DE2219656A1 - Microcapsule-shaped bodies with a thread-like structure - Google Patents
Microcapsule-shaped bodies with a thread-like structureInfo
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Description
Mikrokapseiförmige Körper mit fadenförmigem AufbauMicrocapsule-shaped bodies with a thread-like structure
Es sind sogenannte "Mikrokapseln1' bekannt, die aus Kugeln mit einem Durchmesser von im allgemeinen zwischen 20 und 400 μ, jedoch auch mit kleinerem Durchmesser hergestellt werden und die eine Wand oder kugelförmige Schale und einen Kern aufweisen. Die kugelförmige Schale weist einen mechanischen Widerstand auf und schützt' den Kern, so daß die Mikrokapseln bequem gehandhabt werden können, gleichgültig, welche Eigenschaften der Kern hat. Ferner weist die Schale chemische und physikalische Eigenschaften auf, die ein Zerbrechen oder Lösen oder Öffnen im richtigen Augenblick, und damit ein Freilegen des in dem Kern enthaltenen Materials unter vorbestimmten Bedingungen ermöglichen, und zwar beispielsweise bei einem bestimmten Druck einer bestimmten Temperatur oder in Gegenwart eines·bestimmten physikalischen oder che-So-called "microcapsules 1 " are known which are made from spheres with a diameter of generally between 20 and 400 μ, but also with a smaller diameter and which have a wall or spherical shell and a core. The spherical shell has a mechanical resistance and protects the core so that the microcapsules can be conveniently handled, whatever the properties of the core, and the shell has chemical and physical properties that allow it to be broken or loosened or opened at the right moment, thereby exposing the core enable material contained in the core under predetermined conditions, for example at a certain pressure, a certain temperature or in the presence of a certain physical or chemical
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misclien Lösungsmittels.misclien solvent.
Der Kern besteht aus einer aktiven Substanz, die sehr unterschiedliche Eigenschaften haben kann, und kann fest oder sogar gasförmig sein. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Mikrokapseln sind zahlreich und reichen beispielsweise von der Aufnahme von Klebstoffen, die als Pulver gehandhabt werden können, bis zur Aufnahme von Reagentien, die, wenn sie auf geeignete Art beim Öffnen der Kapseln vermischt werden, miteinander reagieren und jede beliebige Art der Reaktion liefern, beispielsweise eine Polymerisation bei biologisch aktiven Materialien und sogar für pharmazeutische Zwecke usw.The core consists of an active substance that is very different May have properties, and can be solid or even gaseous. The possible uses of these microcapsules are numerous and range from, for example, the inclusion of adhesives that can be handled as a powder to the Incorporation of reagents which, if mixed in a suitable manner when opening the capsules, will react with one another and provide any kind of reaction, for example a polymerization in biologically active materials and even for pharmaceutical purposes, etc.
Es gibt eine umfangreiche Literatur zu dieser Präge, die in der Technik allgemein bekannt ist, so daß sich ins einzelne gehende Erörterungen erübrigen.There is extensive literature on this coinage in the Technique is well known, so that detailed discussions are not necessary.
Das Material, aus dem die Schale hergestellt ist, ist oft, jedoch nicht notwendig polymer und kann mit Hilfe einer Reihe von ebenfalls bekannten und in der Literatur beschriebenen Verfahren hergestellt werden.The material from which the shell is made is often, but not necessarily, polymeric and can be made with the help of a number of also methods known and described in the literature are produced.
Die Mikrokapseln sind für zahlreiche Anwendungsfälle verwandt worden und haben einen hohen Grad an Wirksamkeit erreicht, sind jedoch nicht ohne ITachteile und Fehler, insbesondere * im Hinblick auf die Schwierigkeit und die Kosten ihrer Herstellung, und vor allem, wenn die Mikrokapseln in sehr geringer Größe hergestellt werden sollen, sowie in vielen Pällen im Hinblick auf die Schwierigkeit der Handhabung.The microcapsules have been used for numerous applications and have achieved a high degree of effectiveness but not without IT disadvantages and errors, especially with regard to * on the difficulty and cost of their manufacture, and especially when the microcapsules are made in very small sizes should be, as well as in many cases with regard to the difficulty of handling.
Die Körper mit fadenförmigem Aufbau, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, weisen im allgemeinen eine unbestimmte Länge auf und besitzen eine Schutzschale.und einen aktiven Kern. Sie haben Eigenschaften, die denjenigen der bekannten Kapseln in vieler Hinsicht ähnlich sind, und viele gemeinsame Anwendungszwecke mit diesen, jedoch unter dem Gesichtspunkt des Herstellungs- The bodies of thread-like structure that are the subject of the present Forming the invention, generally have an indefinite length and have a protective shell and an active core. They have properties which are in many respects similar to those of the known capsules, and many common uses with these, but from the point of view of the manufacturing process.
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Verfahrens, der Kosten, des Prozentanteils des aktiven.Materials, das eingeschlossen werden kann, der Handhabung usw. zahlreiche Vorteile.Procedure, costs, percentage of active material, that can be included, handling, etc. numerous advantages.
Die Schale der Körper ist röhrenförmig und hat angemessene mechanische Eigenschaften neben den im Hinblick auf den Kern notwendigen physikalischen und chemischen Eigenschaften, die von der Notwendigkeit des Schutzes des' Kernes selbst abhängen und diesen, wenn erforderlich, freigeben.The shell of the body is tubular and has adequate mechanical Properties in addition to the physical and chemical properties required with regard to the core, which are determined by the The need to protect the core itself and this, release if necessary.
Im Vi es entlichen hängt von der Schale die gesamte mechanische Festigkeit des Ganzen ab. Der Kern besteht aus oder enthält eine aktive Substanz, die die röhrenförmige Schale füllt.In the vial the entire mechanical depends on the shell Solidity of the whole. The core consists of or contains an active substance that fills the tubular shell.
Die Anordnung des Kerns in der Schale kann konzentrisch, jedoch auch exzentrisch oder ganz andersartig sein, und die· im folgenden genannten Eigenschaften und Vorteile bedingen.The arrangement of the core in the shell can be concentric, but also eccentric or completely different, and the following the properties and advantages mentioned.
Insgesamt gesehen kommen für die Herstellung der Schale alle Materialien in Betracht, die für die bekannten Mikrokapsularschalen verwendet werden, insbesondere jedoch künstliche oder synthetische lineare Polymere. Der Kern kann vollständig auf einer aktiven Substanz oder aus einer homogenen Phase bestehen, in der eine aktive Substanz in gelöster Form oder anderweitig absorbiert enthalten ist, oder erkann eine zusammengesetzte Struktur aufweisen, die gegebenenfalls in bemerkenswerter Weise zu der mechanischen Festigkeit der Gesamtanordnung beiträgt.All in all, all materials are used to make the bowl into consideration, which are used for the known microcapsular shells, but in particular artificial or synthetic linear polymers. The core can consist entirely of an active substance or of a homogeneous phase in which an active Contains substance in dissolved form or otherwise absorbed is, or may have a composite structure that may or may not be remarkably similar to the mechanical Contributes to the strength of the overall arrangement.
Als aktive Substanzen kommen praktisch alle Substanzen in Betracht, die für Mikrokapseln verwendet werden, insbesondere Flüssigkeiten und - gelegentlich - Feststoffe, die jedoch in diesem Falle den gesamten Kern ausmachen können, zumindest wenn sie bei der Herstellung des Körpers nicht flüssig sind.Practically all substances can be considered as active substances, which are used for microcapsules, especially liquids and - occasionally - solids, but in this case the can make up the entire core, at least if they are not liquid when the body is made.
Die fadenförmigen Körper, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, weisen in der Regel eine unbestimmte Länge und eineThe thread-like body upon which the present invention is based usually have an indefinite length and a
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recht geringe Querschnittsgröße auf (im allgemeinen linear und vorzugsweise zwischen 15 und 40 μ), obwohl für bestimmte Anwendungszwecke größere Abmessungen hergestellt werden können, wie beispielsweise 100 μ und sogar darüber.quite small cross-sectional size (generally linear and preferably between 15 and 40 μ), although larger dimensions can be made for certain applications, such as for example 100 μ and even above.
