DE2318402C3 - Verwendung von einen verdampfbaren Stoff enthaltenden kleinen Polymerkapseln - Google Patents

Description

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enthalten. Während als Haftmittel dienende polymere Bindemittel bevorzugt werden, können solche Kapseln, die aus einem Wandmaterial bestehen, das in einem flüssigen System quillt oder klebrig wird, ohne ein eigenes Bindemittel beschichtet werden. In dem zuletzt genannten Fall bewirken die klebrigen Kapselwände die Bindung zwischen den Kapseln und dem Substrat. Beispielsweise können Kapseln, die durch ein Verfahren der Komplexkoazervierung in einem wäßrigen System hergestellt werden, direkt aus der Herstellungsflüssigkeit heraus als Schicht aufgetragen werden. Die Kapselwände können auch durch ein Pigment oder einen lichtabsorbierenden Farbstoff gefärbt sein. In solchen Fällen, in denen verschiedene Kapseln unterschiedliche Arten verdampfbarer Stoffe enthalten, können die Wände der Kapseln gefärbt oder mit einem licht- oder wärmeabsorbierenden Stoff bedeckt sein, um eine aufeinanderfolgende Freigabe der in den Kapsein enthaltenen Stoffe zu bewirken, wobei die Stoffe in den stärker wärmeabsorbierenden Kapseln zuerst und die Stoffe in den Kapseln, deren Wände Wärme weniger stark absorbieren, danach freigegeben werden.

Falls polymere Bindemittel verwendet werden, können diese in einer solchen verdampfbaren Flüssigkeit gelöst werden, die das Kapselwandmaterial nicht löst Eine Kapselbeschichtungsmischung kann dadurch hergestellt werden, daß in eine solche Bindemittellösung die Kapseln dispergiert werden, wonach diese Dispersion auf die zu beschichtende Fläche aufgebracht und das Lösungsmittel verdampft wird. Die Kapseldispersion kann durch Sprühen, Eintauchen, Aufbürsten oder Drucken auf die Oberfläche aufgebracht werden. Die Kapseln können auch unmittelbar dadurch aufgebracht werden, daß die Oberfläche mit einem nassen Haftmittel beschichtet wird, wonach die noch nasse Beschichtung mit den trockenen Kapseln in Berührung gebracht werden. Der Kapseldispersion können zur Erzielung weiterer gewünschter Eigenschaften noch weitere Stoffe zugesetzt werden. So können beispielsweise oberflächenaktive Stoffe zugesetzt werden, um die Beschichtungs- und Benetzungseigenschaften der Dispersion zu ändern. Falls das polymere Bindemittel ein härtbarer Stoff ist, können auch Trockenstoffe beigemengt werden. Ferner können Pigmente oder Farbstoffe zugesetzt werden, um der Beschichtung eine bestimmte Farbe zu geben und um die Lichtabsorptionsfähigkeit der Beschichtung zu erhöhen, so daß eine stärkere Erwärmung und damit eine schnellere Freigabe des verdampfbaren Stoffes folgt.

Spezielle Beispiele für polymere Bindemittel sind alle so diejenigen Stoffe, die weiter oben als Kapselwandmaterial aufgezählt wurden und solche bekannte Beschichtungsstoffe, wie Alkydharze, Silikonharze, Polyesterharze, Isocyanat-Addukt-Harze und Latices.

In der Zeichnung ist eine stark vergrößerte Schnittansicht eines Teils des kapselbeschichteten Mantels einer Lichtquelle 11 dargestellt. Die Schicht 12 besteht aus den Kapseln 13 und dem polymeren Bindemittel, durch das die ersteren an dem Mantel 11 haften. Die Kapseln 13 enthalten den verdampfbaren ω Stoff IS, der von dem polymeren Kapselwandmaterial 14 umhüllt wird. Der Mantel U ist als aus einem transparenten Material bestehend dargestellt, jedoch kann auch ein durchscheinendes oder sogar ein opakes Material verwendet weriien.

Die foigenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird eine Beschichtungszusammenseizung dadurch hergestellt, daß 5 g Polyvinylalkohol in einer wässerigen Dispersion von 10 g Kapseln und 85 g Wasser aufgelöst werden. Der Polyvinylalkohol bildet das polymere Bindemittel. Als verdanipfbaren Stoff enthalten die Kapseln einen Nelkenduftstoff. Die Kapseln besitzen einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 10 bis 40 μπι und die Kapselwände bestehen aus Gelatine und Gummiarabicum. Die Herstellung der Kapseln erfolgte durch Komplexkoazervierung.

