Инкапсулированные эфирные масла

Инкапсулированные эфирные масла

Реферат

Данное изобретение относится к микрокапсулам эфирных масел, способам их получения и их применению в качестве не причиняющих вреда окружающей среде дезинфицирующих продуктов для потребительского рынка, применяемых в качестве очистителей твердых поверхностей, стиральных порошков и мягчителей, и в качестве пестицидов, таких как нетоксичные ларвицидные агенты от комаров, и в качестве жидкостей для отпугивания насекомых, например, комаров, муравьев и других насекомых, и в качестве антивирусных и противогрибковых агентов. Данное изобретение также представляет композиции дезинфицирующих средств, или пестицидов, или репеллентов и ларвицидных агентов, содержащие эфирные масла, заключенные в микрокапсулы, микрокапсулы, имеющие инкапсулирующие стенки, образованные в основном из продуктов реакции ди- или полиизоцианата и полифункционального амина, необязательно в присутствии ди- или полифункционального спирта. В данном изобретении также представлен способ заключения эфирных масел в микрокапсульную композицию, который включает получение водной фазы, содержащей эмульгаторы и суспендирующие агенты, получение органической фазы, которая представляет собой эфирное масло, содержащее ди- или полиизоцианат, объединение водной и органической фаз с получением эмульсии типа «масло в воде» и добавление к эмульсии водного раствора ди- или полифункционального амина и ди- или полифункциональных спиртов при перемешивании, тем самым позволяя амину и спиртам взаимодействовать с изоцианатом с образованием микрокапсульных оболочек вокруг эфирного масла.

Более конкретно, в данном изобретении представлен способ получения микрокапсул эфирного масла, включающий растворение ди- или полиизоцианата в эфирном масле, эмульгирование полученной смеси в водном растворе, содержащем ди- или полиамин и/или ди- или полигидрокси соединение для инкапсулирования указанного эфирного масла путем межфазной полимеризации, в процессе которой образуется полимочевинная и/или полиуретановая пленка вокруг капелек эфирного масла, которая усиливает стабильность указанного эфирного масла, снижает скорость его испарения и контролирует скорость выделения при нанесении на субстрат.

В предпочтительных вариантах данного изобретения указанную полимеризацию проводят при температуре от 0°С до 30°С.

Предпочтительно указанная смесь дополнительно содержит катализатор.

В предпочтительных вариантах указанный водный раствор дополнительно содержит ди- или полиспирт, а также необязательно содержит ди- или полиамин.

Предпочтительно, указанный водный раствор дополнительно содержит, по крайней мере, один эмульгатор.

Также предпочтительным является способ, в котором указанное эфирное масло инкапсулируют вместе с другим компонентом, выбранным из адъюванта и агента, который усиливает свойства эфирного масла и, предпочтительно, указанный компонент является маслом из семян кунжута.

В предпочтительных вариантах данного изобретения указанное инкапсулирование проводят в условиях окружающей среды растворением полиизоцианата в указанном эфирном масле, эмульгирование полученной смеси в водном растворе, содержащем полиамин и/или ди- или полиспирт, где имеет место предварительная реакция, при которой образуется мембрана и поглощает любой присутствующий полиамин, затем в реакцию вступает полиспирт, который реагирует медленнее, и образуется внешнее поперечно сшитое покрытие, оставшийся изоцианат затем поглощается водой с получением амина, который взаимодействует с оставшимся изоцианатом.

Альтернативно, указанный процесс проводят в условиях окружающей среды, в которых ди- или полиамины в водном растворе отсутствуют.

В способе в соответствии с данным изобретением указанные ди- или полиизоцианаты предпочтительно выбирают из группы, включающей дициклогексилметан 4,4'-диизоцианат; гексаметилен 1,6-диизоцианат; изофорон диизоцианат; триметилгексаметилен диизоцианат; тример гексаметилен 1,6-диизоцианата; тример изофорон диизоцианата; 1,4-дициклогексан диизоцианат; 1,4-(диметилизоцианато)циклогексан; биурет гексаметилен диизоцианата; мочевина гексаметилен диизоцианата; триметилен-диизоцианат; пропилен-1,2-дизоцианат; и бутилен-1,2-диизоцианатные смеси алифатических диизоцианатов и алифатических триизоцианатов, которые включают тетраметилен диизоцианат, пентаметилен диизоцианат, гексаметилен диизоцианат и 4-(изоцианатометил)-1,8-октил диизоцианат, ароматические полиизоцианаты, которые включают 2,4- и 2,6-толуол диизоцианат, нафталин диизоцианат, дифенилметан диизоцианат и трифенилметан-р,p',p"-тритил триизоцианат. Подходящие ароматические изоцианаты включают толуол диизоцианат, полиметилен полифенилизоцианат, 2,4,4'-дифениловый эфир триизоцианат, 3,3'-диметил-4,4'-дифенил диизоцианат, 3,3'-диметокси-4,4'-дифенил диизоцианат, 1,5-нафталин диизоцианат и 4,4',4"-трифенилметан триизоцианат, и изофорон диизоцианат.

