum Beispiel als Latex oder klebrige Kügelchen. Hafteigenschaften, welche den Hydrogelmikroperlen verliehen werden, sollten dazu führen, dass die Mikroperlen ihren suspendierten Zustand noch beibehalten können und Aggregation oder Koagulation in der wässrigen Suspension minimiert wird. Ausserdem sollte jedes Klebstoffmaterial, das verwendet wird, um Hafteigenschaften zu verleihen, die Integrität der Partikel nicht beeinträchtigen; es sollte die Mikroperle(n) nicht auflösen oder schwächen.
  • Ein geeignetes Klebstoffmaterial, das in die Zusammensetzungen der Erfindung eingeschlossen werden kann, ist Klebstofflatex. Der Klebstofflatex kann jeder geeignete in Wasser dispergierbare Klebstoff sein, der auf dem Fachgebiet verfügbar ist. Im landwirtschaftlichen Gewerbe werden derartige Latexzusammensetzungen oft als Haftmittel oder Netzmittel bezeichnet. Haftmittel werden verwendet, um die Haftung nicht eingekapselter Agrochemikalien an Pflanzen zu unterstützen. Netzmittel werden verwendet, um das Verteilen nicht eingekapselter Agrochemikalien bei der Anwendung zu unterstützen. Bevorzugte Klebstoffe sind Klebstoffe auf der Basis von Acrylat. Ein geeigneter Latex ist erhältlich von Rohm & Haas unter der Handelsbezeichnung COMPANION. Ein anderer ist von Deerpoint Industries unter der Handelsbezeichnung DPI 5-100 (ein gesetzlich geschütztes Haftmitte/Netzmittel) erhältlich. Beispiele für derartige Klebstoffe sind Polymere, die aus den „weichen" Monomeren, wie n-Butylacrylat, Isooctylacrylat, hergestellt werden oder Copolymere, die aus einer „weichen" Komponente, wie Isobutylen, n-Butylacrylat, Isooctylacrylat, Ethylliexylacrylat, und einem polaren Monomer, wie Acrylsäure, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, hergestellt werden. Nicht kugelförmige Polyacrylatklebstoffe sind im Handel erhältlich, zum Beispiel als RHOPLEX-Klebstofflinie von Rohm & Haas. Vorzugsweise ist der nicht kugelförmige Polyacrylatklebstoff in einer Menge von etwa 10 – 35 Gew.-% der Gesamtsuspension vorhanden.
  • Klebrige Klebstoffkügelchen können in einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um die Haftung der Hydrogelmikroperlen der Erfindung an einem gewünschten Substrat zu unterstützen. Die klebrigen Kügelchen weisen ausreichende Hafteigenschaften auf, um die gewünschte Haftfunktion zur Verfügung zu stellen, es besteht jedoch keine Gefahr der vollständigen Beschichtung der Mikroperle, was zu einer möglichen Inhibierung der Freisetzungseigenschaften der Mikroperle führen könnte. Die Kombination aus Mikroperlen und klebrigen Kügelchen kann angewendet werden, ohne dass eine Modifikation der Düsen herkömmlicher Sprühgeräte erforderlich wäre, wobei minimale Verstopfungs- oder Verklumpungsprobleme auftreten. Ausserdem erlaubt das Einbringen klebriger (Klebstoff)kügelchen in die (Zubereitung) Suspension von Mikroperlen ein Klebrigwerden der Oberflächen der Mikroperlen. Die Perlen können daher an gewünschten Oberflächen, wie zum Beispiel Laub und Zweigen, kleben. Die klebrigen Klebstoffkügelchen können hohl oder massiv sein, können aber, insbesondere wenn sie hohl sind, auch etwas des aktiven Materials in ihren eigenen Körper absorbieren, wodurch ein zweiter Mechanismus der Freisetzung aktiven Materials zur Verfügung gestellt wird. Dies könnte insgesamt zu einer Änderung, vorzugsweise einer Verbesserung, des Freisetzungsprofils führen.