Vorzugsweise besitzen die Körper einen kreisförmigen Querschnitt, und die Größe wird durch den Durchmesser bestimmt, der vorzugsweise innerhalb der obigen Größengrenzen liegt.The bodies preferably have a circular cross-section, and the size is determined by the diameter, which is preferably within the above size limits.
Die Körper können gewünschtenfalls sehr lang geschnitten werden, und zwar auf etwa das i0-fache, 100-fache oder 1000-fache des Durchmessers, oder sogar darüber. Wenn notwendig, können sie jedoch relativ kurz und in Stücken hergestellt werden, jedoch stets sehr lang in bezug auf den Durchmesser, d.h. wenigstens 100-fach so lang, wie der Durchmesser ist.The bodies can be cut very long if desired, namely to about 10 times, 100 times or 1000 times the diameter, or even more. However, if necessary, they can can be made relatively short and in pieces, but always very long in relation to the diameter, i.e. at least 100 times as long as the diameter is.
Die Erfindung bezieht sich auch auf das Verfahren zur Herstellung der fa&eirförmigen Körper, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zugleich die Sohale und der Kern konzentrisch extrudiert werden, wobei vorzugsweise Substanzen verwendet werden, die im flüssigen Zustand und unter Extrusionsbedingungen eine ähnliche Viskosität haben.The invention also relates to the method of manufacture the fa & egg-shaped body, which is characterized in that at the same time the Sohale and the core are extruded concentrically, preferably using substances that are in the liquid State and have a similar viscosity under extrusion conditions.
Wenn sich die Viskosität erheblich unterscheidet, ist es notwendig, besondere Lösungen zu verwenden, die im folgenden im einzelnen beschrieben werden sollen, und die Herstellung der Anordnung in exzentrischer Form ist schwieriger.If the viscosity differs significantly, it is necessary to to use special solutions, which are described below in the are to be described individually, and the production of the arrangement in an eccentric form is more difficult.
Die extrudierten Materialien werden sofort nach der Extrusion auf der äußeren zylindrischen Fläche einer Behandlung unterworfen, die wenigstens das Schalenmaterial verfestigt, ohne die Kontinuität : zu unterbrechen, so daß das Material des Kerns gehalten und geschützt wird und eine fadenförmige Anordnung unbestimmter Länge entsteht.The extruded materials are subjected immediately after extrusion on the outer cylindrical surface of a treatment that solidifies at least the shell material without the continuity: to interrupt, so that the material of the core is held and protected and a thread-like arrangement of indefinite length is produced.
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Diese Behandlungen entsprechen den bei der Herstellung von Kunst- { stoff- oder synthetischen Fäden bekannten Verfahren und sollen daher im folgenden nur kurz erwähnt werden. Beim Verfahren der Extrusion und der anschließenden Verfestigung können die Fäden des extrudierten Materials einer starken Querschnittsreduktion unterworfen werden, die auf verschiedene Art verteilt und lokalisiert werden kann und vor allem in festem Zustand erfolgt,'wie später erklärt, wird.These treatments meet the in the production of art {fabric or synthetic fibers known methods and are therefore to be mentioned only briefly. In the process of extrusion and the subsequent solidification, the threads of the extruded material can be subjected to a strong reduction in cross-section, which can be distributed and localized in various ways and, above all, takes place in the solid state, as will be explained later.
Die offenen Enden der fadenförmigen Körper, die gemäß der Er- . findung geschnitten und fertiggestellt sind, bedingen im allgemeinen keine Nachteile, da das Material des Kerns ausreichend fest ist und die Kapillarwirkung dieses in der Schale oder Hülse hält. Wenn trotzdem Verluste auftreten, so sind diese unbeachtlich. The open ends of the thread-like bodies, which according to the Er-. Finding cut and finished are generally conditional no disadvantages, since the material of the core is sufficiently strong and the capillary action of this in the shell or sleeve holds. If losses nevertheless occur, these are irrelevant.
Wenn es jedoch in einigen Fällen erforderlich ist, selbst im allgemeinen uhbeachtliche Verluste zu vermeiden, werden die fadenförmigen Körper aus einer thermoplastischen Schale hergestellt und unter Wärme abgeschnitten, so daß sich die Enden schließen, oder es werden andere Verfahren angewandt, die zum Verschließen der Enden geeignet sind.However, if necessary in some cases, even in general To avoid significant losses, the thread-like ones Body made from a thermoplastic shell and cut off under heat so that the ends close, or other methods suitable for sealing the ends are used.
Dieses Verfahren kann insbesondere wünschenswert sein, wenn es notwendig ist, die fadenförmige Körper in relativ kurze Stücke zu schneiden.This method can be particularly desirable when it is necessary to cut the thread-like body into relatively short pieces cut.
Bei bestimmten Anwendungszwecken jedooh können offene Enden, wie später erklärt werden soll, von Vorteil sein, und das Vorhandensein dieser offenen Enden kann die Eigenschaften des fadenförmigen Körpers bestimmen.For certain applications, however, open ends such as to be explained later to be beneficial, and the presence of these open ends can enhance the properties of the thread-like Determine body.
Zur Erzielung von ähnlichen Viskositätseigensohaften von Schalen- und Kernmaterial sind verschiedene lösungen, je nach dem Einzel-To achieve similar viscosity properties of shell and core material, different solutions are required, depending on the individual
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fall möglich, wie nun erklärt werden soll.if possible, as will now be explained.
Im allgemeinen wird das Schalenmaterial geschmolzen oder in hochviskosem Zustand in einer organischen oder anorganischen Flüssigkeit extrudiert. Es liegt auf der Hand, daß im ersten Falle die Härtung der Schale einfach durch Abkühlen und im zweiten Falle durch Elimination des Lösungsmittels erfolgt, die durch Verdampfen bei einer geeigneten Temperatur oder durch Extraktion in einem Koagulationsbad vorgenommen werden kann.In general, the shell material is melted or in a highly viscous state in an organic or inorganic liquid extruded. It is obvious that in the first case the Hardening of the shell takes place simply by cooling and in the second case by elimination of the solvent by evaporation at a suitable temperature or by extraction in a coagulation bath.
Die üblichsten Schalen haben während der Extrusionsbedingungen im geschmolzenen oder flüssigem Zustand eine Viskosität, die im allgemeinen zwischen etwa 10000 und 40.000 Mikropoise liegt.The most common trays have during the extrusion conditions im molten or liquid state, has a viscosity generally between about 10,000 and 40,000 micropoise.
Bei höherer Viskosität können plastifizierte Massen eher als richtige Polymerlösungen erzielt werden. Zur Erreichung einer ähnlichen Viskosität gegenüber dem aktiven Material in dem Kern können verschiedene Lösungen angewandt werden, die von der Art des Materials selbst abhängen.At higher viscosity, plasticized masses can be used rather than correct polymer solutions can be achieved. To achieve a viscosity similar to that of the active material in the core Different solutions can be used depending on the nature of the material itself.
Im ersten Falle kann das Material eine wäßrige Lösung eines Salzes oder eines anderen chemischen, in Wasser löslichen Mittels sein.In the first case the material can be an aqueous solution of a salt or another chemical agent soluble in water.
In diesem Falle kann die Lösung hochviskos mit Hilfe eines geeigneten Verdickers gemacht werden, beispielsweise mit Polyvinylalkohol, oder einem der verschiedenen Kautschuke oder Zellulosederivate, die allgemein bekannt sind.In this case, the solution can be made highly viscous with the help of a suitable Thickeners are made, for example with polyvinyl alcohol, or one of the various rubbers or cellulose derivatives, which are well known.
