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Mikroverkapselung

Einleitung

Als Mikroverkapselung wird ein Herstellungsverfahren bezeichnet, bei dem kleine und kleinste Portionen fester, flüssiger oder gasförmiger Substanzen mit einer Hülle aus polymeren oder anorganischen Wandmaterialien umgeben werden. Die so erhaltenen, mikroskopisch kleinen Kapseln (Mikrokapseln) können einen Durchmesser von einigen Millimetern bis unter 1 µm haben. Bei Durchmessern unter 1 µm wird bereits von Nanoverkapselung und Nanokapseln gesprochen.

Die in Mikrokapseln eingeschlossenen Substanzen und Wirkstoffe werden allgemein als Kernmaterial bezeichnet. Mit zunehmendem Durchmesser nimmt die relative Wanddicke und damit die mechanische Stabilität der Mikrokapseln ab.

Abb.1
Mikrokapsel

Durch die Auswahl geeigneter Wandmaterialien können die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Mikrokapseln gezielt beeinflusst werden. Die Handhabung und Lagerung der Produkte in Pulverform macht sie ausgesprochen anwenderfreundlich.

Geschichte

Experimente zur Mikroverkapselung wurden bereits in den 1930er Jahren durchgeführt. Die erste technisch bedeutende Anwendung dieses Herstellungsverfahrens ist der kohlepapierfreie Durchschriftsatz (so genanntes Reaktionsdurchschreibepapier), der im Jahr 1954 auf dem Markt eingeführt wurde. Er ermöglicht beim Schreiben die Anfertigung von Kopien gleichzeitig mit dem Original ohne ein Zwischenlegepapier (Kohle- oder Blaupapier).

Abb.2
Quittungsblock mit Durchschreibepapier

Einsatzmöglichkeiten

Je nach Verwendung verschiedener Wand- und Kernmaterialien ergeben sich vielseitige Einsatzmöglichkeiten.

Beispiele für Inhaltsstoffe und Einsatzgebiete

  • Duftstoffe (Duftmarketing, Duftlacke)
  • Aromen
  • Farbstoffe, z.B. bei Durchschreibepapieren (erste industrielle Anwendung der Mikroverkapselung, Patent 1953)
  • Leuchtfarben
  • Öle und Schmierstoffe (Schmierung bei mechanischer Beanspruchung)
  • Klebstoffe (kleben unter Druckeinwirkung)
  • Lösungsmittel
  • Reinigungsmittel
  • Desinfektionsmittel
  • Konservierungsmittel
  • Enzyme (Waschmittel)
  • Pharmazeutika, Nahrungsergänzungsmittel (verzögerte Freisetzung, Retardierung)
  • Pestizide (bessere, weniger gesundheitsgefährdende Handhabung)
  • Flammschutzmittel
  • optische Aufheller
  • reaktive Kunststoffe (Epoxidharze, Polyurethane)
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