  • Vorzugsweise ist das Klebstoffmaterial ein Klebstoffsystem auf der Basis von Acrylat oder Methacrylat, welches unschmelzbare, in Lösungsmittel dispergierbare, in Lösungsmittel unlösliche, eigenklebrige, elastomere Copolymerkügelchen, wie in US-Patent Nr. 3,691,140 offenbart, umfasst. In einer anderen Ausführungsform kann diese Klebstoffzusammensetzung hohle, polymere, unschmelzbare, eigenklebrige, in Lösungsmittel unlösliche, in Lösungsmittel dispergierbare, elastomere, Acrylathaftklebstoffkügelchen, wie in US-Patent Nr. 5,045,569 offenbart, umfassen. Andere geeignete Klebstoffe sind die klebrigen Kügelchen mit hydrophilen polymeren oder oligomeren Resten in der Seitenkette, die in US-Patent Nr. 5,508,313 offenbart werden.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst der Klebstoff zwischen etwa 60 und 100 Gew.-% hohle, polymere, eigenklebrige, unschmelzbare, in Lösungsmittel unlösliche, in Lösungsmittel dispergierbare, elastomere, Acrylathaftklebstoffkügelchen mit einem Durchmesser von mindestens 1 μm und zwischen etwa 0 und 40 Gew.-% eines nicht kugelförmigen Polyacrylatklebstoffes. Die hohlen Kügelchen werden gemäß der Lehre der europäischen Patentanmeldung 371 635 hergestellt.
  • Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch ein oder mehrere Hilfsmittel einschließen, einschließlich zum Beispiel Gelierhilfsmittel, Konservierungsmittel, Farbstoffe, Feuchthaltemittel, Fixiermitttel, Emulgatoren, Streckmittel und UV-Schutzmittel und Stabilisatoren, einschließlich Frost-/Tauwasserstabilisatoren, wie mehrwertige Alkohole und deren Ester. Es werden auch Kombinationen aus Konservierungsmitteln, Feuchthaltemitteln, Stabilisatoren und UV-Schutzmitteln erwähnt. Diese Materialien sind in einer Menge vorhanden, die ausreicht, um ihre verlängerte Wirkung zu erreichen, im allgemeinen weniger als etwa 5 %, typischerweise weniger als 2 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.
  • Ein Lichtschutzmittel kann in die Mikroperlen der Erfindung eingeschlossen werden. Geeignete Lichtschutzmittel schließen die im Kanadischen Patent Nr. 1,179,682 offenbarten tertiären Phenylendiaminverbindungen ein. Das Lichtschutzmittel kann durch Lösen mit dem aktiven Material in einem mit Wasser unmischbaren Lösungsmittel eingebracht werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein Lichtschutzmittel in die Mikroperlen eingebracht werden, wie im Kanadischen Patent Nr. 1,044,134 beschrieben.
  • Mikroeingekapselte aktive Materialien werden vorzugsweise erzeugt unter Verwendung herkömmlicher Polyharnstoff- und/oder Polymethylharnstoff-Einkapselungsverfahren, wie in den US-Patenten Nrn. 3,691,140, 5,045,569 und 5,508,313 sowie in der europäischen Patentanmeldung 371 365 beschrieben. In einer anderen Ausführungsform können Mikrokapseln mit Gelatinehüllen in den Mikroperlen der Erfindung verwendet und mit den in US-Patent Nr.4,402,856 zur Verfügung gestellten Verfahren hergestellt werden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform können Mikrokapseln alternativ in Form von Liposomen zur Verfügung gestellt und mit den in US-Patent Nr. 4,911,928 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Mikroperlen der Erfindung umfasst vorzugsweise Herstellen der mit aktivem Material gefüllten Mikrokapseln und Dispergieren der Mikrokapselsuspension im hydrophilen matrixbildenden Material. Das Gemisch wird dann gehärtet (geliert), wobei Mikroperlen erzeugt werden. Die erhaltene Mikroperle ist eine Hydrogelmikroperle, welche anfänglich mehr als etwa 30 % Wasser enthält, und die mit aktivem Material gefüllten Mikrokapseln wären innerhalb der Wasser-Polymer-Matrix dispergiert und eingebunden.
  • Die hydrophile Matrix mit den in der Matrix eingebundenen Mikrokapseln kann entweder durch ionische Wechselwirkungen oder durch thermisches Erstarren erzeugt werden. Wenn Mikroperlen durch ionische Wechselwirkungen erzeugt werden, gibt es zwei bevorzugte Verfahren zur Erzeugung: (1) das Sprühverfahren und (2) das Emulgierverfahren. Beim Sprühverfahren wird das Suspensionsgemisch aus dem matrixbildenden Material und dem aktiven Material gemischt und dann zur Erzeugung kleiner kugelförmiger Tröpfchen mechanisch zerstäubt. Die Größe der Mikroperlen wird im allgemeinen durch die der Emulsionssuspension innewohnenden Eigenschaften, den Durchsatz und die koaxiale Luftstromgeschwindigkeit bestimmt.