Bei Verwendung von Polyvinylalkohol in einem geeigneten Molekulargewicht beispielsweise ist es einfach, eine Viskosität von 30.000 bis 40.000 Mikropoise bei Raumtemperatur zu erzielen.When using polyvinyl alcohol in a suitable molecular weight for example, it is easy to achieve a viscosity of 30,000 to 40,000 micropoise at room temperature.
Ähnliche Anordnungen können auch bei organischen Lösungsmitteln verwendet werden.Similar arrangements can also be used for organic solvents be used.
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In einem zweiten Falle kann der Klebstoff ein klebriges oder kautschukförmiges Material sein, oder ein Material, das bei Raumtemperatur nicht flüssig wird. In diesem Falle ist "es möglich, daß das. Material unter Warmextrusionsbedingungen bereits die gewünschte Fluidität und Viskosität aufweist, oder es kann möglich sein, diese zu erzielen, indem es.geschmolzen oder mit Hilfe eines geeigneten .organischen Lösungsmittels plastifiziert wird.In a second case, the adhesive can be a sticky or rubber-like material, or a material that has Does not become liquid at room temperature. In this case "it is possible that the material already has the desired fluidity and viscosity under hot extrusion conditions, or it can be possible to achieve this by being melted or having Plasticized using a suitable organic solvent will.
Wenn die Herstellung der fadenförmigen Körper bei Raumtemperatur oder in deren Nähe erfolgt, werden die Theologischen Eigenschaften, die der Kern zur Zeit der Extrusion aufweist, im allgemeinen in dem fertig/gestellten Körper erhalten. Es ist jedoch auch möglich, daß sie sich während des Härtungsverfahrens der Schale ändern, wenn dieses einen Einfluß auf der Kern hat, wie es beispielsweise beim Härten durch Koagulation in einem Koagulationsbad der Fall sein kann, das einen !eil des Lösungsmittels des Kerns entzieht, oder dann, wenn dieses Lösungsmittel in die Schale eintritt und gegebenenfalls aus dieser entz-ogen oder verdampft wird oder in der Schale eingeschlossen bleibt.When making the thread-like body at room temperature or takes place in their vicinity, the theological properties, that the core has at the time of extrusion is generally retained in the finished body. However, it is it is also possible that they change during the hardening process of the shell, if this has an influence on the core, such as For example, when hardening by coagulation in a coagulation bath, one part of the solvent can be the case withdraws from the core, or when this solvent enters the shell and optionally withdrawn from it or evaporates or remains trapped in the shell.
Wenn dagegen die Extrusion bei hoher Temperatur erfolgt, werden die Theologischen Eigenschaften des den Kern bildenden Materials bei Raumtemperatur verändert, und dieses Material wird im allgemeinen verdickt, bis alle Fluidität wegfälltjoder in einigen Fällen verfestigt. Der Kern kann aus einem Material mit einer Schmelztemperatur in bezug auf die Extrusionstemperatur hergestellt werden, bei der die gewünschten rheologischen Eigenschaften im Augenblick der Extrusion vorliegen und sich dann bei Raumtemperatur verfestigen. In jedem Falle ist es notwendig, daß das Kernmaterial rheologische Eigenschaften aufweist, die eine Reduktion des Querschnitts des fadenförmigen Körpers während der Herstellungsphase ermöglichen. Diese Querschnittsreduktion erfolgt unvermeidlich nach dem Austritt des extrudierten Fadens durch die Spinndüsen, durch die die Schale und das Kernmaterial extrudiert werden.On the other hand, when the extrusion is carried out at a high temperature, the rheological properties of the material constituting the core become changed at room temperature, and this material is generally thickened until all fluidity is lost, or in some Cases solidified. The core can be made of a material having a melting temperature with respect to the extrusion temperature at which the desired rheological properties are present at the moment of extrusion and then at room temperature solidify. In any case, it is necessary that the core material has rheological properties that permit reduction allow the cross-section of the thread-like body during the manufacturing phase. This cross-section reduction takes place inevitable after the exit of the extruded thread through the spinnerets through which the shell and core material are extruded.
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Im allgemeinen erweitern sich die flüssigen Fäden am Ausgang der Spinndüse, jedoch reduziert sich der Querschnitt anschliessend durch den Zug der mechanischen Organe, die die fadenförmigen Körper abziehen. Dieser Querschnitt kann sich anschließend infolge einer nachfolgenden Kaltdehnung in der Luft oder in einem Lösungsmittel oder bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur, jedoch unterhalb der Schmelzpunkttemperatur,weiter verringern. In general, the liquid threads expand at the exit the spinneret, but the cross-section is then reduced by the pull of the mechanical organs that pull off the thread-like bodies. This cross section can then be as a result a subsequent cold expansion in the air or in a solvent or at a temperature above room temperature, but below the melting point temperature, further decrease.
Diese Dehnung kann wünschenswert sein, um das Schalenmaterial mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften zu versehen. Wenn es sich insbesondere um ein linear gerichtetes Polymer handelt, dient diese Dehnung zur Vergrößerung der Festigkeit des fadenförmigen Körpers in Längsrichtung und trägt zugleich zu einer Verringerung der Festigkeit der Schale in Radialrichtung bei. Dies ist ein vielfaoh nützlicher Effekt zur Ermöglichung der Freigabe des Kernmaterials im richtigen Augenblick.This stretching can be desirable to the shell material with to provide the desired mechanical properties. If it is in particular a linearly oriented polymer, this expansion serves to increase the strength of the thread-like body in the longitudinal direction and at the same time contributes to a reduction the strength of the shell in the radial direction. This is a muchfaoh useful effect in enabling the sharing of the core material at the right moment.
Hinsichtlich der verschiedenen Lösungen, die für das den Kern bildende Material verwendet werden können, ist es möglich, daß die aktive Substanz ebenfalls fest ist, und in diesem Falle kann das Kernmaterial zur Herstellung des Kerns innerhalb eines Stützmaterials untergebracht sein, das seinerseits die besonderen rheologischen Eigenschaften, und zwar insbesondere die geeignete Viskosität unter Extrusionsbedingungen aufweist. Das Stützmaterial kann wiederum Wasser oder eine wäßrige Lösung, die auf geeignete Art mit Hilfe eines Verdickungsmittel verdickt ist, oder auch ein plastifiziertes Polymer oder ein in einem organischen Lösungsmittel gelöstes Polymer oder sogar eine flüssige Substanz mit der geeigneten Viskosität unter Extrusionsbedingungen und bei Raumtemperatur fest sein.With regard to the various solutions that can be used for the material forming the core, it is possible that the active substance is also solid, and in this case the core material can be used to manufacture the core within a support material be accommodated, which in turn, the special rheological properties, and in particular the appropriate Has viscosity under extrusion conditions. The support material can in turn be water or an aqueous solution based on suitable type is thickened with the help of a thickener, or a plasticized polymer or one in an organic one Solvent-dissolved polymer or even a liquid substance with the appropriate viscosity under extrusion conditions and be solid at room temperature.
Eine weitere erzielbare Lösung besteht darin, den Kern aus zwei verschiedenen Substanzen herzustellen, und zwar einer äußeren Schicht aus einer aktiven Substanz und einer inneren Schicht zurAnother achievable solution is to make the core out of two produce different substances, namely an outer layer of an active substance and an inner layer for
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Stützung, die jede gewünschte chemische Eigenschaft haben, kann und beispielsweise in den Bearbeitungsphasen» die sich an die Extrusion anschließen, festwerden oder andere gewünschte Eigenschaften erhalten kann. ·· ,Supports that have any desired chemical property, can and for example in the processing phases »that follow the extrusion, solidify or other desired Properties can get. ··,
In diesem Falle hat der fadenförmige Körper einen gewißermaßen doppelt konzentrischen Aufbau. .In this case, the thread-like body has a double-concentric structure, so to speak. .
