DE2014257A1 - Verfahren zum Herstellen von Gegenständen bestehend aus einem kapselntragenden Substrat - Google Patents

Description

THE NATIONAI. GASH REOISTCR CXMPANY Dayton, Ohio (V,St.A.)

Patentanmeldung Mr.
Unser Az.t 1188/Oer«any

VERFAHREN ZUM HERSIEIIfN VON GEGENSTANDEN EBSTEHEND AUS EINEM KAPSELNTRAGENDEN SUBSTRAT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen kapseintragender Gegenstände, insbesondere solcher, bei denen Kapseln mit einem Durchmesser von 400 bis 5 000 λχη verwendet werden sollen.

Mikrokapseln werden auf Papier oder andere Substrate häufig durch Beschichten des Substrates mit einer flüssigen Dispersion der Kapseln und Trocknen der Beschichtung aufgebracht. Hierbei besteht seit langem das Problem, daß während des Beschichtungsverfahrens ein großer Teil der Kapseln aufbrechen kann, insbesondere wenn Kapseln mit einem Durchmesser mit mehr als 400 yum verwendet werden. Die Erfindung schafft hier Abhilf· und ermöglicht eine zufriedenstellende Aufbringung von verhältnismäßig großen Kapseln mit einem Durchmesser zwischen 400 und 5 000 XM Auf ein Substrat.

Gegenstand der Erfindung 1st ein Verfahren zum Herstellen kapselntragender Artikel, bei dem eine die Kapseln enthaltende wässerige Beschlohtungsmischung auf ein Substrat aufgetragen und getrocknet wird.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kapseln zwischen 5 und 30 Gew.Ji der Beschichtungemischung ausmachen, während weitere 0,1 bis 10 Gew,£ der Beschichtungsmischung ein gelbildendes hydrophiles Polymer sind, und daß die Beschichtungsmischung thixotrop ist und eine Brookfield-Viskosität zwischen 500 und 50 000 cP bei einer Temperatur von 25 ⁰C hat.

Es ist hauptsächlich der gelbildende Stoff, der die thixotrop* Natur der Beschichtungsmichung bewirkt, durch die einerseits die Kapseln eingebettet und dadurch gegen ein Aufbrechen geschützt werden, während andererseits die Mischung leicht auf das Substrat aufgebracht werden kann.

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Vorzugsweise geschieht das Aufbringen der Mischung auf den Träger durch Extrudieren« jedoch können auch andere bekannte Techniken, z.B. Verteilen der Mischung auf de· Substrat Mittels einer Klinge oder eines Messers, Je nach den durch den Benutzer gegebenen Erfordernissen und der QrOMe und Art der Kapseln angewandt werden. Die bevorzugte Viskosität innerhalb des bezeichneten Bereiches liegt zwischen 200 und 10 000 oP.

Al· Oelblldner eignen sich u.a. folgende hydrophile wasserlösliche oder leicht in Wasser disperglerbare organische Polymers t Methylcellulose. Carboxymethylcellulose, Carboxyäthylcellulose, verschieden.» Stärken einschließlich natürlicher und oxydierter Stärken, Pektin und andere Kohlehydratderivate, Casein und andere von Tieren stammende Eiweißpolymere, Holzcellulosederivate, kationische und anionische Polyacrylamide, Aanoniumpolyacrylate, natürliche Guamen, z.B. Karayaguassi, sowie Gelatine, die durch aldehydische Vernetzungsmittel so weit gehärtet wird, daß die Gelbildung durch Kontakt nlt Wasser bei Temperaturen zwischen 25 und 40 ⁰C nicht ohne weiteres reversibel ist.

Die Verwendung eines flexiblen Bindemittels in der thlxotropen Mischung ist zwar nicht unbedingt erforderlich, verleiht Jedoch der fertigen Beschichtung der kapselntragenden Artikel verschiedene zweckmäßige Eigenschaften. So verbessert das flexible Bindemittel beispielsweise die Griffeigenschaften der Besohlchtungsmatrix und trägt dazu bei, die Bildung von Rissen während der Lagerung zu verhindern, durch die eir. vorzeitiges Aufbrechen der Xapseln hervorgerufen werden kannte. Auch ?ind viele der kapseIntragenden Gegenstände für mehrmaligen Gebrauch bestirnt, wobei Jeweils nur ein Teil der eingekapselten Bestandteile freigegeben wird. Bei solchen Gegenständen ist es wichtig, daß die Beschichtung nicht vorzeitig eine Übermäßig große Konzentration des gesamten KapselInhaltes freigibt oder eine Verschiebung von Teilen der Matrix von Träger weg zuläßt, wodurch diese Teile die Oberfläche des Trägers, auf dem der Kapseiinhalt aufgebracht werden soll, unregelmäßig bedecken würde, was »anrschelnlioh bei einer zu steifen Matrix der lall wäre. Es sollte daher bei Bestehen dieser Probleme eine genügend große Menge Bindemittel in den kapselntragenden Gegenständen verwendet werden, so da" diese die für / einen gegebenen Zweck erforderliche Flexibilität erhalten. Dies läßt sich ohne weiteres dadurch feststellen, daß man das die Matrix tragende Substrat. nach dem Trocknen der eiferen von Hand biegt. Entsprechend der vor der