  • Den Tröpfchen, die zerstäubt werden, kann dann gestattet werden, in freiem Fall direkt in ein Reaktionsbad zu fallen. Das Reaktionsbad härtet die Hydrogele oder lässt sie erstarren, so dass sie fest werden. Ein Härten im Reaktionsbad kann durch chemische oder nicht chemische Mittel erreicht werden. Im Fall von Natriumalginaten werden Calciumionen verwendet, um die Polymerketten zu vernetzen. Ein bevorzugtes Vernetzungsmittel ist Calciumchlorid.
  • In einer anderen Ausführungsform kann ein Emulgierverfahren verwendet werden, um Hydrogelmikroperlen herzustellen. Bei der Wahl des Materials der kontinuierlichen Phase wird bevorzugt, dass dieses mit dem wässrigen matrixbildenden Material unmischbar ist.
  • Das matrixbildende Material weist vorzugsweise einen Konzentrationsbereich auf, der bei der Durchführung der Erfindung verwendbar ist. Die Konzentration sollte so gewählt werden, dass die Einfachheit der Handhabung, die Gelierzeit, die Festigkeit der Hydrogelmikroperle um die Tröpfchen aktiven Materials optimiert wird. Zum Beispiel kann eine Natriumalginatlösung vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 1 bis etwa 10 % (w/v) in Wasser, stärker bevorzugt von etwa 1,5 bis etwa 5 %, und am meisten bevorzugt von etwa 1 bis 3 %, hergestellt werden. Wenn die Konzentration an Hydrogelmittel jedoch zu hoch ist, kann die Lösung so viskos sein, dass die Bildung kugelförmiger Mikroperlen gehemmt wird.
  • In einer anderen Ausführungsform können Hydrogelmikroperlen der Erfindung zum Beispiel durch tropfenweise Zugabe der Lösung des matrixbildenden Materials zu einem ausgewählten Vernetzungsmittel erzeugt werden. Zum Beispiel kann ein Verfahren verwendet werden, in dem Tröpfchenerzeugung und Vernetzungsmittelzugabe mittels einer vibrierenden Düse, welche ein Hydrogeltröpfchen aus einer Quelle ausstößt und das Tröpfchen mit einem Vernetzungsmittel aus einer anderen Quelle beschichtet, als ein Einschrittverfahren abgeschlossen werden. Das US-Patent Nr. 4,701,326 beschreibt die Verwendung dieses Verfahrens.
  • In bevorzugten Gesichtspunkt, in dem Alginate verwendet werden, um ein aktives Material zu immobilisieren, wird ein Vernetzungsmittel vorzugsweise in Lösung zu einer Konzentration von 1 bis 1000 mM, stärker bevorzugt 20 bis 500 mM, und am meisten bevorzugt 50 bis 100 mM, aufgefüllt. Die Konzentrationsbereiche müssen möglicherweise in Abhängigkeit der Art eines Vernetzungsmittels und eines matrixbildenden Materials angepasst werden.
  • Die Matrixmaterial und aktives Material enthaltenden Mikroperlen können mit der Vernetzungsmittellösung durch Tränken, Sprühen, Tauchen, Gießen oder jedes von mehreren anderen Verfahren, die eine Menge des Komplexbildners auf dem Tröpfchen ablagern, behandelt werden. Beim Tränken kann die Zeit in der Lösung 1 s bis 24 h, vorzugsweise 1 min bis 1 h, und am meisten bevorzugt 10 bis 30 min, betragen.
  • Die Temperatur zur Erzeugung von Hydrogelmikroperlen wird vorzugsweise so gewählt, dass eine Schädigung oder Veränderung des aktiven Materials vermieden wird. Zum Beispiel liegt die Temperatur im bevorzugten Gesichtspunkt, in dem Alginate verwendet werden, vorzugsweise im Bereich von etwa 1°C bis etwa 70°C, stärker bevorzugt zwischen etwa 10°C und etwa 40°C, und am meisten bevorzugt zwischen etwa 15°C und etwa 30°C.