Предпочтительно, указанный диамин или полиамин выбирают из группы, включающей этилендиамин, диэтилентриамин, пропилендиамин, тетраэтиленпентаамин, пентаметилен гексамин, альфа-, омега-диамины, пропилен-1,3-диамин, тетраметилендиамин, пентаметилендиамин и 1,6-гексаметиландиамин полиэтиленамины, диэтилентриамин, триэтилентриамин, пентаэтиленгексамин, 1,3-фенилендиамин, 2,4-толуилендиамин, 4,4'-диаминодифенилметан, 1,5-диаминонафталин, 1,3,5-триаминобензол, 2,4,6-триаминотолуол, 1,3,6-триаминонафталин, 2,4,4'-триаминодифениловый эфир, 3,4,5-триамино-1,2,4-триазол, бис(гексаметилентриамин) и 1,4,5,8-тетрааминоантрахинон.

Предпочтительно, указанные ди- или полиспирты выбирают из группы, включающей многоатомные спирты, такие как этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,4-гександиол, дипропиленгликоль, циклогексил 1,4-диметанол, 1,8-октандиол и полиолы, такие как поли(этиленгликоли), поли(пропиленгликоли), поли(тетраметиленгликоли) со средней молекулярной массой в интервале от 200 до 2000, триметилолпропан, глицерин, гексан, триолы и пентаэритритол, 1,3-фенилендигидрокси, 2,4-толуилендигидрокси, 4,4'-дигидроксидифенилметан, 1,5-дигидроксинафталин, 1,3,5-тригидроксибензол, 2,4,6-тригидрокситолуол, 1,3,6-тригидроксинафталин, 2,4,4'-тригидроксидифениловый эфир и гидролизованные поливиниловые спирты.

Предпочтительно, указанный катализатор выбирают из группы, включающей амино или металлоорганические соединения, такие как N,N-диметиламиноэтанол, N,N-диметилциклогексиламин, бис-(2-диметиламиноэтиловый) эфир, N,N-диметилцетиламин, диаминобициклооктан,октоат олова (II) и дилаурат дибутилолова, имеющий концентрацию 0,1-0,3% мас. по отношению к диолу, и соли металлов, третичные амины, такие как триэтиламин или диэтилметиламин, и соли металлов Cu, Pb, Zn, Co, Ni, Mn.

В одном из особенно предпочтительных вариантов данного изобретения эмульгаторы, диспергаторы и пространственные барьерные полимеры, которые предотвращают агрегацию микрокапсул, применяются посредством добавления их в водный раствор, применяемый для получения указанных микрокапсул. Эти эмульгаторы, пространственные барьеры могут быть выбраны из группы, включающей натриевые, калиевые, магниевые, кальциевые или аммониевые соли лигнинсульфоната; поливиниловый спирт низкой и высокой плотности, или Tween 20, 40 или 80, и суспендирующие агенты выбирают из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу, натриевую соль, ксантановую смолу, смолу кариа и смолу плодов рожкового дерева поливинилпирролидон (ПВП), растворимый в воде поливиниловый спирт (ПВС) с различной степенью гидролиза ацетата, в одном из предпочтительных вариантов с гидролизом от 80% до 90%, более предпочтительно, с гидролизом свыше 95%, и поли(этокси)нонилфенол, применяемые для образования дисперсий. ПВП доступен с различными молекулярными массами в интервале от около 20000 до около 90000. Поли(этокси)нонилфенолы могут иметь различную молекулярную массу в зависимости от длины этокси цепи. Поли(этокси)нонилфенолы, полиэфирные блоксополимеры, полиоксиэтиленовые продукты присоединения жирных спиртов, поверхностно-активные вещества, и сложные эфиры жирных кислот, такие как стеараты, олеаты, сорбитанмоностеарат, сорбитанмоноолеат, полуторный олеат сорбита. Каждый из указанных выше эмульгаторов, диспергаторов и пространственных барьерных полимеров может быть использован в чистом виде или в сочетании. Они обычно добавляются к водному раствору до диспергирования не водного эфирного масла/изоцианата, или, в некоторых случаях, они могут быть добавлены во время или после межфазной полимеризации.