Das Schalenmaterial muß die Freigabe des Kernmaterisie unter den· gewünschten" Bedingungen ermöglichen.The shell material must enable the core material to be released under the "desired" conditions.
Dies .kann auf dieselbe Art erfolgen, wie es bei den bekannten Mikrokapseln der Fall ist. .This can be done in the same way as with the known Microcapsules is the case. .
Die Freigabe kann unter Druck oder durch Schmelzen der Schale oder durch deren Lösung in einem vorgegebenen physikalischen oder chemischen Lösungsmittel oder auf chemisohem Wege erfolgen.The release can be done under pressure or by melting the shell or by dissolving them in a given physical or chemical solvent or by chemical means.
In einigen Fällen kann die Freigabe durch Abrieb oder Brechen des Endes des fadenförmigen Materials durchgeführt werden. Dieses Vorgehen ist für einige spezielle Anwendungszwecke geeignet.In some cases the release can be accomplished by abrading or breaking the end of the filamentary material. This The procedure is suitable for some special purposes.
Das Schalenmaterial kann ebenfalls nach der Extrusion durch chemische Reaktion mit einem äußeren Wirkstoff gehärtet werden, und wenn die Reaktion reversibel ist, kann darin ein Weg zur Freigabe des Kerns liegen.The shell material can also pass through after extrusion chemical reaction with an external agent can be cured, and if the reaction is reversible, a way can be found in it Release of the core lie.
Zur Ermöglichung der Freigabe des Kernmaterials durch einfachen Druck oder durch Abrieb ist es in vielen Fällen zweckmäßig, eine exzentrische Anordnung zu wählen, d.h. der Schale eine ungleichförmige Dicke zu geben und den Kern exzentrisch anzuordnen, damit der für die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Fadenkörpers erforderliche Schalenquerschnitt erreicht wird, jedoch zur gleichen Zeit eine Längslinie geringerer Stärke entsteht, in der das Brechen der Schale durch mechanische Wirkung einfacher durchgeführt werden kann, wobei zu berücksichtigen, ist, daß bei faden-To enable the core material to be released by simple pressure or by abrasion, it is useful in many cases to use a to choose an eccentric arrangement, i.e. to give the shell a non-uniform thickness and to arrange the core eccentrically so the shell cross-section required for the desired mechanical properties of the thread body is achieved, but for At the same time, a longitudinal line of lesser thickness is created, in which the breaking of the shell is more easily carried out by mechanical action can be, taking into account that with thread-
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förtnigen Körpern geringen Durchmessers, die hier in Betracht kommen, ein Brechen in kaltem Zustand nicht immer leicht ist.narrow bodies of small diameter, which are considered here come, breaking when cold is not always easy.
In einem solchen Falle muß der Querschnitt besonders genau sein, da es anderenfalls eintreten kann, daß in'einigen Punkten der Schale die Dicke auf Null reduziert wird, und der Körper daher nicht den geforderten Bedingungen entspricht.In such a case, the cross-section must be particularly precise, otherwise it can happen that in some points the Shell's thickness is reduced to zero, and the body therefore does not meet the required conditions.
Die Einrichtungen zur Herstellung der Querschnitte mit der gewünschten geometrischen Form sind auf dem Gebiet der Technik bekannt. Sie sollen jedoch im folgenden im Rahmen einer Beschreibung von beispieisweisen, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.The facilities for producing the cross-sections with the desired geometric shapes are known in the art. However, they should be used in the following as part of a description of exemplary preferred embodiments of the invention explained in more detail with reference to the accompanying drawing will.
Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte Spinndüse zur Herstellung von konzentrischen Körpern;Fig. 1 shows a schematically illustrated spinneret for Manufacture of concentric bodies;
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Spinndüse für eine exzentrischen Anordnung;Fig. 2 shows a similar spinneret for an eccentric one Arrangement;
Fig. 3 veranschaulicht eine Spinndüse, die insbesondere für Materialien mit sehr unterschiedlicher Viskosität und - in dem dargestellten Falle - mit einer exzentrischen Anordnung geeignet ist;Fig. 3 illustrates a spinneret, in particular for materials with very different viscosity and - in the trap illustrated - is suitable with an eccentric arrangement;
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Härten der Schale in einem Koagulationsbad; , , v Fig. 4 shows an apparatus for hardening the shell in a coagulation bath; ,, v
Fig. 5 und 6 zeigen zwei Querschnitte von fadenförmigen Körpern mit konzentrischer und exzentrischer Anordnung.FIGS. 5 and 6 show two cross sections of thread-like bodies with concentric and eccentric arrangement.
Zur Herstellung eines konzentrisch angeordneten fadenförmigen Körpers mit dem Kern 6 und der Schale 7 gemäß Fig. 5 mit den gewünschten Eigenschaften kann eine Extrusions-Spinndüse, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, verwendet werden. In diesem Falle wird das Kernmaterial mit einem festgelegten Ausstoß von einer ersten, volumetrischen Pumpe durch eine Bohrung 10 in einemTo produce a concentrically arranged thread-like Body with the core 6 and the shell 7 according to FIG. 5 with the desired properties can be an extrusion spinneret, such as it is shown in Fig. 1 can be used. In this case, the core material with a fixed output of one first, volumetric pump through a bore 10 in one
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Körper 11 abgegeben, während das Schalenmaterial mit einem festgelegten Ausstoß vnn einer zweiten, volumetrische Pumpe durch die Bohrung 12 in dem Körper 11 über einen Zwischenraum 13 zwischen diesem und einem Körper 14 und.sodann durch eine Bohrung 15 abgegeben wird.Body 11 delivered while the shell material with a set Output from a second, volumetric pump the bore 12 in the body 11 via a gap 13 between this and a body 14 und.sodann is released through a bore 15.
Die Bohrungen 10 und 15 enden in Spinndüsen 16 und 17. Das Material, das aus der Düse 16 .austritt, bildet einen flüssigen ■ Faden, der in die Bohrung 15 austritt, in der es durch Schalenmaterial umgeben wird. Die zusammengesetzte Anordnung tritt sodann aus der Düse 17 aus.- .The bores 10 and 15 end in spinnerets 16 and 17. The material, that .ausfalls from the nozzle 16, forms a liquid ■ Thread emerging into bore 15 where it is surrounded by shell material. The composite arrangement then occurs from the nozzle 17.-.
Es liegt auf der Hand, daß Bich die rheologisohen Eigenschaften der in Frage kommenden Materialien im Falle einer Wärmeextrusion auf die Extrusionstemperatur beziehen müssen. Die Verfestigung erfolgt dann durch einfache Kühlung am Auslaß der oben beschriebenen Spinndüse.It is obvious that Bich will consider the rheological properties of the materials in question in the case of heat extrusion must relate to the extrusion temperature. The solidification then takes place by simple cooling at the outlet of the above-described Spinneret.
Beim Härten der Schale durch Verdampfen von flüchtigen Lösungsmitteln werden die extrudierten Fäden erneut erhitztjund im Falle des Härtens des Lösungsmittels durch Koagulation durch Extraktion in einer Flüssigkeit oder durch chemische Reaktion mit einer Flüssigkeit werden die Fäden in ein Bad extrudiert. Einzelheiten dieser Vorrichtungen werden nicht erläutert, da sie allgemein bekannt sind.When the shell is hardened by evaporation of volatile solvents, the extruded filaments are heated again and again Case of hardening of the solvent by coagulation by extraction in a liquid or by chemical reaction the threads are extruded into a bath with a liquid. Details of these devices are not explained as they are well known.
Bei exzentrischen Querschnitten mit einem Kern 8 und einer Schale 9 gemäß Fig. 6 wird die Vorrichtung der Fig. 2 verwendet, in der verschiedene Seile dieselben Bezugsziffern wie bei Fig.1 aufweisen, die jedoch mit einem Strich versehen sind. In diesem Falle ist lediglich die Achse der Bohrung 10' und der Düse 161 in bezug auf die Bohrung 15* und die Düse 17' versetzt.In the case of eccentric cross-sections with a core 8 and a shell 9 according to FIG. 6, the device of FIG. 2 is used, in which different ropes have the same reference numerals as in FIG. 1, but which are provided with a prime. In this case, only the axis of the bore 10 'and the nozzle 16 1 is offset with respect to the bore 15 * and the nozzle 17'.