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tigentllohen Verwendung zu erwartenden L&gerungszelt können zu verschiedenen Zelten wiederholt Teats dieser Art vorgenommen werden.

Zur Verwendung in der thlxotropen Matrix geeignete Bindemittel Sind u.s» wasaerlöaliohe Polyacrylate und Methacrylate sowie niedrigere alky!substituierte Acrylate und Methacrylate.

Weitere Bindemittel eind u.a. verschiedene natürliche und «ynthetisohe leicht In Wasser dispergierbare elastomere Latexstoffe, s.B. Butadlenatyrolelastonere und Butadienacrylnltrilelastomere.

Der auf dem Substrat abgelagerten Mischung kann eine große Ansshl von Zusätzen, s.B. Ffcrbungaaittel, Farbstoffe, Pigmente und FUIlstoffSjWts zerkleinerte Oellulosefasem, gemahlener Kork , Bimsstein, Siliciumcarbid, iwhrmale behandelte Polyurethane, Schwammgummi oder Ledsrstsubj beigemischt werden.

Ih nachstehender Tsbe11* sind die zulässigen und bevorzugten Konzentrationen für die thixotrope Beschlchtungsmischung angegeben.

Battandteil	Konzentration zulttsslg	in Qev.% bevorzugt	5
hydrophiler Oelbildner	0,1 - 10	0,1 -	15
Bladsalttsl	0-20	2 -	40
Kapseln	5-50	20 -	10
Füllstoff·	0-25	0 -	Auffüllen 100 Gew,$
Wasser	zun Auffüllen auf 100 Gew.«	zum auf

Mach «Ine« bevorzugten Ausfltirungebeispiel der Erfindung enthalt dl· («troolOMt·« Kapseln enthaltende Beschichtung eine verhältnissstBig kl«ine Nsnes hydronhilea polyserea OeI und eine verhSltnls^töig gro·· Nsnes flexibles polyssres Binteadttcl. In der Regel machen die XapMlB gswiohtassilii dan gröBeren Teil der Zusaisaaneetzung der getrookastso Basohiehtuns sus.

In dar Reg·! wird das thixotrope Gel zu Beginn des Herstellungsverfahrens in «insel VbrratSgefÜB hergestellt, indem nan gelbildendes Pol£»r In Vssssr sinrllxrt. Dann werden die gewünschten Kapseln aus einen Ca*i§jnat*n BahKltsr in trockene» oder feuchten Zustand oder noch häufiger

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in Form eines in der Regel zwischen 30 und 50 Gew.£ Kapseln enthaltenden wässerigen Breies in das Vorratsgefäß gegeben und mit dem thixotropen Gel gemischt. Bindemittel, Füllstoffe, oder dergleichen werden wahlweise zugesetzt. Sobald die die Kapseln enthaltende Mischung die gewünschte Viskosität erreicht hat und die fUr das gewählte Beschichtungsverfahren geeigneten thixotropen Eigenschaften aufweist, wird sie normalerweise bei Umgebungstemperatur oder etwas höherer ."Temperatur auf das Substrat aufgebracht. Nach Aufbringung der thixotropen Kapselbeschichtung auf das Substrat wird die Besohlchtung getrocknet, und die beschichteten Gegenstände werden dann bis zum Gebrauch gelagert. Die Trocknung wird bei Temperaturen durchgeführt, die so hoch sind, daß das Entfernen von Wasser oder Anderen flüchtigen Stoffen innerhalb einer annehmbaren Zeit gewährleistet ist, die Jedoch unter der Temperatur liegen, bei der die Kapselbeschichtung oder das Substrat beschädigt werden könnte.