  • Zur Immobilisierung mit aktivem Material gefüllter Mikrokapseln innerhalb einer thermisch erstarrenden Matrix muss das matrixbildende Material zuerst unter Verwendung von Wärme in Wasser gelöst werden. Die Temperatur zum Erwärmen liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 40°C bis etwa 100°C. Wenn das matrixbildende Material vollständig gelöst ist, wird die Temperatur der Lösung gesenkt, so dass die Temperatur der Lösung etwa 5°C bis etwa 10°C über der Erstarrungstemperatur des Gels liegt. Eine Suspension, welche mit aktivem Material gefüllte Mikrokapseln enthält, wird dann auf eine ähnliche Temperatur, wie die der matrixbildenden Lösung, vorgewärmt, wonach die zwei Gemische miteinander vermengt und homogen vermischt werden.
  • Zur Erzeugung der Mikroperlen kann die geschmolzene Suspension aus matrixbildendem Material und Mikrokapseln durch ein Düsensystem zerstäubt oder unter Verwendung einer kontinuierlichen Phase vom Öltyp emulgiert werden. Im Sprühverfahren kann die geschmolzene Suspension zum Beispiel unter Verwendung eines koaxialen Luftstroms zerstäubt werden und in ein destilliertes Wasser enthaltendes Eisbad fallen. Die Matrix wird dann erzeugt und bindet die Mikrokapsel darin ein.
  • Zur Herstellung der Mikroperlen unter Verwendung des Emulgierverfahrens wird eine kontinuierliche Ölphase in einem Reaktor mit Heizmantel auf die Temperatur der geschmolzenen Mikrokapselsuspension vorgewärmt. Die kontinuierliche Phase kann jede hydrophobe Flüssigkeit sein. Die bevorzugte und günstigste Flüssigkeit ist ein Pflanzenöl oder Mineralöl. Andere mögliche hydrophobe Flüssigkeiten können Fluorkohlenwasserstoffether, Siloxane oder Lösungsmittel, wie Cyclohexane und Chloroform, einschließen. Die Mikrokapselsuspension wird dann mit Hilfe eines Mischers in der kontinuierlichen Phase emulgiert. Das Mischen wird fortgesetzt, bis eine gewünschte Teilchengröße erreicht ist. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wird dann auf die Temperatur von Eiswasser (etwa 5°C) verringert. Die Matrix wird dann erzeugt, wobei die Mikrokapseln darin eingebunden sind. Die Mikroperlen können dann filtriert und gewaschen werden, bevor sie zur Abgabe in einer Lösung suspendiert werden.
  • Oberflächenaktive Mittel können im Verfahren zur Erzeugung der Mikroperlen verwendet werden. Das Einbringen unterschiedlicher oberflächenaktiver Mittel wird sowohl unterschiedliche Arten von Mikroemulsionstropfengrößen des aktiven Materials innerhalb des Hydrogels bieten als auch die Menge an freiem Öl bestimmen, das in der Reaktionsbadlösung verloren wird. Ein bevorzugtes oberflächenaktives Mittel weist eine hohe kritische Mizellkonzentration auf, wie zum Beispiel ein Produkt, das unter der Produktbezeichnung DISPONIL SUS IC 875 (CMC ~ 1 %), erhältlich von Henkel (Ambler, PA), erhältlich ist.