В особенно предпочтительном варианте в соответствии с данным изобретением полученные микрокапсулы содержат 60-95% эфирных масел, и остаток указанной капсулы содержит инкапсулирующие стенки и добавки.

Предпочтительно, полученные микрокапсулы имеют размер от 10 до 100 микрон.

В особенно предпочтительных вариантах в соответствии с данным изобретением полученные микрокапсулы содержат эфирные масла, которые применяются в качестве ларвицидов, имеют размер 0,5-100 микрон, и необязательно обладают свойством плавучести на поверхности воды, не разрушаются под действием УФ-излучения и медленно выделяют эффективную дозу пестицида на основе эфирного масла, инкапсулированного в них.

В других предпочтительных вариантах в соответствии с данным изобретением полученные микрокапсулы содержат эфирные масла, которые применяются в качестве ларвицидов, имеют размер 0,5-100 микрон, и необязательно обладают свойством плавучести на поверхности воды, не разрушаются под действием УФ-излучения и медленно выделяют эффективную дозу ларвицида на основе эфирного масла, инкапсулированного в них.

В еще более предпочтительном варианте в соответствии с данным изобретением полученные микрокапсулы содержат эфирные масла, которые применяются в качестве ларвицидов, имеют размер 0,5-100 микрон, и медленно выделяют эффективную дозу репеллента на основе инкапсулированного в них эфирного масла.

Далее в данном изобретении представлен способ, которым получают микрокапсулы, содержащие эфирные масла в качестве ларвицидов, которые имеют размер 0,5-100 микрон, и необязательно не разрушаются под действием УФ-излучения, и медленно выделяют эффективную дозу эфирного репеллента от комаров, инкапсулированного в них.

В другом аспекте в соответствии с данным изобретением полученные микрокапсулы содержат эфирные масла, которые служат в качестве заменителей хлорсодержащих дезинфицирующих потребительских средств, и где микрокапсулы обеспечивают длительное антимикробное действие при применении в качестве очистителей для твердых поверхностей, стиральных порошков и мягчителей.

В еще одном аспекте данного изобретения указанные микрокапсулы, после образования, подвергают взаимодействию с реакционноспособными реагентами, содержащими амин или гидроксил, которые также содержат анионные или катионные, или амфотерные, или гидрофильные группы, которые делают поверхность микрокапсул с инкапсулированным эфирным маслом анионной, катионной или амфотерной или гидрофильной, но не заряженной.

В еще одном аспекте данного изобретения указанные микрокапсулы, после образования, модифицируют путем абсорбирования в их поверхность мономеров или полимеров, которые повышают их гидрофильность или гидрофобность, или делают их поверхности анионными, катионными или амфотерными, или гидрофильными, но незаряженными.

В данном изобретении также представлены микрокапсулы с эфирными маслами, полученные любым из указанных выше способов.

В одном из вариантов данного изобретения микрокапсулы получают заключением при комнатной температуре эфирных масел в полимочевинные и/или полиуретановые микрокапсулы путем межфазной полимеризации. Эти капсулы обладают характеристиками, позволяющими им предотвращать испарение или окисление инкапсулированного эфирного масла, и быть абсорбированными и оставаться на поверхностях, на которые их наносят, а также обладают свойством замедленного выделения. Способ инкапсулирования и материал для мембран капсул дает композицию для эфирных масел, которая низкотоксична или нетоксична и экологически безопасна («зеленая»), которая не имеет современных ограничений по токсичности и низкой эффективности внедренных материалов и технологий.