Eine 100 W Glühlampe wird in die Beschichtungszusammensetzung getaucht und die erhaltene Beschichtung bei Raumtemperatur getrocknet Die in dieser Weise behandelte Glühlampe gibt im ausgeschalteten Zustand praktisch kein Aroma ab. Im eingeschalteten Zustand verströmt sie jedoch kontinuierlich einen Nelkenduft. In der obigen Weise beschichtete Glühlampen geben auch nach sich über einen Ze»a~aum von mehr als einem Jahr erstreckenden periodischen Versuchen noch den eingekapselten Duftstoff ab, vorausgesetzt allerdings, daß der Kolben der 100 W Glühlampe während des Betriebes nicht übermäßig heiß wurde.

Beispi?! 2

In diesem Beispiel wurde eine Leuchtstoffröhre mit etwa 20 bis 24 W mittels eines Pinseis mit einer streifenförmigen Schicht versehen. Die hierzu verwendete Beschichtungszusammensetzung enthält ein polymeres Bindemittel aus Äthylzellulose, das in Toluol gelöst ist, und Menthol enthaltende Kapseln. Die Kapselwände bestehen aus einem Kondensationspolymer aus Resorcin und Formaldehyd. Die Kapseln besitzen einen Durchmesser zwischen etwa 100 und 300 μπι. Der verdampfbare Stoff wird infolge der Einkapselung so langsam freigegeben, daß die Kapselschicht auch nach mehrmonatigem ununterbrochenen Betrieb wirksam war.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird als Träger für die Kapselbeschichtung der Glaskolben eines Kerzenleuchters verwendet. Die durch Komplexkoazervierung hergestellten Kapseln enthalten Zitronellöl und als Beschichtungszusammensetzung dient das Kapselherstellungssystem ohne Zusatz eines polymeren Bindemittels. Das Kapselherstellungssystem enthält kleine Mengen gelöster Gelatinereste und die Kapselwände sind noch gequollen, was ausreicht, um eine Haftung der Kapseln an dem Lampenzylinder zu gewährleisten. Die auf dem Lampenzylinder aufgetragenen Kapseln läßt mar, trocknen. Durch Anzünden der Kerze entfaltet sich die insektenvertreibende Wirkung des Zitronellöls.

Le ispi el 4

Der Zylinder einer Petroleumlampe wird entfernt und mit einer Beschichtungszusammensetzung besprüht, in der eine geringe Menge Fichtennadelöl enthaltender Kapseln vorhanden ist. Die über die ganze Fläche des Glaszylinders beschich'eten Kapseln besitzen eine so geringe Beschichtungsdichte, daß sie fast nicht zu sehen sind und das von der Lampe abgegebene Licht nicht schwächen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung von einen verdampfbaren Stoff enthaltenden kleinen Kapseln mit polymeren Kapselwänden zum Beschichten von im Betriebszusland wärrneentwickelnden Strahlungsquellen.

   Aus Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Band 8 (1968), Seiten 719 bis 734 sind bereits kleine Kapseln mit polymeren Kapselwänden bekannt, die neben einer Vielzahl verschiedener flüssiger oder fester Stoffe beispielsweise auch Duftstoffe enthalten können. Die polymeren Kapselwände haben die Aufgabe, den Kapselinhalt vor Umgebungseinflüssen zu schützen und eine vorzeitige unerwünschte Freigabe bzw. ein Verdampfen des Kapselinhalts zu verhindern. Die Freigabe der Kapselwände erfolgte bisher bei solchen Kapseln in der Regel durch Aufbrechen der Kapselwände, insbesondere durch Druckanwendung.

   Es ist ferner bekannt, auf eine Wärmequelle einen flüchtigen oder verdampfbaren Stoff, beispielsweise ein Parfüm, aufzubringen, um diesen durch die erzeugte Wärme zu verdampfen und in d;r Umgebung zu verteilen. Hierbei verdampft der flüchtige Stoff relativ schnell und um eine Geruchsentwicklung über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten, wird eine relativ große Menge des verdampfbaren Stoffes benötigt, wobei es praktisch nicht möglich ist, eine gleichmäßig starke Geruchsentwicklung zu erhalten.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, über einen relativ langen Zeitraum eine gleichmütige Abgabe des verdampfbaren Stoffes an die Umgebung, gesteuert durch das Einschalten einer Strahlungsquelle, herbeizuführen.

   Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch dargestellte Erfindung gelöst.

   Die erfindungsgemäße Verwendung von einen verdampfbaren Stoff enthaltenden kleinen Kapseln mit polymeren Kapselwänden zum Beschichten von im Betriebszustand wärmeentwickelnden Strahlungsquellen besitzt den Vorteil, daß die Danipfabgabe bequem ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Freigabe des verdampfbaren Stoffes erfolgt vermutlich durch allmähliche Diffusion des verdampfbaren Stoffes durch die Poren einer Vielzahl nicht aufgebrochener Kapseln sowie durch Aufbrechen einzelner Kapselwände infolge des durch die Erwärmung ansteigenden internen Druckes. Die Freigabe des Stoffes hängt nicht nur vom Dampfdruck des betreffenden Stoffes bei einer bestimmten Temperatur ab, sondern auch von einer Reihe anderer Faktoren, beispielsweise der Porosität, Brüchigkeit oder Zusammensetzung der Kapselwände.