  • Besonders bevorzugte oberflächenaktive Mittel sind nichtionisch. Beispiele für geeignete oberflächenaktive Mittel schließen Polyvinylpyrrolidon (PVP) und Poly(ethoxy)nonylphenol ein. PVP ist in verschiedenen Molekulargewichten im Bereich von etwa 20.000 bis etwa 90.000 verwendbar und erhältlich. PVP mit einem Molekulargewicht von etwa 40.000 wird bevorzugt. Poly(ethoxy)nonylphenole sind im Handel erhältlich unter der Handelsbezeichnung IGEPAL von Rhone-Poulenc (Cranbury, NJ) mit verschiedenen Molekulargewichten in Abhängigkeit der Länge der Ethoxykette. Poly(ethoxy)nonylphenole der Formel:
    Figure 00220001
    wobei n einen Mittelwert von etwa 9 bis etwa 13 aufweist, können verwendet werden. Ein bevorzugtes Poly(ethoxy)nonylphenol ist im Handel unter dem Produktnamen IGEPAL 630 von Rhone-Poulenc (Cranbury, NJ) erhältlich – 630 gibt das ungefähre Molekulargewicht der Verbindung an. Andere Beispiele für geeignete oberflächenaktive Mittel schließen Polyetherblockcopolymere, wie die unter den Handelsbezeichnungen PLURONIC und TETRONIC, beide erhältlich von BASF (Washington, NJ), erhältlichen, Polyoxyethylen-Addukte von Fettalkoholen, wie BRIJ oberflächenaktive Mittel, erhältlich von ICI (Wilmington, DE), und Ester von Fettsäuren, wie Stearate, Oleate und dergleichen ein. Beispiele für derartige Fettsäuren schließen Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonooleat, Sorbitansesquioleat und dergleichen ein. Beispiele für die Alkoholanteile der Fettsäureester schließen Glycerol, Glucosyl und dergleichen ein. Fettsäureester sind im Handel als oberflächenaktive Mittel unter der Handelsbezeichnung ARLACEL C von ICI (Wilmington, DE) erhältlich.
  • Verschiedene Eigenschaften des oberflächenaktiven Mittels, wie zum Beispiel Kettenlänge, funktionelle Gruppen und hydrophobe Bereiche, können die Größe der innerhalb der Mikroperlen erzeugten Tröpfchen aktiven Materials beeinflussen. Zum Beispiel trägt die Verwendung von PVP (mit einem Molekulargewicht von 40.000) zur Erzeugung größerer Tröpfchen aktiven Materials bei, als die Verwendung von Poly(ethoxy)nonylphenolen (IGEPAL 630).
  • Ionische oberflächenaktive Mittel können in einer anderen Ausführungsform in den Verfahren der Erfindung verwendet werden. Beispiele für geeignete ionische oberflächenaktive Mittel sind teilweise neutralisierte Salze von Polyacrylsäuren, wie Natrium- oder Kaliumpolyacrylat oder Natrium- oder Kaliumpolymethacrylat.
  • Das in den Mikroperlen der Erfindung eingebundene mikroeingekapselte aktive Material wird allmählich mit der Zeit freigesetzt. Dies ist eine Variante des Mechanismus, der mit herkömmlichen mikroeingekapselten Materialien, die keine hydrophile Matrix zur Dämpfung und zum Schutz des aktiven Materials aufweisen, auftreten könnte, da eine ungeschützte Mikrokapsel den Wirkstoff wahrscheinlich nahezu vollständig auf einmal freisetzen könnte, zum Beispiel zum Zeitpunkt des Bruchs der Hülle. Die Freisetzung von aktivem Material aus den Mikroperlen der Erfindung ist vorzugsweise und vorteilhafterweise durch Regulation der Feuchtigkeit (und Trockenheit) der Umgebung, in der sich die Mikroperlen befinden, regulierbar.
  • Obwohl man nicht auf diese Theorie festgelegt ist, wird angenommen, dass ein Mechanismus der Freisetzung des aktiven Materials das Verdampfen von Wasser aus der Gelmatrix, gefolgt von der Diffusion des aktiven Materials durch die Mikrokapselhülle oder -membran und dann durch die hydrophile Matrix einschließt. Eine Freisetzung (Diffusion) mittels dieses Mechanismus könnte zu einer verzögerten Freisetzung des aktiven Materials führen. Im einem anderen angenommenen Mechanismus wird das aktive Material in das Wasser aus der Matrix eingebunden, und bei Verdampfen des Wassers wird das aktive Material in die Atmosphäre freigesetzt.
  • Im bevorzugten Anwendungen würden diese Hydrogelmikroperlen versprüht, gefolgt vom Verdampfen des Wassers innerhalb des Gels. Wenn die Hydrogelperle dehydratisiert, schrumpft die Matrix bezüglich Größe und setzt ihr aktives Material mit der Zeit frei. Der Schrumpfungsgrad der Mikroperle ausgehend von ihrer ursprünglichen Größe hängt von den in der Zubereitung verwendeten Komponenten ab. Vorzugsweise schrumpft die Mikroperle um etwa 10 % bis etwa 90 % ihrer ursprünglichen Größe, stärker bevorzugt etwa 40 % bis etwa 80 % und am meisten bevorzugt etwa 50 % bis etwa 70 %.