В другом варианте данного изобретения микроинкапсулированная композиция эфирных масел с отложенным выделением, предназначенная для контроля комаров, заявлена как конкурентоспособная, не наносящая вреда окружающей среде альтернатива применяемым синтетическим химическим соединениям. Композиции в соответствии с данным изобретением также имеют улучшенную эффективность при низких затратах по сравнению с другими природными ларвицидными агентами. Микроинкапсулирование межфазной полимеризацией с получением межфазных полимочевинных и полиуретановых пленок снижает эффективную концентрацию, необходимую для применения, и увеличивает период активности. Для заявленного применения в качестве ларвицидов микрокапсулы с эфирными маслами представляют собой инкапсулированные частицы эфирных масел микронного размера, которые могут плавать на поверхности воды, которые не разрушаются УФ-излучением, и которые могут медленно выделять эффективную дозу.

В еще одном варианте микрокапсулы с эфирными маслами в соответствии с данным изобретением могут применяться для замены хлорсодержащих дезинфицирующих средств, где необходимо длительное противомикробное действие, таких как очистители для твердых поверхностей и стиральные порошки.

В еще одном предпочтительном варианте инкапсулирование проводят растворением в эфирном масле полиизоцианатов на основе бисфенола А, эмульгирование этой смеси в воде, содержащей полиамин и ди- или полиспирт (например, полиэтиленгликоль (ПЭГ)). Имеет место предварительная реакция, при которой образуется мембрана и поглощает весь полиамин. Затем в реакцию вступает полиспирт, который реагирует медленнее, и образуется внешнее поперечно сшитое покрытие. Оставшийся изоцианат затем поглощается водой с получением амина, который взаимодействует с оставшимся изоцианатом. Конечный продукт содержит только микрокапсулы, диспергированные в воде, не содержащей токсичных химических соединений. Раствор не очищают, и другие материалы добавляют с получением конечной композиции.

В еще одном предпочтительном варианте инкапсулирование проводят растворением в эфирном масле полиизоцианатов на основе бисфенола А, эмульгирование этой смеси в воде, содержащей ди- или полиспирт (например, полиэтиленгликоль (ПЭГ)). Имеет место предварительная реакция, при которой образуется мембрана с получением полиуретанового инкапсулирующего покрытия с минимальным содержанием капель мочевины, которое может образовываться при гидролизе изоцианата с водой, и полученный амин взаимодействует с оставшимися изоцианатными группами. Конечный продукт содержит только микрокапсулы, диспергированные в воде, не содержащей токсичных химических соединений. Раствор не очищают, и другие материалы добавляют с получением конечной композиции.

В другом предпочтительном варианте данного изобретения указанные микрокапсулы после образования подвергают взаимодействию с реакционноспособными реагентами, содержащими амин или гидроксил, которые также содержат анионные или катионные, или амфотерные, или гидрофильные группы, которые делают поверхность микрокапсул с инкапсулированным эфирным маслом анионной, катионной или амфотерной, или гидрофильной, но незаряженной.

В еще одном предпочтительном варианте данного изобретения указанные микрокапсулы, после образования, модифицируют путем абсорбирования в их поверхность мономеров или полимеров, которые повышают их гидрофильность или гидрофобность, или делают их поверхности анионными, катионными или амфотерными, или гидрофильными, но незаряженными.

В другом варианте эфирные масла инкапсулируют с адъювантами или агентами, которые усиливают свойства эфирных масел, такими как масло из семян кунжута, которое содержит компоненты, усиливающие свойства других эфирных масел, действующих в качестве ларвицидов или противомикробных средств.

В особенно предпочтительных вариантах данного изобретения способ отличается инкапсулированием эфирных масел при комнатной температуре с получением жестких полимочевинных или полиуретановых микрокапсул, образованных межфазной полимеризацией. Контролируя природу и концентрации реагентов и условия, в которых проходит реакция, такие как рН, ионная сила, температура, эмульгаторы, суспендирующие агенты, присутствие растворителей, размер микрокапсул и проницаемость инкапсулирующего барьера для эфирных масел, данный способ контролируется более эффективно, чем другие способы, применяемые в настоящее время для инкапсулирования эфирных масел. Этим способом эфирные масла могут являться эффективными экологически безопасными альтернативами современным токсичным химическим веществам, и обладают значительно улучшенной эффективностью по сравнению с неинкапсулированными эфирными маслами и эфирными маслами, инкапсулированными другими способами. Инкапсулирование необходимо, так как неинкапсулированные продукты на основе эфирных масел могут быть очень чувствительны к окислению и очень летучими, что ухудшает их эффективность, поэтому инкапсулирование необходимо для предотвращения окисления и испарения. Инкапсулированные эфирные масла, которые перечислены в известном уровне техники, не обладают свойством абсорбции и сохранения эффективности на поверхностях, на которые они нанесены, и/или не обладают требуемыми свойствами замедленного выделения, требуемыми для рентабельных с точки зрения стоимости продуктов. Свойства выделения микрокапсул с эфирными маслами известного уровня техники либо слишком быстрые, либо слишком медленные и/или не выделяются с постоянной скоростью. Капсулы в соответствии с данным изобретением обладают необходимыми характеристиками, что позволяет им абсорбироваться и оставаться на поверхностях, на которые они нанесены, и обладают требуемыми свойствами замедленного выделения. Способ инкапсулирования и материал для мембран капсул позволяет получить идеальную композицию для эфирных масел, которая не имеет ограничений, присущих материалам и технологиям известного уровня техники, как продукт с замедленным выделением, что повышает стабильность и период действия активных материалов и позволяет снизить необходимое количество, а, следовательно, и затраты. Эта новизна уникальных микрокапсул с эфирными маслами, которая дает требуемые характеристики абсорбции и замедленного выделения, позволяет получать давно желаемые, но так и не полученные рентабельные экологически безопасные материалы по сравнению с синтетическими химическими соединениями.

