CH421909A - Procédé d'obtention de capsules minuscules - Google Patents

Description

  
 



  Procédé   d'obtenidon    de capsules   minuscules   
 La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de capsules minuscules et de leurs agrégats dont les parois sont en matière polymère contenant une quantité substantielle de zéine, renfermant un noyau en matière non miscible dans l'eau. D'une manière générale, la zéine est une prolamine tirée des semences de maïs par extraction par l'alcool, à partir de gluten extrait des semences lors de la fabrication des amidons.

   Dans la présente description, on    désigne par   zéine  , une zéine obtenue de cette    manière par extraction à l'alcool dont le contenu oléagineux a été éliminé et qui a été rendue alcaline par exemple par traitement de solutions alcoolisées avec de l'hydroxyde de sodium, la solution ayant un pH compris entre 9 et 11 et certains composants contaminateurs insolubilisés étant éliminés par filtrage après ce traitement. Le contenu restant en zéine de la solution alcoolisée est précipité par un traitement à l'eau froide, séché, comminué et tamisé à la dimension de particules désirée. Cette zéine en particules peut être obtenue dans le commerce et le mode particulier d'extraction de la zéine n'a pas d'importance particulière tant que celle-ci peut être dissoute dans une solution aqueuse alcaline comprenant 10 à   il O/o    (en poids) de zéine.

   Quand on traite une telle solution aqueuse en abaissant son pH, on fait précipiter la zéine sous la forme d'une matière insoluble très hydratée. Cette précipitation se produit généralement quand on atteint un pH de 5 ou inférieur à 5, suivant les autres composantes qui peuvent exister, par exemple des matières polymères formatrices de pellicules chargées négativement, qui facilitent cette précipitation et font partie de la matière formatrice des parois.



   La mise en capsules de petites particules de matière non miscible dans l'eau, soit liquide, soit solide, ou de mélanges de telles particules, s'effectue dans une telle solution alcaline de la zéine, avec ou sans autres composants formateurs de parois, ces particules étant maintenues dispersées dans la solution en cours de l'encapsulation.



   L'invention concerne un procédé de fabrication de capsules minuscules, chaque capsule étant composée d'un noyau en matière sensiblement insoluble dans l'eau, contenue dans une paroi formant logement, caractérisé par les opérations qui consistent à former une solution aqueuse de la matière formatrice des parois, consistant au moins partiellement en zéine, à un pH compris entre 9 et   11;    à disperser la matière formatrice de noyau sous la forme d'entités particulaires par agitation du système;

   à abaisser le pH à une valeur inférieure à 5,5 en vue de provoquer la séparation de phases de la matière formatrice des parois qui se dépose sous la forme d'un solide solvaté autour de chaque entité formatrice de noyau, et à rétifier la matière de parois ainsi déposée pour former une paroi rigide insoluble dans l'eau par traitement des capsules ainsi formées par un agent de rétification.



   Etant donné que la zéine en solution aqueuse est précipitée sous forme d'une phase solvatée séparée, plus ou moins éloignée de l'état liquide, en abaissant le pH de la solution d'une valeur comprise entre 9 et 11 à une valeur acide inférieure à 5,5, il ne s'agit pas d'une séparation de phase par coacervation, une phase coacervée étant une solution riche en liquide, et non un solide solvaté.



   Les caractéristiques de la matière formatrice de noyau dispersée ne sont pas primordiales, sauf en ce  qui concerne leur propriété d'insolubilité dans le véhicule aqueux et de non-réactivité avec les substances formatrices de parois. La matière formatrice de noyau, si elle est liquide, sera donc classée dans la catégorie des substances huileuses et dans une dispersion aqueuse se trouvera sous la forme de   gouttelèttes    globulaires, comme cela se passe dans les émulsions oléagineuses et aqueuses. Les substances huileuses qui peuvent ainsi être émulsifiées sont nombreuses et comprennent les huiles animales, végétales, minérales, les huiles de poissons et les huiles synthétiques, telles que l'huile d'axonge, l'huile de ricin, l'huile de baleine, les   distillats-de    pétrole et le trichlorodiphényle.