  • Vorteilhafterweise kann die Mikroperle bei Wiederaussetzen der Feuchtigkeit quellen und durch Absorption von Wasser selbst rehydratisieren. Wiederaussetzen der Feuchtigkeit kann auf verschiedenen Wegen durchgeführt werden. Zum Beispiel können die Oberflächen der Mikroperlen direkt mit Wasser oder anderen wässrigen Lösungen in Kontakt gebracht werden. Bei landwirtschaftlichen Anwendungen, in denen Pheromone als aktives Material verwendet werden, kann ein Landwirt oder Verwalter Pflanzen und Laub bewässern, um die Hydrogelmikroperlen zu rehydratisieren. Im einer anderen Ausführungsform kann die Feuchtigkeit der Umwelt oder Umgebungsluft, in der sich die Mikroperlen befinden, durch Einbindung von Wassertröpfchen in die Luft erhöht werden. Daher können die Mikroperlen durch Rehydratisierung „reaktiviert" werden, wodurch die Freisetzungszeiten des aktiven Materials selektiv reguliert werden.
  • Die Mikroperlen der Erfindung können mittels unterschiedlicher Verfahren auf ein gewünschtes Substrat abgegeben werden. In der bevorzugten Ausführungsform, in der das aktive Material ein Pheromon ist, wird die Abgabe der Mikroperlen von verschiedenen Faktoren abhängen, wie zum Beispiel der Größe der gewünschten Freisetzungsfläche. Für kleine konzentrierte Flächen können hohle Fasern, Kunststofflaminatflocken oder verdrillte Bänder mit den Mikroperlen imprägniert werden, und die Fasern oder Bänder können dann physisch an Pflanzen, die vor Insektenbefall geschützt werden sollen, befestigt werden. Für größere Flächen kann Sprühen (aus der Luft oder mittels Rückenspritze) die bessere Wahl sein.
  • Die folgenden Beispiele dienen nur veranschaulichenden Zwecken und sollen den Rahmen der Erfindung nicht einschränken. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozentangaben gewichtsbezogen.
  • Beispiele
  • Vorbereitende Beispiele
  • Zur Herstellung mikroeingekapselter aktiver Materialien wurden die in den US-Patenten Nrn. 3.691.140, 5.045.569 und 5.508.313 und der Europäischen Patentanmeldung 371.365 offenbarten Mikroeinkapselungsverfahren befolgt.
  • Eine wässrige Suspension von Mikrokapseln jedes der Pheromone der vorbereitenden Proben A bis C wurde in eine Polyharnstoffhülle (50 g) eingekapselt, und Rhamsan Gum wurde unter Rühren als Suspendiermittel zugegeben. Es wurden einzelne kugelförmige Mikrokapseln mit einem Größenbereich von 10 bis 100 um und einem mittleren Durchmesser von etwa 50 um hergestellt.
    Vorbereitende Probe A: Z7-Z11-C16 Acetat und Z7-E11-C16 Acetat (1:1)
    Vorbereitende Probe B: E11-C14 Acetat
    Vorbereitende Probe C: E11-C14 Alkohol
  • Es wurde festgestellt, dass die Hüllenwand der Mikrokapsel von Probe C nicht so fest war wie die der in den Proben A und B erzeugten Mikrokapseln. Die Mikrokapselwände von Probe C brachen sobald das Wasser verdampft war und ließen eine Lache Pheromon zurück.