Уровень техники

Еще до развития современной химической и фармацевтической промышленности эфирные масла применяли во многих областях повседневной жизни в качестве антисептических и дезинфицирующих материалов в фармакологии и косметологии, например, в качестве противомикробных (противовирусных, антибактериальных и противогрибковых) и ларвицидных агентов. Композиции на основе эфирных масел с широким спектром противомикробного действия, которые были относительно нетоксичными для млекопитающих, особенно композиции для очистки поверхностей на основе эфирных масел, которые являлись особенно эффективными дезинфекционными и противомикробными средствами, были заменены на более мощные синтетические химикаты и антибиотики, которые были дешевле и более эффективны, и могли применяться в более низких концентрациях. Со временем, однако, были обнаружены токсические и экологически неблагоприятные эффекты таких синтетических композиций, и в настоящее время делаются попытки заменить их теми же самыми агентами на основе эфирных масел, которые они заменили.

В области потребительских дезинфицирующих средств необходимо найти безопасную альтернативу для замены синтетических химикатов и антибиотиков, применяемых в качестве дезинфицирующих и противомикробных средств, которые являются токсичными для человека и окружающей среды. Было обнаружено, что некоторые из таких дезинфицирующих средств оказывают хроническое токсическое действие, особенно на детей. Существует необходимость замены химикатов, содержащих активный хлор и другие синтетические химикаты, на нетоксичные природные экологически безопасные материалы. Ароматные природные эфирные масла, которые имеют незначительную или вообще не имеют токсичности, показали хорошие противомикробные свойства и, как таковые, являются кандидатами на замену хлорсодержащих дезинфицирующих средств. Авторами данного изобретения было показано хорошее противомикробное действие эвкалиптового масла при применении в качестве мягчителя для белья. Тем не менее, с точки зрения проникновения на потребительский рынок, недостатками продуктов на основе эфирных масел, включая современные инкапсулированные композиции, являются цены на исходное сырье, недостаточная продолжительность действия и необходимость повторного применения.

В области пестицидов, микрокапсулы в соответствии с данным изобретением могут применяться в качестве, например, ларвицидов, репеллентов и инсектицидов. Что касается ларвицидов, микрокапсулы с эфирными маслами для контроля комаров могут конкурировать с ларвицидными агентами известного уровня техники [фосфорорганическими, хлорорганическими соединениями, карбаматами, минеральными маслами, регуляторами роста насекомых (РРН) (например, метопрен или пирипроксифен)].

Двумя важными причинами контроля комаров являются избежание неприятных укусов и предотвращение распространения заболеваний, переносимых комарами, включая такие, как малярия, энцефалит, тропическая лихорадка и желтая лихорадка, а также «вирус западного Нила». По оценками Всемирной Организации Здравоохранения более чем 500 миллионов клинических случаев каждый год относятся к заболеваниям, переносимым и передающимся комарами. В Соединенных Штатах Америки последнее время наблюдается рост заболеваний, переносимых комарами, что значительно увеличивает коммерческую ценность ларвицидов. В настоящее время химические инсектициды применяют для контроля комаров либо в виде ларвицидов, либо в виде препаратов для взрослых особей, даже если инсектициды могут быть вредными для здоровья человека, и известно, что они оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду и дикую природу. Биологические антикомариные ларвициды в основном представляют собой продукты на основе микроорганизмов, которые зарегистрированы как пестициды для контроля личинок комаров вне помещений. Кроме того, что они являются высокозатратными, биологические соединения трудно применять с достаточной степенью эффективности, так как длительность воздействия у них в первую очередь зависит от композиции продукта, условий окружающей среды, качества воды и вида комаров. 2% спреи на основе минеральных масел.