Wenn dagegen der Querschnitt besser gesteuert werden soll, ins- s besondere im Falle von sehr flüssigen Kernmaterialien, ist esConversely, if the cross section to be controlled better, s in particular in the case of very liquid core materials is
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zweckmäßig, gemäß Pig. 3 die Öffnung durch ein dünnes Rohre 26 zu verlängern, das bis in die Düse 27 für das Schalenmaterial oder darüberhinaus ragen kann, wenn ein exzentrischer Kern vorgesehen ist, wie in Pig. 3 dargestellt ist, und zwar bis hin in den Strang des fluidförmigen Materials, das die Schale bildet, vorzugsweise bis zu dessen Schwellpunkt.expedient, according to Pig. 3 to extend the opening through a thin tube 26 that extends into the nozzle 27 for the shell material or beyond it, if an eccentric core is provided is like in Pig. 3 is shown, right down to the strand of fluid material that forms the shell, preferably up to its threshold point.
Bei Verwendung einer Spinndüse dieser Art ist die Bedeutung des Viskositätsverhältnisses von Kern- und Schalenmaterial weitgehend .reduziert. Praktisch* können die erfindungsgemäßen fadenförmigen Körper auch mit einem sehr fluidförmigen Kern gewonnen werden, insbesondere, wenn die Anordnung konzentrisch ist und daher das kleine Rohr 26 koaxial in der Düse 27 liegt.When using a spinneret of this type, the importance of the Viscosity ratio of core and shell material largely reduced. Practically * can thread-like according to the invention Body can also be obtained with a very fluid core, especially if the arrangement is concentric and hence the small tube 26 lies coaxially in the nozzle 27.
Diese Anordnung ist insbesondere einfach herzustellen und wünschenswert bei Körpern mit einem relativ großen Durchmesser, d.h. mit 100μ Durchmesser oder sogar darüber.This arrangement is particularly easy to manufacture and is desirable for bodies with a relatively large diameter, i.e. with a diameter of 100μ or even more.
Der Durchmesser der Düse 17 (oder 17*,27*) für die Schale steht in Beziehung zu dein gewünschten Druchmesser des fertigen fadenförmigen Körpers, jedoch ist es im allgemeinen möglich, mit den ,zuvor erwähnten Öffnungsdurchmessern zwischen 60 und 35Op,, je nach Material, mit Hilfe von verschiedenen Querschnittsreduktionen fadenförmig^; Körper mit sehr verschiedenen Enddurchmessern, beispielsweise zwischen 10 und 40μ, herzustellen, während es für große Durchmesser vorteilhaft ist, die Abmessungen der Düse für die Schale zu vergrößern.The diameter of the nozzle 17 (or 17 *, 27 *) stands for the bowl in relation to your desired diameter of the finished thread-like Body, however, it is generally possible, with the aforementioned opening diameters between 60 and 35Op ,, each according to material, with the help of various cross-section reductions thread-like ^; Bodies with very different final diameters, for example between 10 and 40μ, while for large diameters it is advantageous to adjust the dimensions of the nozzle for the shell to enlarge.
Der Durchmesser der Düse 16 (16',26') für das Kernmaterial ist im allgemeinen, jedoch nicht notwendig, etwas kleiner.The diameter of the nozzle 16 (16 ', 26') for the core material is generally, but not necessarily, a little smaller.
Querschnittsreduktionen (oder Vergrößerungen) werden durch Einwirkung auf die Rückführgeschwindigkeiten der extrudierten, fadenförmigen Körper erzielt, wie in Pig. 4 schematisch unter Bezugnahme auf den Pail der Schalenhärtung durch Koagulation dar-Reductions in cross-section (or enlargements) are caused by action on the return speeds of the extruded filamentary bodies, as in Pig. 4 schematically with reference on the pail of the shell hardening by coagulation
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gestellt ist. Es ist erkennbar, daß in diesem Falle eine Gruppe von 30 fadenförmigen Körpern - im allgemeinen werden aus produktionstechnischen Gründen Spinndüsen mit mehreren Bohrungssystemen, wie sie in Pig. 1 bis 3 gezeigt sind, innerhalb eines einzigen Körpers verwendet - in das Koagulationsbad 31 um Pörderrollen 32 und 33 herum eintritt und einer eventuellen Querschnittsreduktion in dem Bad unterworfen wird und anschließen* auf das System der Umkehr-Schrägrollen 34 gelang't, von denen aus s,ie einem anderen System der Zug-Schrägrollen 35 zugeführt wird, , die den fadenförmigen Körpern eine vielfache Geschwindigkeit derjenigen geben, die sie auf den Rollen 34 haben und somit eine weitere Querschnittsreduktion oder ein Ziehen herbeiführen. Dies kann auf kaltem Wege oder in der Luft erfolgen, wie in der Zeichnung dargestellt ist, oder unter Wärme oder in einer Flüssigkeit oder in Dampf. Diese Verfahrensschritte sind bekannt und müssen im einzelnen nicht erläutert werden.is posed. It can be seen that in this case a group of 30 thread-like bodies - in general, for production-related reasons, spinnerets with several bore systems, such as those in Pig. 1 to 3 are shown within of a single body - enters the coagulation bath 31 around conveyor rollers 32 and 33 and one eventual Cross-section reduction in the bath is subjected and connected * on the system of reversing inclined rollers 34, from which s, ie another system of traction inclined rollers 35 is fed, which give the thread-like bodies a speed many times that of those who place them on the rollers 34 and thus bring about a further reduction in cross-section or pulling. This can be done in the cold or in the air take place as shown in the drawing, or under heat or in a liquid or in vapor. These process steps are known and do not need to be explained in detail.
Von den Rollen 35 läuft der fadenförmige Körper zu den Samrneleinrichtungen. Bei der Koagulation der .Fäden, durch Lösungsmittelentzug nimmt das Volumen der Schalen erheblich ab, da beispielsweise diese Schalen aus einer Polymerlösung von 20 Gew. ~io besteh en, und 80 Gew. -fo der extrudierten, viskosen Lösung in dem Koagulationsbad entzogen werden und dort verbleiben.The thread-like body runs from the rollers 35 to the collecting devices. In the coagulation of the .Fäden, by solvent removal, the volume of the trays decreases considerably, as for example, these shells from a polymer solution of 20 wt. ~ Io besteh s, and 80 wt -fo. Of the extruded viscous solution are removed in the coagulation bath, and stay there.
Dies führt zu einer Reduktion der Schalendicke, die mit der Abnahme oder dem Anwachsen der Dicke zusammentrifft, die durch das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Geschwindigkeit des Fadens aiuf dem Rollensystem 34 und der Geschwindigkeit am Auslaß der Spinndüsen aufgrund der Wirkung der Volumetriechen Pumpen, die die viskose Lösung durch die Spinndüsen drüoken, hervorgerufen werden. Daher muß die Koagulation genau gesteuert werden, damit kleine Brüche in der Schale des Kerns vermieden werden, der der Wirkung der Koagulation in dem Bad überhaupt nicht unterworfen wird, obwohl bereits gesagt wurde, daß dies nicht ausgeschlossen ist und teilweise oder direkt erfolgen kann, wennThis leads to a reduction in the shell thickness, which coincides with the decrease or increase in thickness caused by the speed ratio between the speed of the thread on the roller system 34 and the speed at the outlet of the spinnerets due to the action of the volumetric pumps which pump the viscous solution through the spinnerets. Therefore, the coagulation must be precisely controlled in order to avoid small cracks in the shell of the core, which is not at all subjected to the action of coagulation in the bath, although it has already been said that this is not excluded and can be partially or directly if
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der Kern eine durch das Koagulationsbad entziehbare Flüssigkeit enthält, oder indirekt, wenn eine Wanderung einer Komponente des Kernes selbst von dem Kern in die Schale erfolgt.the core contains a liquid that can be removed by the coagulation bath, or indirectly if there is migration of a component of the core itself takes place from the core into the shell.