  Ces substances huileuses peuvent être. utilisées séparément ou avec une dispersion de matières solides, par exemple des médicaments insolubles dans l'huile, tels que l'aspirine; des minéraux tels que l'oxyde de fer magnétique ou des particules de colorant insolubles    dans l'huile. En outre, des vitamines, ¯ des aliments,    des médicaments, des colorants et autres substances peuvent être dissous dans l'huile Les particules des noyaux, au lieu d'être liquides, peuvent être entièrement solides et avoir diverses configurations en. ce qui concerne les particules, qu'elles soient cristallines ou amorphes, l'écart par rapport à l'état globulaire des dispersions liquides n'ayant pas d'importance du fait que les capsules produites participent quelque peu aux configurations extérieures des particules solides comminuées.

   Des dispersions mélangées de différents genres de substances huileuses, de différents types de solides ou de mélanges de ceux-ci peuvent être mises   en-capsules    dans une seule opération globale ou des capsules de différents lots, différents en ce qui concerne les matières formatrices de leurs noyaux, peuvent être mélangées.



   Le procédé s'applique à l'utilisation de particules allant de 5 microns à plusieurs milliers de microns de dimension moyenne, ces particules ayant une si faible dimension que leur manipulation individuelle pour leur mise en capsule n'est pas pratique ou même impossible. Les particules de la matière constituant les noyaux recouvertes par le dépôt précipité, mais non durci, de la matière formant les parois, ont quelque peu tendance à s'agréger en   groupe botryoides,    suivant les conditions de fabrication. Cette agrégation peut être considérée comme étant la règle, bien que dans de rares cas il puisse se former des capsules non agrégées. Ces agrégats peuvent comprendre de 5 à 100 ou plus de particules encapsulées. Ces agrégats, en dépit du nombre d'unités qu'ils comportent, sont ordinairement invisibles à   I'cRil    nu.



     I1    doit être bien compris que les matières formatrices de capsulés sont introduites dans une quantité relativement importante de véhicules aqueux de fabrication, de façon à permettre la libre mobilité des entités de la matière formatrice des capsules, le véhicule étant maintenu en état d'agitation constante jusqu'à ce que les capsules soient terminées, de telle sorte que les matières formatrices de capsules précipitées et dispersées sont entremêlées sous la forme d'entités minuscules pouvant se combiner et former des capsules ainsi que des agrégats sans former une masse coagulée inutilisable.



   On considérera que le procédé de l'invention est exécuté à la température ambiante normale (20 à   250 C)    sauf autrement spécifié, mais la gamme de températures n'a pas une importance primordiale, si   l'on    n'atteint pas les températrues de congélation et de vaporisation des matières formatrices de capsules.



   L'invention sera décrite d'une manière spécifique à l'aide de divers exemples qui englobent la mise en capsules de gouttelettes de trichlorodiphényle, car il s'agit ici d'une substance huileuse facile à émulsionner à la température ambiante et, d'une manière générale, chimiquement inerte, non sujette à l'évaporation aux températures de fabrication qui peuvent s'écarter largement de la température ambiante normale, qu'elles soient   obtenues¯artificiellement    ou qu'elles se produisent naturellement. Des matières sensibles, quant à la conservation à la chaleur ou au froid, peuvent aussi être encapsulées et le fait que   l'on    indique le   trichlorophényle    dans les exemples ne doit pas permettre d'aboutir à la conclusion contraire.



   Les divers composants utilisés ne sont donnés qu'à titre d'exemples, ainsi que les matières formatrices de noyaux équivalentes mentionnées comme substitut du trichlorodiphényle. Des additifs de la matière formatrice des parois en zéine, compris dans la classe des matières polymères négatives artificielles ou naturelles, peuvent être utilisés avec la zéine comme matière formatrice de parois pour faciliter son dépôt et former les parois, comme on le décrira ci-après.



   Exemple I:
 On introduit dans un récipient 100 millilitres d'une solution aqueuse à   20/o    en poids, de la zéine indiquée, et 10 millilitres de trichlorodiphényle, en agitant de manière à produire une émulsion et amener le pH à la valeur de 11. Ce réglage peut être obtenu à l'aide d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium.