  • Beispiel 1: Mittels Sprühverfahren erzeugte Mikroperlen
  • Zu Beginn wurde eine Natriumalginatlösung durch Lösen einer vorher abgewogenen Menge Alginat in einem bekannten Volumen destilliertem Wasser hergestellt. Die Lösung wurde gründlich gemischt, um das Polymer löslich zu machen und wurde zur Entfernung eingebundener Luftblasen entgast. In einem getrennten 250 ml Gefäß wurden 80 g einer 2%igen Alginatlösung (SKW; Lannilis, Frankreich) mit 20 g Polyharnstoffmikrokapel-Suspension (vorbereitende Probe B) mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 Upm unter Verwendung eines Impellermischers vom Schiffsschraubentyp (3 cm Durchmesser) gemischt. Die Mikrokapselsuspension wurde dann unter Verwendung eines koaxialen Luftdüsensprühgerätes in feinen Partikeltröpfchen in ein Calciumchloridbad (Konzentration 50 nM) zerstäubt. Die Größe der Partikel wurde durch die Einstellungen an der Zerstäubungsvorrichtung bestimmt. Dies schloss die Regulierung des Düsenkopfdurchmessers, des Durchsatzes der Emulsion durch die Düse und des Luftstromes, welcher entlang ihres Einströmweges strömte, ein. Bei einem Düsendurchmesser von 0,508 mm, einem Durchmesser der koaxialen Luftdüse von 1,17 mm, dem Speisedruck von etwa 140 kPa und dem Luftstrom von etwa 35 kPa wurden feine Partikel erzeugt. Einzelne kugelförmige Mikroperlen mit in der Alginatmatrix eingebundenen Polyharnstoffinikrokapseln wurden erhalten, wobei die Mikroperlen einen mittleren Durchmesser von etwa 500 um aufwiesen.
  • Beispiel 2: Pheromonkapseln vom Alkoholtyp enthaltende Mikroperlen
  • Das in Beispiel 1 skizzierte Verfahren wurde übernommen und befolgt, mit der Ausnahme, dass die verwendeten Mikrokapseln aus Polyharnstoff bestanden, und den, in der vorbereitenden Probe C erhaltenen, E11-C14 Alkohol (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Tokio, Japan), enthielten. Die erhaltenen Mikroperlen waren einzeln und immobilisierten die Mikrokapseln ohne die Polyharnstoffhülle zu beschädigen. Nach der Dehydratisierung des Hydrogels schien die Alginatmatrix die Polyharnstoffmikrokapsel derartig zu umschließen, dass die Partikel intakt blieben.
  • Beispiel 3: Mikroperlen unter Verwendung eines Emulgierverfahrens
  • Zu Beginn wurde eine Agaroselösung (Aldrich Chemical Co.; Milwaukee, Wn durch Lösen einer vorher abgewogenen Menge Agarose in einem bekannten Volumen destilliertem Wasser hergestellt. Die Lösung wurde gründlich gemischt, um das matrixbildende Material durch Erwärmen auf eine Temperatur von etwa 100°C löslich zu machen. Die Temperatur der matrixbildenden Lösung wurde dann verringert, bis sie sich der Erstarrungstemperatur (üblicherweise zwischen 40 und 70°C, abhängig vom verwendeten Polymer) näherte. Gleiche Gewichtsmengen einer Pheromon (vorbereitende Probe A) enthaltenden Polyharnstoffmikrokapsel-Suspension wurden auf etwa 40 – 70°C vorgewärmt und mit der matrixbildenden Lösung gemischt, wobei die Temperatur im Bereich zwischen 40 und 70°C gehalten wurde. 50 g dieser warmen Mikrokapselsuspension wurden in einen, auf eine Temperatur von etwa 60°C eingestellten, 500 ml Glasmantelreaktor gegossen, der 200 g leichtes Mineralöl (Drakeol 34, Penreco; Karns City, PA) enthielt. Das Gemisch wurde unter Verwendung eines Turbinenscheibenmischers (5,08 cm Durchmesser) etwa 2 min bei 600 Upm gemischt. Die Emulsion wurde dann schnell in einem Eisbad 10 min gekühlt. Der Durchmesser der Mikroperlen lag im Bereich von 0,1 bis 1,5 mm. Die erhaltenen Mikroperlen enthielten innerhalb einer thermisch erstarrenden Agarosegelmatrix immobilisierte Mikrokapseln.