In einigen Fällen kann dieses Zusammenziehen des Schalenmaterials dazu ausgenutzt werden, die Schale gezielt zu schwächen und so das Brechen der Schale unter vorbestimmten Bedingungen und die Freigabe des Kernmaterials zu erleichtern.In some cases, this contraction of the shell material can be used to specifically weaken the shell and so on to facilitate the breaking of the shell under predetermined conditions and the release of the core material.
Die Querschnittsreduktion der fadenförmigen Körper erfolgt unter denselben Bedingungen wie bei der Verfestigung durch Wärmeverdampfung eines in der Schale enthaltenen Lösungsmittels. Wenn jedoch die Verfestigung nur durch Kühlen erfolgt, beruht die Reduktion nur auf dem Verhältnis der Umkehr- und Extrusionsgeschwindigkeiten. Das die Schale bildende Material ist, wie erwähnt, im allgemeinen ein künstliches oder synthetisches, lineares Polymer, beispielsweise regemrierte Zellulose, ein Ester oder ein anderes Zellulosederivat, ein Polyamid, ein Polyester, ein Acrylpolymer, ein Chlorvinyl- oder Acetovinyl, Polyvinylalkohol oder ein pflanzliches Protein, ein Polyolefin usw. Selbstverständlich wird das Material ausgewählt im Hinblick auf seine Kompatibilität.mit dem Kern, seine. Theologischen Eigenschaften, die Extrusionsbedingungen, den Schmelzpunkt und die mechanischen Eigenachaften, d.h. im Hinblick auf die Herstellung und die Aufnahme des Kernmaterials.The cross-sectional reduction of the thread-like body takes place under the same conditions as in the solidification by heat evaporation a solvent contained in the shell. However, if the solidification occurs only by cooling, it is based the reduction is only based on the ratio of the reversal and extrusion speeds. The material forming the shell is, as mentioned, generally an artificial or synthetic one, linear polymer, for example regurgitated cellulose, an ester or another cellulose derivative, a polyamide, a polyester, an acrylic polymer, a chlorovinyl or acetovinyl, polyvinyl alcohol or a vegetable protein, a polyolefin, etc. It goes without saying that the material is selected with a view to its compatibility with the core, its. Theological properties, the extrusion conditions, the melting point and the mechanical properties, i.e. with regard to production and the inclusion of the core material.
Wie zuvor erwähnt, kommt praktisch jede aktive Substanz oder jede Kombination von aktiven und Stützsubstanzen in Betracht, insbesondere diejenigen, die bereits auf dem Gebiet der Mikrokapseltechnik bekannt sind.As mentioned before, virtually any active substance or substance comes from it any combination of active and support substances is contemplated, especially those already in the field of microcapsule technology are known.
Es kommen daher Monomere in Betracht, die zur Bildung von Polymeren reagieren, oder Katalysatoren oder Beschleuniger; fernerIt is therefore possible to use monomers which lead to the formation of polymers react, or catalysts or accelerators; further
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Verbindungen, die zur Bildung von Farben . reagieren müssen; Klebstoffe· oder Mischungen aus Klebstoffen; feste Substanzen mit katalytischer oder anderer Punktion; Abriebsubstanzen, Pigmente; Einten; Substanzen mit biologischen Punktionen und vielen anderen Punktionen, die bereits in der Mikrokapselteehhik herangezogen worden sind oder die künftig in Betracht kommen können.Compounds that contribute to the formation of colors. have to react; Adhesives · or mixtures of adhesives; solid substances with catalytic or other puncture; Abrasive substances, pigments; Unites; Substances with biological punctures and many others Punctures that have already been used in microcapsule tea have been or which may be considered in the future.
Die hergestellten fadenförmigen Körper können in unveränderter Form in praktisch unbestimmten Längen oder in sehr beträchtlichen Längen, beispielsweise bis zu 1 m oder mehr, sowie in kürzeren Längen in der Größenordnung von cm.oder mm verwendet werden.The thread-like bodies produced can be in unchanged form Form in practically indefinite lengths or in very considerable lengths, for example up to 1 m or more, as well as in shorter lengths of the order of cm. or mm can be used.
Bei der Mehrzahl der Verwendungszwecke von Mikrokapseln werden diese für Körper angewendet, die ein sehr geringe Abmessung, jedoch im allgemeinen wenigstens zwei große Abmessungen haben, wie beispielsweise Blätter, Platten usw.The majority of uses of microcapsules are applied to bodies that are very small in size, but generally have at least two large dimensions, such as sheets, plates, etc.
In diesen Fällen verhält sich der fadenförmige Körper der vorliegenden Erfindung wie eine sehr große Anzahl von aneinander angereihten und verbundenen Mikrokapseln mit einem sehr viel größeren M aterialinhalt, und der fadenförmige Körper kann in zweidimensionaler Form durch jedes beliebige Verfahren angeordnet werden.In these cases the thread-like body of the present behaves Invention as a very large number of lined up and connected microcapsules with a very large number larger material content, and the thread-like body can be in two-dimensional shape arranged by any method will.
Wenn insbesondere der fadenförmige Körper gekräuselt ist, wie es insbesondere bei der exzentrischen Anordnung auftreten kann, bietet dies· im allgemeinen keine Schwierigkeit. - Die erfindungsgemäßen, fadenförmigen Körper können verbunden, gemischt, gewebt und auf jede gewünschte Art angeordnet und gehandhabt werden, und im allgemeinen ermöglichen sie massenweise und selbsttragende Anordnungen. Dies bildet einen beträchtlichen Vorteil gegenüber den bekannten Mikrokapseln.If, in particular, the thread-like body is curled, as can occur in particular with the eccentric arrangement, this generally offers no difficulty. - The invention, filamentary bodies can be joined, mixed, woven, and arranged and handled in any desired manner and in general they allow bulk and self-supporting arrangements. This makes a sizeable one Advantage over the known microcapsules.
Ein typischer Anwendungsfall dieser Körper findet sich in der.A typical application of this body can be found in the.
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Klebstofftechnik, wenn ihr Kernteil aus Klebstoffmaterial besteht.Adhesive technology when its core part is made of adhesive material consists.
In diesem FaIl kann eine mehr oder weniger dünne Schicht aus den erfindungsgemäßen, fadenförmigen Körpern, die je nach Bedarf verwebt sein können, zwischen zwei durch Kleben zu verbindende Körper gelegt werden, und das Ganze kann einem Druck oder einer Hitzeeinwirkung oder vorzugsweise beidem, beispielsweise in einem Kalandriervorgang, unterworfen werden, wodurch der Klebstoff freigelegt wird.In this case, a more or less thin layer can be made the thread-like bodies according to the invention, depending on If required, they can be woven, placed between two bodies to be bonded, and the whole can be a pressure or to the action of heat, or preferably both, for example in a calendering process, whereby the adhesive is exposed.
Es ist nicht ausgeschlossen, daß in diesem oder anderen Fällen das Schalenmaterial und das Kernmaterial in bezug aufeinander unter den Bedingungen der Herstellung des fadenförmigen Körpers inert sind, jedoch unter Verwendungsbedingungen reagieren, d.h. den Kern freigeben, da beispielsweise unter diesen Bedingungen eine höhere !Temperatur oder ein Katalysator oder ein Beschleuniger usw. vorliegt.It is not excluded that in this or other cases the shell material and the core material with respect to one another are inert under the conditions of manufacture of the thread-like body, but react under conditions of use, i.e. release the core because, for example, under these conditions a higher temperature or a catalyst or a Accelerator etc. is present.