Die in den erfindungegemäßen Verfahren verwendbaren Kapseln können durch zahlreiche bekannte chemische oder mechanische Verfahren hergestellt werden und sind im aligemeinen kugelförmig. Sie bestehen aus einem festen oder flüssigen Kern und aus wandbildendem Stoff. Es können verschiedene kapselwandbildende Stoffe, z.B. Gelatine und Gummiarabicum gehärtet mit Giutaraldehyd, mit oder ohne Zusätze wie, z.B. Copolymere von Äthylen und Maleinsäureanhydrid oder Phenolplastkondensate, verwendet werden. Es können auch andere kapselwandblldende Stoffe, z.B. Phenolforaaldehydharze; Anlnoplastkondensate, z.B. Harnstofformaldehydj Polyvinylalkohol; Athylcellulose; Polyvinylidenchloride; PoIycarbonatej oder chlorierte Polyolefine Verwendung finden. DarUber hinaus ist es möglich. Kapseln mit mehreren praktisch konzentrischen Wänden, z.B. einer ersten inneren Wand aus Gelatin« und Ounnti-arabicum und einer zweiten äußeren Wand aus Nitrocellulose oder Athylcellulose, zu verwenden.

Das Kapselherstellungsverfahren, ist nicht erfindungswesentlich. Es muß allerdings ebenso wie die zu verwendenden kapselwandbildenden Stoffe so gewühlt werden, daß der fertige Gegenstand die gewünschten Freigabeelgenachaften besitzt. Ein weiterer wichtiger Faktor 1st die Art des einzukapselnden Stoffes selbst, da die kernbildende Masse den kapsel wendbildenden Stoff nicht lösen darf. Die Größe der einzelnen Kapseln

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.. in jedem beliebigen gegebenen Produkt kann innerhalb ein©» weiten Streiches variieren, wobei sich das erfindungsgemäß® Verfahren um besten für Kapseln mit einem Durchmesser zwischen etwa 8OO und -2 000 jura eignet. Der Kapaelinhalt kann zwischen, etwa-45 und 95$ des Gesamtgewichts der Kapsel liegen und beträgt in der Regol etwa 6p bis 90 Gew.#.

Zur Einkapselung eignen sich eine große Anzahl fester und fHiesiger Stoffe sowie Mischungen von solchen und saar o.e.. für die ohensisehe Reinigung übliche Zäeimgemittsl, s.B« Perealor&thylGn, Tri« . ohloräthylen, Tetrachlorkohlenstoff! jüinsrälisseh®' EstraistQS Detergentien und Lösungen hiervon; Schmiermittel uad Schmieröle ©tosshließlieh leichter -Schmieröle für Sportgeräte, s*B° Waffenöl, X&etorö'l uswj Pietallreinigungs=· lolttel für -Silber, Knptw, z.B. Hamstofflösungen^ AnsBoniuiBSulphaEat«

rait odos³ ©teio ein telsafon ve^hindemds

, a_oBo Älltylpolyole odes^j Dialkylilhthalats Glyserin oamr miuBTQ Gifeol© enthalteßdo Windachutznoheibsn«

usid sad©?© Reiaingungsmittol, s»B.

I?3pSitha₅ f^iohlorälfeaai HßgellaekentfQEaeK'^ z_o&* Ällsylacstatö? Kosmstika, EoBo Lotionen, G^sises,, Psucflims, Kölnischwasser, Gssiehtspudss'^ Rouge und

!te einen "sondwichsptigan" Aufbau eines solchen Gsgenstaadss zu « kam «ils di© Kapseln enthaltsnde Efetrix -at?ischen Eshrepe obare

und WItQK¹Q Tg¹MgSS⁵SQhIehten aw© de® gleichen od©3? vorschiedenem f-fctsrial ©isigslagert w®s=äsn₀ Bsi den ©rfinduagsgoraMBsn OsgeastSndon gsnügt ein© ©laaige &Sg©E=3@a£eht_a cÜq BoiraslGKieisö aus fleslfol©sa ifetepial bs^teht» oipien sieh u_o a, folgerads ffets^ialienj Papier und papierenthaltends

einschließlich hand-fcuchartigGn Papieren und vez⁹« ö^aa ait usateroehiedliehana Goha.lt ca aatur=» und synthetischen Sehautastoff eiaoehließlieh offsnaelligoa Polyvinyl"

5f?ol la Blötfeforaii Kunstotoffilffis und versohlodenop rca^yj?« imd i

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Fasern, Metallteilen, Substrate die aus zwei oder sehr der genannten Bestandteile bestehen und in Schichten angeordnet oder anderweitig aneinander befestigt sind, z.B. tilt an dem Papier befestigtem Kunst-

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stoff In Form von_//Tiolatlon*fila»n_f- blSttern oder- beachichtunger hlnterlegtes Papier; Zusammensetzungen aus Kunststoff und Geweoe einschließlich ecloher, in d#hen eine nichtgewebt*? Textilstoff schicht oder - schichten einem Kunststoff sugeordnet ist. Ir. d«r Regei wircJ ein flexible« Substrat verwendete Ee iet Jede---··' «u^; ·^Λί .-» Verwendung steifer Substrats roögiich, z„B. ?»*«r~ und/'txier 3i»jipi&T.ten, Holzfuserpimtten, FertigwSnde, herkosfr.ii:'hfe Schsildii«8Bplatt*ri odsr beliebiger anderer Gegenstände od«r Tl-Mgsr,. auf dl® die ^spsel^nthaitencie aufbringbar iet.