Области, применения микрокапсул в соответствии с данным изобретением:

Нетоксичные ларвициды, очистители для твердых поверхностей, стиральные порошки, подгузники, женские гигиенические тампоны, мягчители для белья. Репелленты от насекомых, особенно комаров и муравьев.

Представленные ниже области заявлены для применения микрокапсул на основе эфирных масел в соответствии с данным изобретением. Применением микрокапсул в соответствии с данным изобретением в данных областях повышает эффективность эфирного масла путем снижения количества, необходимого для длительного воздействия, тем самым снижая стоимость применения, что делает эфирное масло конкурентоспособным относительно современных синтетических химикатов.

1) Дезинфицирующие и обеззараживающие композиции для твердых поверхностей, таких как прилавки, кафель, фарфоровые изделия (раковины и унитазы), полы, окна, режущие предметы, стеклянная посуда, посуда и стоматологические и хирургические инструменты.

2) Душистые и благоприятные для кожи жидкости для нанесения на текстильные поверхности для улучшения физического состояния кожи.

Противомикробные салфетки, которые обеспечивают улучшенное немедленное удаление микробов, описаны в патентах США, представленных в разделе «Сравнение с уровнем техники» для эфирных масел.

3) Остающиеся на поверхности противомикробные композиции, которые обеспечивают улучшенную остаточную пользу, описанные в патентах США, представленных в разделе «Сравнение с уровнем техники» для эфирных масел, против грамположительных бактерий.

4) Противомикробные композиции с эфирными маслами, описанные в патентах США, представленных в разделе «Сравнение с уровнем техники» для эфирных масел.

6) Дезинфицирующие и обеззараживающие средства на основе эфирных масел, описанные в патентах США, представленных в разделе «Сравнение с уровнем техники» для эфирных масел.

7) Матирующие агенты в гермицидных композициях для чистки твердых поверхностей.

8) Жидкие композиции моющих средств.

9) Противомикробные композиции с антисептическими, противовирусными и ларвицидными свойствами для лечения герпеса, головных вшей, вагинальной молочницы, бородавок и грибковых заболеваний ног, и применяемые в качестве противомикробных полосканий для рта и средств для очистки поверхностей;

10) Лечение вшивости.

11) Натуральные пестициды.

12) Вкусовые добавки.

13) Отдушки.

14) Лечение инфекций у человека и животных.

15) Репелленты от вшей.

16) Болеутоляющие и противовоспалительные композиции.

17) Отдушки или репеллентны от насекомых.

18) Активные агенты в фармацевтических и косметических средствах.

19) Полезные добавки в экструдированном мыле и/или твердых моющих средствах.

20) Добавки к пище или табаку.

21) Активные агенты в фармацевтических и косметических средствах.

22) Продукты для ухода за волосами.

23) Зубные пасты, содержащие инкапсулированные вкусовые добавки.

24) Репелленты от комаров, муравьев и насекомых.

25) Ларвициды от комаров.

26) Противовирусные агенты.

27) Противогрибковые агенты.

28) Гели для лечения заболеваний десен.

29) Гигиенические тампоны для женщин, не вызывающие синдрома токсического шока.

30) Подгузники.

Сравнение с уровнем техники

Обзор уровня техники показал, что эфирные масла введены в состав многих различных композиций для описанных выше областей применения. Хотя методика инкапсулирования применялась для таких масел с целью улучшения стабильности, обеспечения замедленного выделения и снижения затрат на применение (для тех же областей применения, которые авторы данного изобретения предлагают развивать), такие попытки, как нам известно, не привели к созданию коммерческих продуктов, которые могли бы эффективно конкурировать с доступными синтетическими химикатами. Причина в том, что применяемые в настоящее время эфирные масла, включая те, которые были инкапсулированы, не отвечают одному или более требованиям, описанным выше, для получения эффективных по затратам микроинкапсулированных продуктов. Недостатки применяемых в настоящее время продуктов:

1) Они не остаются на достаточно длительное время на поверхностях, на которые они нанесены и/или не обеспечивают на таких субстратах замедленное выделение непрерывной эффективной дозы из-за неэффективных инкапсулирующих барьеров.