Ein weiterer typischer Anwendungsfall liegt in der Harzherstellung, die sich aus der Reaktion der monomeren Bestandteile in Gegenwart von Katalysatoren und Beschleunigern herleitet, in diesem Falle werden eine oder mehrere der Monomerenkomponenten oder den Katalysator oder den Beschleuniger oder alle diese Substanzen hergestellt, konserviert und im Kernzustand des fadenförmigen Körpers gemischt, wie es auf ähnliche'Art bei den bekannten Mikrokapseln erfolgt.Another typical application is in resin production, which is derived from the reaction of the monomeric constituents in the presence of catalysts and accelerators, in this case, one or more of the monomer components, or the catalyst, or the accelerator, or all of them these substances are produced, preserved, and mixed in the core state of the thread-like body, as it is in a similar 'way the known microcapsules takes place.
Weitere Verwendungzwecke müssen nicht beschrieben werden, da sie aus dem Vorstehenden unmittelbar hervorgehen und sich insbesondere aus den bekannten Anwendungsarten der Mikrokapseln ergeben.Further purposes of use do not have to be described, since they emerge directly from the foregoing and in particular result from the known types of application of the microcapsules.
Bei einem besonderen Anwendungbzweck können die fadenförmigen Körper zur Abgabe eines fluidförmigen Materials verwendet wer-In the case of a special application, the thread-like Body used to deliver a fluid material
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den, in/dem beispielsweise ein Bündel von fadenförmigen Körpern Seite an Seite zusammengelegt wird, diese mit einem Klebstoff oder auf andere Art verbunden werden, damit ein dünner Stab entsteht, der ausreichend fest ist und anschließend an der Spitze auf einer festen Oberfläche abgerieben wird.den, in / which, for example, a bundle of thread-like bodies Is folded side by side, these are connected with an adhesive or in some other way, so that a thin rod arises that is sufficiently firm and then attached to the Tip is rubbed on a solid surface.
Auf diese Art kann das in den fadenförmigen Körpern enthaltene flüssige Material durch die feste Oberfläche absorbiert werden, wenn diese ausreichend poröa ist. Wenn die Schale der fadenförmigen Körper ausreichend zerbrechlich ist, wird sie nach und nach durch Reibung abgetragen und gibt das Kernmaterial frei, selbst wenn dies nicht besonders fluidförmig ist.-In this way, the liquid material contained in the thread-like bodies can be absorbed by the solid surface, if this is sufficiently porous. When the shell of the thread-like Body is sufficiently fragile, it is gradually worn away by friction and gives the core material free, even if this is not particularly fluid.
Auf diese Art können Schreibgeräte hergestellt werden oder Geräte, die durch Abgabe eines geeigneten Reaktionsmittels Reaktionen mit einem in einem Papierblatt oder in einem anderen behandelten Material absorbierten Materialien bewirken, wobei das Schreiben durch Färbentwicklung in der Dicke des Blattmaterials erfolgt. Auf ähnliche Art können fadenförmige Körper hergestellt werden, die einen Kern aufweisen, der abreibende Substanzen enthält, so daß eine Anzahl von fadenförmigen Körpern als Abriebkörper verwendet werden kann.In this way writing implements can be made or devices the reactions with one in a sheet of paper or another treated by delivery of a suitable reactant Material absorbed materials cause the writing by color development in the thickness of the sheet material he follows. In a similar way, thread-like bodies can be produced which have a core, the abrasive Contains substances, so that a number of thread-like bodies can be used as abrasive bodies.
In diesem Falle kann die Faser aus einem Material bestehen, das ausreichend zerbrechlich, jedoch nicht sehr hart ist, und ein Abriebmittel mit sehr feiner Korngröße kann verwendet werden,. so daß besondere Glättungseffekte entstehen.In this case, the fiber can consist of a material that sufficiently fragile, but not very hard, and an abrasive of very fine grain size can be used. so that special smoothing effects arise.
Wenn die fadenförmigen Körper der vorliegenden Erfindung in kurze Längen geschnitten werden, kommen viele Anwendungsfälle in der Papiertechnik in Betracht, und sie können so als Cellulosefasern behandelt werden und Herstellungseleraente des Papiers werden, wodurch die verschiedenartigsten Effekte erzielt werden können, beispielsweise unter Wärmeanwendung oder in Gegenwart von Gasen oder Flüssigkeiten, die die Körperschalen angreifen können.When the filamentary bodies of the present invention are shown in If short lengths are cut, many applications in paper technology come into consideration, and they can be used as cellulose fibers and manufacturing elements of paper , whereby the most diverse effects can be achieved, for example with the application of heat or in the presence of gases or liquids that attack the body shells can.
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Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, ohne diese zu begrenzen.The following examples serve to illustrate the invention, without limiting them.
Bei diesem Beispiel werden fadenförmige Körper hergestellt', in denen die aktive Substanz aus irgendeinem wasserlöslichen Salz besteht. .In this example thread-like bodies are produced ', in which the active substance consists of some water-soluble salt. .
Eine wäßrige Salzlösung wird in der gewünschten Konzentration hergestellt. Dieser Lösung werden 10$ Polyvinylalkohol zugefügt, so daß eine Viskosität von etwa 30 000 Mikropoise ent*· steht. Getrennt davon wird eine ETormallösung von Zellulosexantogenat hergestellt, wie sie bei der Herstellung von Viskose-Kunstseide verwendet wird. Eine Spinndüse mit 80 Bohrungen gemäß Pig. 1 wird verwendet. Durch die Bohrung 10 wird eine dicke, wäßrige Lösung, und durch die Bohrung 12 die viskose Lösung, die ebenfalls eine Viskosität von etwa 30 000 Mikropoise aufweist, gepumpt. Die Fördermenge der volumetrischen Pumpe wird so bemessen, daß ein Verhältnis von 1 Volumenteil Kernmaterial zu 0,7 Volumenteilen Schalenmaterial, berechnet im !rockenzustand, entsteht. Die verwendete Spinndüse hat einen Durchmesser der Düse 17 von 120μ, während der Durchmesser der Düse 16 60μ beträgt. Die fadenförmigen Körper werden in ein Salzbad extrudiert, wie es üblicherweise bei der Herstellung von Viskose-Kunstharz verwendet wird und im einzelnen nicht beschrieben werden muß.An aqueous salt solution is used in the desired concentration manufactured. 10 $ polyvinyl alcohol is added to this solution so that a viscosity of about 30,000 micropoise is obtained. stands. Separately, a normal solution of cellulose xanthate is used made as it is used in the manufacture of viscose rayon. A spinneret with 80 holes according to Pig. 1 is used. Through the hole 10 is a thick, aqueous solution, and through the bore 12 the viscous solution, which also has a viscosity of about 30,000 micropoise has, pumped. The flow rate of the volumetric The pump is dimensioned so that a ratio of 1 part by volume of core material to 0.7 parts by volume of shell material is calculated in! rock state, arises. The spinneret used has one Diameter of the nozzle 17 of 120μ, while the diameter of the nozzle 16 is 60μ. The thread-like bodies are in a Salt bath extruded, as it is commonly used in the production of viscose synthetic resin and is not described in detail must become.
Die Päden werden auf einer drehenden Spule gesammelt, deren Geschwindigkeit so bemessen ist, daß keine Reduktion des Querschnitts erfolgt. Die üblicherweise anschließende Behandlung für die Herstellung von Kunstseide bzw. Viskose wird angewendet, wobei das Bleichen ausgelassen werden kann.The threads are collected on a rotating spool whose speed is dimensioned so that there is no reduction in cross-section. The usual treatment that follows for the production of rayon or rayon is used, whereby the bleaching can be omitted.
Es entstehen Fäden, die in trockenem Zustand einen äußeren Durchmesser von 25μ aufweisen.The result is threads that, when dry, have an outer diameter of 25μ.