  On poursuit le mélange pendant environ 10 minutes, pour amener le système à l'état de dispersion uniforme de gouttelettes de trichlorodiphényle, et   l'on    agite continuellement alors qu'on introduit 100 millilitres d'une solution à   5 0/o    en poids de carboxyméthyle-cellulose de sodium, d'un pH réglé à valeur désirée de 11. Après incorporation complète de la carboxyméthyle-cellulose de sodium, chargée négativement, on ajoute 200 millilitres d'eau. Le pH du système est alors réglé à une valeur de 4, à   l'aide    d'une solution aqueuse d'acide acétique à 10   o/o    en poids. Les matières polymères sont alors précipitées et forment sur les gouttelettes de particules de matière formatrice de noyaux de façon à constituer des parois solides, solvatées.

   Les gouttelettes, munies de leurs parois, se forment alors en agrégats botryoïdes dont la dimension la plus grande a moins de 100 microns. Les gouttelettes de la matière formant les noyaux sont entourées individuellement par la ma  tière formatrice des parois. Tout ce qui précède a été exécuté à la température ambiante.



   Pour rendre rigides les matières de parois ainsi déposées, on ajoute au système, tout en agitant, 5 millilitres d'une solution aqueuse à 25   O/o    en poids de glutaraldéhyde, l'agitation étant poursuivie pendant environ 10 heures pour obtenir une rectification adéquate et uniforme. Ces capsules peuvent être récupérées par filtrage, décantation, centrifugation ou autres procédés analogues et traitées comme une matière particulaire en poudre, sensiblement sèche et solide.



   Exemple   il:   
 Le procédé est ici le même que celui de l'exemple I, sauf que   l'on    substitue au glutaraldéhyde une quantité équivalente d'alpha-hydroxy-adipaldéhyde.



   Exemple   ici :   
 Le procédé est analogue à l'exemple I, sauf qu'on substitue à la carboxyméthyle-cellulose une quantité égale de polyvinyle pyrrolidine, le pH acide étant réglé à 5,5 en vue d'obtenir la précipitation.



   Exemple   IV:   
 Le procédé est celui de l'exemple I, sauf qu'on substitue à la carboxyméthyle-cellulose de sodium une quantité de   polyvinylétheranhydridemaléique    égale.



   Chacun des exemples I à   IV    peut comporter des opérations supplémentaires successives de durcissement des parois exécutées si   l'on    veut obtenir un effet de superdurcissement.



   Exemple   V:   
 Dans cet exemple, on utilise une variante de la zéine spécifiée, à savoir une zéine traitée avec des acides forts pour la désaminer de façon qu'elle se dissolve dans une solution aqueuse ayant un pH de 9, pouvant ainsi contenir des matières formatrices de noyaux sensibles au pH plus élevé égal à   1 1    qui est indiqué dans les quatre premiers exemples. En outre, dans l'exemple V, on n'utilise aucune matière polymère négativement chargée. On ajoute à 200 millilitres de la solution aqueuse à 5   o/o    en poids de la zéine désaminée indiquée ci-dessus, 10 millilitres de trichlorodiphényle et 290 d'eau, le système étant réglé à un pH de 9.

   En agitant constamment et après réduction de la dimension des gouttelettes au diamètre moyen désiré, on fait tomber le pH à 5,4 avec une solution aqueuse de 20   o/o    en poids d'acide acétique. Comme précédemment, les capsules ayant leurs parois non durcies se forment et, plus tard, forment des agrégats. La matière formatrice des parois peut ensuite être rendue rigide par un traitement au glutaraldéhyde, par exemple en mélangeant constamment les capsules et leurs agrégats pendant quelques heures avec addition de 5 millilitres   d'une    solution aqueuse à 25   O/o    en poids de glutaraldéhyde.

   Dans cet exemple, les parois des capsules sont entièrement composées d'un précipitat de zéine rigidifié du type désaminé,
 Exemple   Vl :   
 Dans cet exemple, on agite 100 millilitres de la
 solution de zéine de l'exemple V, et 26 millilitres d'une
 solution aqueuse à 5   O/o    en poids de gomme arabique
 de façon à obtenir un pH de   11,5    avec 92g d'eau et
 10 millilitres de la matière formatrice de noyaux, soit
 le trichlorodiphényle. Après avoir atteint la dimension
 désirée pour les gouttelettes, on réduit le pH à 4,7 à
 l'aide d'une solution aqueuse d'acide acétique à   20 oxo   
 en poids.