2) Их получают методами, которые разрушают или модифицируют многие свойства масел.

3) Во многих случаях они должны наноситься в дозах, превышающих рентабельные эффективные дозы, тем самым требуя больших затрат, чем современные синтетические химикаты.

Патентная литература по инкапсулированным эфирным маслам может быть разделена на следующие категории:

1) Патенты, описывающие все методы инкапсулирования и широкий спектр полимерных инкапсулирующих агентов, но содержащие ограниченное количество примеров и пунктов формулы изобретения.

2) Патенты, основанные на твердых ядрах, содержащих эфирные масла, адсорбированные в них, с и без дополнительного покрытия.

3) Инкапсулирование капелек или эмульсий эфирных масел в полимерную оболочку путем коацервации или адсорбции предварительно полученных полимеров.

4) Инкапсулирование в микроорганизмы. Ближайшим уровнем техники для данного патента является инкапсулирование эфирных масел в качестве жидкого ядра. В патентах США 3957964, 5411992, 6414036 описаны все способы инкапсулирования и широкий спектр полимерных инкапсулирующих средств, но дано ограниченное количество примеров и пунктов формулы изобретения. Ни один из примеров или пунктов формулы изобретения не относится определенно к межфазной полимеризации с получением инкапсулированных в полиуретан или полимочевину эфирных масел.

В патентах США 6238677, 5753264, 6200572, публикации РСТ 1997-07-09, А1 описано инкапсулирование капелек или эмульсий эфирных масел в полимерную оболочку путем коацервации или адсорбции предварительно полученных полимеров. Эти патенты не относятся к предлагаемому патенту и практически не имеют необходимых свойств замедленного выделения или требуемой стабильности, указанных в данной заявке, из-за природы стенок микрокапсул.

В патенте США 5232769 описано инкапсулирование капелек или эмульсий эфирного масла в полимерную оболочку межфазной полимеризацией мономеров, таких как меламин или мочевина, растворенных в каплях минерального масла и межфазно поперечно сшитых формалином. В данном случае замедленного выделения не происходит, и микрокапсулы в примерах с применением формалина, меламина или мочевины являются твердыми и вызывают неприятные ощущения на поверхности, на которую их наносят.

Межфазная полимеризация с получением мочевинных и полиуретановых микрокапсул широко применяется для инкапсулирования пестицидов и гербицидов [см. A. Markus, Advances in the technology of controlled release pesticide formulations" in Micro-encapsulation: Methods and Industrial Applications, S. Benita (Ed), 1996, стр. 73-91, и патент США 4851227, 25 июля 1989]. Эти методы и материалы, однако, не применялись для инкапсулирования эфирных масел, и действительно удивительно, что они хорошо работают в случае с нетоксичными эфирными маслами. Применение межфазной конденсации для инкапсулирования веществ, таких как фармацевтические агенты, пестициды и гербициды, описано в патенте США № 3577515, выданном 4 мая 1971. Процесс инкапсулирования включает две несмешиваемые жидкие фазы, одна из которых диспергирована в другой перемешиванием, и последующую полимеризацию мономеров из каждой фазы на межфазной границе между объемной (непрерывной) фазой и диспергированными каплями. Несмешиваемыми жидкостями обычно являются вода и органический растворитель. Полиуретаны и полимочевины включены в указанные типы материалов, подходящих для получения микрокапсул. Применение эмульгирующих агентов (также известных как суспендирующие или диспергирующие агенты) также описано. В патенте США описано образование микрокапсул, имеющих полимерную сферу и жидкое ядро, диаметром от 30 микрон до 2 мм, в зависимости от применяемых мономеров и растворителей.

Применение межфазной конденсации для инкапсулирования веществ, таких как фармацевтические агенты, пестициды и гербициды, описано в патенте США № 3577515, выданном 4 мая 1971. Процесс инкапсулирования включает две несмешиваемые жидкие фазы, одна из которых диспергирована в другой перемешиванием, и последующую полимеризацию мономеров из каждой фазы на межфазной границе между объемной (непрерывной) фазой и диспергированными каплями. Несмешиваемыми жидкостями обычно являются вода и органический растворитель. Полиуретаны и полимочевины включены в указанные типы материалов, подходящих для получения микрокапсул. Применение эмульгирующих агентов (также известных как суспендирующие или диспергирующие агенты) также описано. В патенте США описано образование микрокапсул, имеющих полимерную сферу и жидкое ядро, диаметром от 30 микрон до 2 мм, в зависимости от применяемых мономеров и растворителей.