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Der Durchmesser kann selbstverständlich innerhalb bestimmter Grenzen gewählt werden, indem auf die Geschwindigkeit der Fadenaufnähme und die Fördermenge der volumetrischen Pumpen eingewirkt wird.The diameter can of course be selected within certain limits by taking the speed of the thread pick-up and the flow rate of the volumetric pumps acted will.
Beis-piel 2Example 2
Zur Erzielung von Fäden mit einem Klebstoffkern wird eine PoIyisobutylenlösung in Kohlenstoffdisulfid hergestellt, die eine Viskosität von 10.000 Mikropoise aufweist.A polyisobutylene solution is used to produce threads with an adhesive core made in carbon disulfide, the one Has a viscosity of 10,000 micropoise.
Eine lösung von 20^ Polyacrylnitril wird hergestellt oder eine Lösung aus Acrylnitril-Mischpolymerisat in Dimethylformamid.A solution of 20 ^ polyacrylonitrile is made or a Solution of acrylonitrile copolymer in dimethylformamide.
Die beiden Yiskoselösungen werden extrudiert, und zwar die erste als Kern, die zweite als Schale. Die Spinndüse gemäß. Fig. 1 weist einen Durchmesser von 150μ in der Düse 17 und von 80fi in der Düse 16 auf. Das Gewichtsverhältnis der beiden lösungen beträgt 1 Teil der ersten zu 2,5 Teilen der zweiten. Es wird in ein wäßriges Koagulationsbad extrudiert, das aus 75% V/asser, Rest Dimethylformamid, besteht.The two yiscose solutions are extruded, the first as a core and the second as a shell. The spinneret according to. Fig. 1 has a diameter of 150μ in nozzle 17 and 80fi in the nozzle 16 on. The weight ratio of the two solutions is 1 part of the first to 2.5 parts of the second. It will be in an aqueous coagulation bath extruded, which consists of 75% V / water, The remainder is dimethylformamide.
Die Fäden werden der üblichen Behandlung für Polyacrylnitrilfäden unterworfen, die nicht beschrieben werden muß, insgesamt "Lm Verhältnis 1:5 gezogen, gewaschen und getrocknet.The threads are subjected to the usual treatment for polyacrylonitrile threads, which need not be described, a total of "Lm ratio 1: 5, drawn, washed and dried.
Es entstehen Fäden mit einem Außendurchmesser von 20μ. Dieser Durchmesser kann geändert werden, indem auf die Extrusionsleistung und die Sammelgeschwindigkeit eingewirkt wird.The result is threads with an outside diameter of 20μ. This diameter can be changed by clicking on the extrusion capacity and the collection rate is acted upon.
Beispiel 5 ^-v: ■ Example 5 ^ -v : ■
Eine Fettsäure mit mehr als 4 Kohlenstoffatomen wird in eine Kapsel aus beispielsweise Stearinsäure eingeschlossen, in geschmolzenem Zustand als ein Kern aus einer Düse gemäß Fig. 3A fatty acid with more than 4 carbon atoms turns into a Encapsulated capsule of, for example, stearic acid, in the molten state as a core from a nozzle according to FIG. 3
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durch ein kleines Rohr 26 mit einem Innendurchmesser von 100μ extrudiert.extruded through a small tube 26 with an inner diameter of 100μ.
Das Schalenmaterial ist ein Niederdruck-Polyäthylen.The shell material is a low-pressure polyethylene.
Der Durchmesser der Düse 27 beträgt 500μ, die Extrusionstemperatur 1300G.The diameter of the nozzle 27 is 500μ, the extrusion temperature 130 0 G.
Die Volumenmengen stehen im Verhältnis von 1 für das Kernmaterial zu 0,6 für die Schale. Ein« Kühlung bei 8O0C verfestigt die Schale, und die Fäden können-kaltgezogen werden. Eine Kühlung "bei Raumtemperatur verfestigt ebenfalls den Kern.The volume amounts are in the ratio of 1 for the core material to 0.6 for the shell. A "cooling at 8O 0 C, the solidified shell, and the filaments can be drawn-cold. Cooling at room temperature also solidifies the core.
Bei dieBem Beispiel ist es bevorzugt, den fadenförmigen Körper mit einem relativ großen Durchmesser, beispielsweise 100μ, herzustellen. In the example, it is preferable to use the thread-like body with a relatively large diameter, for example 100μ.
BeisOJel 4BeisOJel 4
Es wird wie bei Beispiel 1 vorgegangen, jetzt jedoch als Kern eine Suspension eines in Wasser unlöslichen Materials mittlerer Korngröße von 2μ und maximal 5μ in einer wäßrigen Lösung von 10$ Polyvinylalkohol oder eines anderen Verdickers, wie eines Zellulosederivates, verwendet, das eine vergleichbare Viskosität liefert. Die Extrusion kann mit einer konzentrischen oder exzentrischen Spinndüse (Pig. 2) durchgeführt werden. The procedure is as in Example 1, but now the core is a suspension of a water-insoluble material of medium size Grain size of 2μ and a maximum of 5μ in an aqueous solution of $ 10 polyvinyl alcohol or some other thickener, such as one Cellulose derivative, which provides a comparable viscosity. The extrusion can be carried out with a concentric or eccentric spinneret (Pig. 2).
Wenn die Korngröße des in Suspension befindlichen festen Materials wesentlich größer als erwähnt ist, können die Durchmesser der Spinndüsenbohrungen und des fertigen Fadens vergrößert werden.When the grain size of the solid material in suspension much larger than mentioned, the diameter of the spinneret bores and the finished thread can be increased.
Es werden fadenförmige Körper hergestellt, deren aktive Substanz aus einem "Inver'tase"-Enzym besteht, das die Saccharose-Hydrolyse zu Glukose und Fructose katalysieren kann.Thread-like bodies are produced, the active substance of which consists of an "Inver'tase" enzyme that hydrolyses sucrose can catalyze glucose and fructose.
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Es wird eine Wasser-G-lycer<t)ih-<lösung der Invertase verwendet (konzentrierte BDH-Invertase). Ferner wird eine 1Q$ige lösung von Zellulosetriacetat in Methylenchlorid hergestellt. Die· , obigen Lösungen werden in ein Koagulationsbad extrudiert, das aus Toluol besteht, und zwar das erste als Kern und·das zweite als Schale. Es wird eine Spinndüse gemäß Pig. 1 mit einem Durchmesser der Düse 17 von 150μ und einem Durchmesser der Düse 16 von 80μ verwendet. Das Verhältnis der obigen lösungen beträgt 1:5 $A water-glycerol solution of the invertase is used (concentrated BDH invertase). There is also a 1Q solution made of cellulose triacetate in methylene chloride. The above solutions are extruded into a coagulation bath that consists of toluene, namely the first as the core and · the second as a bowl. A spinneret according to Pig. 1 with a Diameter of the nozzle 17 of 150μ and a diameter of the Nozzle 16 of 80μ used. The ratio of the above solutions is 1: 5 $
Die Fäden werden einer sehr geringen Dehnung unterworfen und einen ausreichenden Zeitraum im Vakuum gehalten, damit das Toluol und Methylenchlorid entfernt werden." Ein Abschnitt der Fäden entsprechend einem Gramm Trockenmaterial wird in einen Kolben eingeführt, der eine 20$igen Saccharose-lösung in einem Acetatpuffer von 4,5 pH enthält.The threads are subjected to very little elongation and kept in a vacuum for a sufficient period of time so that the Toluene and methylene chloride are removed. "A section of the Strings equivalent to one gram of dry material are introduced into a flask which contains a 20% sucrose solution an acetate buffer of 4.5 pH.
Die Mischung wird gerührt und durch einen Thermostaten bei· 250C gehalten, und die Umwandlung wird mit Hilfe eines Polari meters festgestellt.The mixture is stirred and kept at 25 ° C. by a thermostat, and the conversion is determined with the aid of a polarimeter.
900 mg Saccharose werden pro Minute umgewandelt.900 mg sucrose are converted per minute.
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