Vor dem Aufbringer; der kape»lnenth-i.te:v.i«y· % auf das Substrat itarsii c'u-itie -'■dt -entsn;^^;^^:::-:;;

riia Beschichtung v«rseh&r« »-ey-ien TOt, geschehen, 6a& v&ii V>vf!" f-mgen 3«3tal'i d»r ϊ

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BAOORtQlNAL Beispiel I

Man setzte 100 Gewichtateile Schuhwichsekapseln In cremiger Pom (45 Oewichtsteil· Kapsein bezogen auf das Trockengewicht) einem wässerigen Qeleystem zu, das 50 OewlchtsteiIe einer 1 Gew.jg Polyacryl» aaid eis Oelbildner und 11 Gew.Jl Aeryipolymer als Bindemittel enthaldenden wässerigen Lösung enthielt. Die einzelnen Kapseln hatten eine QiHSBa winch«! 500 und 1 500 yua {Durchschnittsgröße 1 000 -um), enthielten Schuhwichse und hatten WMnde aus Gelatine/Gummi «arabicum, die nach bekannten Kapselheratellungeverfahren mit Glutaraldehyd gehärtet worden waren. Di· erhaltene Mischung wurde gerührt, uns eine gleichelSlg· Erteilung ihrer Bestandteile zu erreichen.

Man «xtrudierte die viskose Mischung in einer Dicke von etwa 5 000 JM direkt auf «Ina flexible, abeorpticnefähige Kreppapierober» flKohe (Material für Papierhandtücher). Die so erzeugten Gegenstisnde wurden bei 80 - 100 ⁰C drei bl» vier Stunden getrocknet, bis sie sich

anfüllten. Di« auf diese Weise hergestellten Gegenstände wurden frooknen untersucht und einer manuellen FiexlbilitMtsprobe . Interessen. Di* Kapaelbeaehiehtung blieb flexibel ναηά «β mar kein * •l^itbareB Aufbrechen der Kapseln wahrnehmbar.

BBi«t>iel 2 -■.'".-. · -

Das vorstehend besehriebene

, da8 anateile einet Papiersubstratea min-flexibles

verwendet wurde, daß «it einer-BolySthylea«», ' witerlegt war. Nach den Tr@@knen wies d@r hergestellte - ~ m

etwa die gleichen RlexibUitSteeigejMichffiftea auf, wie. der

Beispiel 1 hergeBtellU Gegenstand,

■rf-''"*¹·-- ■ - " " ■ '

Beispiel 3 ^: .■"■■.. " ' . .'■

Is wurde gea*9 Beispiel 1 vorgegangen, alt lusnahoe, daß man am Irtradlerens eine xweite absorptionsfahige handtuchartige *Mf 41« beschichtete Flüche aufbrachte. Haeh dem Trocknen besaß ! der etttelten· s«nAri«lMrti8e Qegenstand etna, die gleichen Flexibilität·» »ie der Gegenstand nach Beispiel 1.

ΙΤΟ.ΐ9?ο .QQS&41/12&1

BAD OfIKSfNAL

Claims (1)

1. 20U257

   Patentansprüche

   1. Verfahren zua Herstellen kapseIntragender Artikel, bei dem eine die Kapseln enthaltende wässerige BeSchichtungsmischung at I ein Substrat aufgetragen und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapseln zwischen 5 und 30 Gew.% der Beschichtungsmischung ausmachen, während weitere 0,1 bis 10 Gew.% der Besohlchtungsmlschung ein gelbJidendes hydrophiles Polymer sind, und daß die Beschichtungsmisehung thixotrop 1st und eine Brookfield-Viskosita't zwischen 500 und <„>o 000 cP bei einer !temperatur von 25 ⁰C hat.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kapseln zwischen 400 und 5 000 Mm beträgt.

   J. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsnisohung durch Extrudieren auf das Substrat aufgebracht win,

   h. Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Besohlchtungseiechung ein hydrophiles Bindemittel enthält.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmischung trookengewiehtsmäßlg mehr Bindemittei als geini denden Stoff enthalt.

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