В патенте Соединенного Королевства № 1371179 описано получение полимочевинных капсул для помещения в них красителей, чернил, химических реагентов, фармацевтических агентов, вкусовых добавок, фунгицидов, бактерицидов и пестицидов, таких как гербициды и инсектициды. Капсулы получают из различных ди- и полиизоцианатов в диспергированной органической фазе. Некоторые из указанных изоцианатов реагируют с получением амина, который далее реагирует с оставшимся изоцианатом на межфазной границе с водой и далее полимеризуется с получением полимочевинной оболочки. Водная фаза также содержит поверхностно-активное вещество, например, этоксилированный нонилфенол или полиэтиленгликолевый эфир, или линейный спирт. Кроме того, водная фаза содержит защитные коллоиды, обычно полиакрилаты, метилцеллюлозу и PVA. В примерах описан размер частиц не более 1 микрона. Инкапсулирование гормонов насекомых и имитаторов также включены в описанную систему.

Патент США № 4046741 и патент США № 4140516 относятся к развитию процесса, описанного в патенте Соединенного Королевства № 1371179. Согласно патенту США № 4046741 проблема с микрокапсулами заключается в нестабильности, вызванной выделением двуокиси углерода из остаточного изоцианата, заключенного в микрокапсулы. В патенте США № 4046741 описана последующая обработка полимочевинных микрокапсул аммиаком или амином, таким как диэтиламин. Это обеспечивает удаление остаточного изоцианата, что позволяет дальнейшее хранение микрокапсул при более низком рН без образования двуокиси углерода. В патенте США № 4140516 описано применение четвертичных солей в качестве катализаторов фазового перехода для ускорения образования полимочевинных микрокапсул.

Патент Канады № 1044134 относится к микроинкапсулированию инсектицидов, особенно пиретроидов. Инсектицид растворяют вместе с полиизоцианатом в несмешиваемом с водой органическом растворителе. Раствор в органическом растворителе затем диспергируют в воде перемешиванием, и добавляют полифункциональный амин при перемешивании. Полиизоцианат и полифункциональный амин реагируют с образованием полимочевинной оболочки, которая окружает диспергированные капли, содержащие инсектицид.

Микроинкапсулирование (или инкапсулирование) активных агентов является хорошо известным методом контроля их выделения и более продолжительного срока хранения и длительности действия. Композиции с замедленным выделением на основе инкапсулирования активного агента могут являться более рентабельными, по сравнению с неинкапсулированными продуктами. Многие другие гидрофобные или нерастворимые в воде агенты, такие как пестициды, были успешно инкапсулированы различными методами. Микрокапсулы представляют собой сыпучие порошки или порошки, имеющие диаметр частиц в интервале от около 0,1 микрона до 1000 микрон. Их получают с помощью множества способов нанесения покрытия, в которых применяют хорошо распределенные твердые, жидкие и даже газообразные вещества. В качестве покрытия или материала для стенок обычно применяют полимеры. В основном, микрокапсулы состоят из двух несопоставимых зон, ядра и оболочки. Процессы получения, подходящие для микроинкапсулирования, включают: процессы с разделением фаз (простая и комплексная коацервация), процессы межфазной полимеризации (поликонденсация или полиприсоединение из дисперсий) и физико-механические процессы (процесс с псевдоожиженным слоем, сушка распылением). Основным недостатком обычного микроинкапсулирования является то, что получение является относительно сложным.

Инкапсулирование материалов, таких как лекарственные средства, пестициды (включая инсектициды, нематоциды, гербициды, фунгициды и микробиоциды), консерванты, витамины и вкусовые добавки, желательно по многим причинам. В случае лекарственных средств и пестицидов, инкапсулирование может обеспечить контролируемое выделение активного материала. В случае витаминов инкапсулирование может проводиться для защиты витамина от окисления и, таким образом, увеличения срока его хранения. В случае вкусовой добавки инкапсулирование может проводиться для помещения вкусовой добавки в легко измеримую форму, которая будет выделя