   Die beschichtete Strahlungsquelle muß eine elektromagnetische Strahlung bzw. Licht einer solchen Wellenlänge abgeben, welche eine Erwärmung bewirken. Ms Lichtquellen kommen verschiedene Arten von Glühlampen, mit einem Glaskolben umgebene offene Flammen von Kerzen oder Petroleumlampen sowie Fluoreszenzlampen und Kathodenstrahlröhren in Frage·

   Die verdampfbaren Stoffe können Feststoffe oder Flüssigkeiten sein, die einen genügend hohen Dampfdruck besitzen, um eine ausreichende Menge Dampf bei nur mäßig erhöhter Temperatur zu erzeugen. Unter einem mäßigen Temperaturanstieg soll ein Anstiegsbereich von nur wenigen Grad Celsius bis zu einigen hundert Grad Celsius über die normale Umgebungstemperatur verstanden werden. Die Höhe des Temperaturanstiegs ist von untergeordneter Bedeutung, da auch -; bereits eine geringe Temperaturerhöhung die erwünschte Wirkung in einem bestimmten Ausmaß erbringt Selbstverständlich sollen solche Temperaturen vermieden werden, bei denen das Kapselwandma'.erial oder ein eventuell vorhandenes polymeres Bindemittel

   ίο schmilzt oder verkohlt. Als verdampfbare Stoffe eignen sich Duftstoffe, Desinfektionsmittel, medizinische Inhalationsmittel, Schädlingsvertreibungs- und -vertügungsmittel, keimtötende Mittel, Aromastoffe, Düngemittel, chemische Reagenzien, Bleichmittel.

   L)er verdampfbare Stoff kann eine Lösung eines Feststoffes in einem flüssigen Lösungsmittel sein und die Verdampfbarkeit des Kapselinhalts kann dadurch eingestellt werden, daß verschiedene Lösungsmittel mit unterschiedlichen Dampfdruckeigenschaften kombi niert werden, wie dies häufig bei der Duftstoffherstel- iung geian wird.

   Die kleinen den verdampfbaren Stoff enthaltenden Kapseln können Wände aus einem beliebigen polymeren Material besitzen, der jedoch nicht durch den Kapselinhalt aufgeweicht oder aufgelöst oder durch die Wärme der Lichtquelle beim normalen Betrieb der Vorrichtung schmelzen darf. Die Schmelztemperatur des Polymers oder der Kombination von Polymeren kann auf einfache Weise bestimmt werden, so daß es keine Schwierigkeiten bereitet, für die jeweils erforderlichen Bedingungen ein Polymer der gewünschten Schmelztemperatur zu wählen.

   Der Durchmesser der kleinen Kapseln kann von wenigen μπι bis zu einigen tausend μπι variieren, wobei der bevorzugte Größenbereich unterhalb von 300 μπι liegt. Die Kapseln sind meist so klein, daß sie mit dem unbewaffneten Auge nicht mehr feststellbar sind. Jedoch können größere Kapseln mit Vorteil dazu verwendet werden, um zusätzlich zu öer Freigabe des verdampfbaren Stoffes eine dekorative Wirkung zu erzielen. Bezüglich der dekorativen Wirkung sei darauf hingewiesen, daß Kapseln beliebiger Größe innerhalb des genannten Größenbereiches in der Form eines bestimmten Bildmusters aufgebracht werden können.

   Geeignete kapselwandbildende Stoffe sind natürliche und synthetische wasserlösliche oder nicht wasserlösliche Polymere. Die Wahl des jeweiligen Kapselwandmaterials hängt vom Kapselherstellungsverfahren ab. Es können folgende Kapselwandmaterialien verwendet

   so werden: Gelatine, Gummiarabicum, Stärke, Karrageen, Harnstoff-Formaldehydharze und Meiaminformaldehydharze, Alkylvinyläther-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Äthylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyäthylenoxid, Albumin, Polyacrylsäure und Polymethacrylsäure, Äthylzellulose, Polystyrol, Polyacrylnitril, Zelluloseacetat-Butyrat, Zelluloseacetat-Phthalat, Zellulosenitrat, Epoxydharz, Polyurethan und Polyäthylen. Die Kapseln können nach einem beliebigen bekannten Kapselherstellungsverfähren hergestellt werden, beispielsweise durch Grenzflächenpolymerisation, Phasentrennung, Lösungsmittelaustausch, schmelzbare Dispersion, mechanische Verfahren der Filmbildung oder Sprühtrocknung.

   Die Kapseln können auf die gewählte Fläche aus einem beliebigen geeigneten flüssigen Trägei system beschichtet werden. Ein solches Trägersystem kann für bestimmte Anwendungsfälle ein polymeres Bindemittel