   On obtient ainsi des capsules qui s'agrègent,
 et dont les matières formatrices de parois peuvent
 être-durcies par agitation pendant quelques heures
 après l'introduction de 2,5 millilitres d'une solution
 aqueuse de glutaraldéhyde et la même quantité d'une
 solution aqueuse d'alpha-hydroxy-adipaldéhyde ayant
 toutes deux une concentration de 25   o/o    en poids.



   Exemple   Vll :   
 On émulsionne 25 millilitres de trichlorodiphényle
 dans 227,5 g d'une solution aqueuse à 9   O/o    en poids
 de la zéine désaminée indiquée à l'exemple V, après
 quoi on ajoute - après avoir agité et tout en conti
 nuant à agiter - 500 millilitres d'une solution
 aqueuse à S   O/o    en poids de polyvinyle méthyléther
 anhydridemaléique ou si désiré une concentration
 similaire de polyéthylènelanhydridemaléique ayant un
 poids moléculaire d'environ   31 000.    A ce système on
 ajoute, tout en agitant, 200 millilitres d'eau, en main
 tenant l'ensemble à partir du début de l'opération à un
 pH d'environ 11.

   La température est alors réduite à
 100 C et en même temps le pH à 4,7 par les-méthodes
 décrites ci-dessus, ce qui donne lieu à la formation de
 capsules à parois renforcées en petits agrégats, par
 suite de la viscosité accrue de la solution. Pour rendre
 plus rigide les parois déposées de la matière polymère,
 on introduit dans 200 millilitres du véhicule aqueux
 et de son contenu 10 millilitres d'une solution aqueuse   à à 25 0/o en poids de glutaraldéhyde, 10 millilitres d'une   
 solution aqueuse à 30   o/o    en poids de formaldéhyde et
 10g de chlorure de sodium. On agite pendant 2 à
 3 heures, tout en élevant pendant ce temps la tempé
 rature à 55o C, le tout étant suivi par un refroidisse
 ment lent du système et la récupération des capsules,
 comme indiqué précédemment.



   Les exemples spécifiques qui précèdent peuvent
 être modifiés en vue de les adapter à des besoins par
 ticuliers en ce qui concerne l'une quelconque des
 matières formatrices de noyaux sélectionnées et   l'on   
 peut utiliser des matières polymères négatives autres
 que celles qui sont mentionnées pour faciliter la for
 mation des parois des capsules.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication de capsules minuscules, chaque capsule étant composée d'un noyau en matière sensiblement insoluble dans l'eau contenue dans une paroi formant logement, caractérisé par les opérations qui consistent à former une solution aqueuse de la matière formatrice des parois, consistant au moins partiellement en zéine, à un pH compris entre 9 et 11 ; à disperser la matière formatrice de noyaux sous 1a forme d'entités particulaires par agitation du système; à abaisser le pH à une valeur inférieure à 5,5 en vue de provoquer la séparation de phase de la matière formatrice des parois qui se dépose sous la forme daun solide solvaté autour de chaque entité formatrice de noyaux;

   et à rétifier la matière de parois ainsi déposée pour former une paroi rigide insoluble dans l'eau par traitement des capsules ainsi formées par un agent de rétification.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on utilise de la zéine désaminée dissoute dans une solution aqueuse ayant un pH d'environ 9.

   2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la matière formant les parois comprend environ une moitié de zéine et une moitié de earboxyméthylecellulose de sodium.

   3. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 2, caractérisé en ce que, au lieu de la carboxy méthyle- cellulose de sodium, on utilise une quantité égale de polyvinyleméthylétheranhydridemaléique.

   4. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 2, caractérisé en ce que, au lieu Ide la carbo oxyméthyle-ceflulose de sodium, on utilise une quantité égale de polyvinyle pyrrolidine.

   5. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la matière formant les parois comprend environ une moitié de zéine désaminée et une moitié de gomme arabique.

   6. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 5, caractérisé en ce que la gomme arabique est remplacée par une quantité équivalente de polyvinyleméthylétheranhydridemaléique.

   7. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 5, caractérisé en ce que la gomme arabique est remplacée par une quantité équivalente de polyéthylèneanhydridemaléique.