  • Beispiel 4: Mikroperlen unter Verwendung eines Emulgierverfahrens
  • Zu Beginn wurde eine Carrageenanlösung (SKW; Carenton, Frankreich) durch Lösen einer vorher abgewogenen Menge x-Carrageenan in einem bekannten Volumen destilliertem Wasser hergestellt. Die Lösung wurde gründlich gemischt, um das matrixbildende Material durch Erwärmen der Lösung auf eine Temperatur von etwa 80°C löslich zu machen. Gleiche Gewichtsmengen einer Pheromon (vorbereitende Probe A) enthaltenden Polyharnstoffinikrokapsel-Suspension wurden auf etwa 80°C vorgewärmt und mit der matrixbildenden Lösung gemischt, wobei die Temperatur bei 80°C gehalten wurde. 50 g dieser warmen Mikrokapselsuspension wurden in einen, auf eine Temperatur von etwa 80°C eingestellten, 500 ml Glasmantelreaktor gegossen, der 200 g leichtes Mineralöl (Drakeol) enthielt. Das Gemisch wurde unter Verwendung eines Turbinenscheibenmischers (5,08 cm Durchmesser) etwa 24 min bei 600 Upm gemischt. Die Emulsion wurde dann schnell in einem Eisbad 10 min gekühlt. 200 g einer 3 %igen Kaliumchloridlösung wurden zur Suspension zugegeben, um die Mikroperlen weiter zu vernetzen. Der Durchmesser der Mikroperlen lag im Bereich von 0,1 bis 1,5 mm. Die erhaltenen Mikroperlen enthielten innerhalb eines thermisch erstarrenden Carrageenangels eingeschlossene Mikrokapseln.
  • Beispiel 5
  • Mikroperlen wurden unter Verwendung der koaxialen Luftstromzerstäubung unter Verwendung der Zubereitung aus Beispiel 2 hergestellt. Die mittleren Teilchendurchmesser wurden durch Beurteilung von 30 – 50 Mikroperlen unter Verwendung eines Lichtmikroskopes, LEITZ DIAPLAN, erhältlich von Ernst Leitz (Wetzlar, Deutschland), gemessen. Die aus Probe 2 erhaltenen, das Alkoholpheromon E11-C14 Alkohol enthaltenden, Mikroperlen, wurden auf einen Mikroskopträger gegeben, und bei 40facher Vergrößerung wurde eine mikroskopische Aufnahme gemacht. Ein Digitalbild der mikroskopische Aufnahme wird in 2 zur Verfügung gestellt. Wie aus 2 ersichtlich, umfassen die Mikroperlen 20 eine Matrix 22, wobei mit aktivem Material gefüllte Polyharnstoffinikrokapseln 24 in der Matrix 22 eingebunden sind.
  • Nachdem die Mikroperlen bei Raumtemperatur etwa 8 Stunden Luft ausgesetzt wurden, wurde von den gleichen Mikroperlen bei gleicher 40facher Vergrößerung eine mikroskopische Aufnahme gemacht. In 3, einem Digitalbild der nach der Dehydratisierung der Mikroperlen aufgenommenen mikroskopische Aufnahme, ist gezeigt, dass die Matrix 22 geschrumpft ist und die Mikrokapseln 24 ummantelt, während die Mikrokapseln 24 intakt scheinen.

Claims (7)

  1. Verfahren des Abgebens und Freisetzens von aktivem Material, umfassend die folgenden Schritte: a) Suspendieren einer Vielzahl von Mikroperlen in einer Lösung, wobei die Mikroperlen eine Vielzahl von ein Pheromon als aktives Material umfassenden Mikrokapseln umfassen, wobei die Mikrokapseln in einer hydrophilen Matrix eingebunden sind; b) Abgeben der die Mikroperlen umfassenden Lösung auf ein Substrat; und c) Gestatten, daß die Mikroperlen dehydratisieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren die folgenden Schritte umfassend: d) Aussetzen der Mikroperlen gegenüber Feuchtigkeit; und e) Gestatten, daß die Mikroperlen rehydratisieren.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mikrokapseln aus einem aus Polyharnstoff, Polymethylharnstoff, Polyurethangelatine und Liposomen ausgewählten Material hergestellt sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mikroperlen des weiteren eine Vielzahl von Tröpfchen aktiven Materials umfassen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hydrophile Matrix aus einem Polysaccharid, Polyvinylalkohol, Polyacrylamiden und Methacrylaten ausgewählt ist.
  6. Sprühbare Zusammensetzung, umfassend in einer Lösung suspendierte Mikroperlen, wobei die Mikroperlen eine Vielzahl von ein Pheromon als aktives Material umfassenden Mikrokapseln umfassen, wobei die Mikrokapseln in einer hydrophilen Matrix eingebunden sind, wobei die Mikroperlen nach einer anfänglichen Dehydratisierung rehydratisieren können.
  7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, des weiteren umfassend aus hohlen klebrigen Klebstoffkügelchen, massiven klebrigen Klebstoffmikrokügelchen, Latex und Kombinationen davon ausgewähltes Klebstoffinaterial.
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