DE69807491T2

DE69807491T2 - Verbesserte überzugsmittel

Info

Publication number: DE69807491T2
Application number: DE69807491T
Authority: DE
Inventors: Alfred Wheeler
Original assignee: Disperse Technologies Ltd
Current assignee: Disperse Technologies Ltd
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: WO1999005229A1; EP0996685A1; JP3581830B2; DE69807491D1; JP2001511466A; EP0996685B1; AU8453198A; GB9715370D0; US6312760B1; ATE222940T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte Beschichtungen, insbesondere, aber keinesfalls ausschließlich auf Oberflächenbeschichtungen, worin ein oder mehrere Öle oder Öl-lösliche Substanzen unbegrenzt eingeschlossen und geschützt sind, bis sie unter vorbestimmten Umständen freigesetzt werden, um ihre vorgesehene Funktion auszuführen.
Das Einschließen von Ölen oder Öl-löslichen Substanzen (insbesondere Parfüme und gefärbte Farbstoffvorläufer) in Mikrokapseln und ihr nachfolgendes Aufbringen auf Papier und andere Flächen ist im Fachgebiet wohlbekannt. Mikrokapseln dieser Art umfassen einzelne Öltröpfchen oder Tröpfchen Öl-löslicher Substanzen (mit einer Größe im Bereich von unterhalb des um-Bereichs bis mehrere 10 mm Durchmesser), um welche mit einem von vielen chemischen Verfahren Polymer-Wände gebildet wurden. Gewöhnlich werden solche Mikrokapseln als eine wässrige Suspension hergestellt, die dann unter Zugabe geeigneter Modifikations-Reagenzien auf Papier und andere Flächen gesprüht oder gedruckt werden kann. Dadurch soll normalerweise die Verdampfung flüchtiger Substanzen (z. B. Parfüme) oder der Abbau oder die chemische Reaktion Öl-löslicher Spezies (z. B. farbloser Farbstoffvorläufer) verhindert werden, bis die Mikrokapseln durch Anwendung von Scherkräften durch Kratzen oder Abreiben der beschichteten Fläche gebrochen werden, wodurch ihr Inhalt freigesetzt wird. Solche Beschichtungen finden hauptsächlich Anwendung z. B. in Form von "Kratz- und Riech-" ("scratch and sniff") Parfüm- Beschichtungen oder NCR (No Carbon Required = kein Durchschlagpapier erforderlich)-Papier.
Jedoch weisen solche Beschichtungen und die Verwendung von Mikrokapseln, die diese bilden, eine Vielzahl von Nachteilen auf.
Zunächst ist das Verfahren, durch welches Mikrokapseln gebildet werden, ein langes und unsicheres Verfahren, in welchem die Kontrolle über Temperatur, pH-Wert und die Abwesenheit von Kontamination jeglicher Art wesentlich ist. Die Bildung von Mikrokapseln, z. B. durch Komplex-Koazervation aus Gelatine und einer anionischen Komplexierungs-Spezies wie Akaziengummi, dauert viele Stunden und erfordert eine sehr genaue Kontrolle des pH-Wertes, der Temperatur und der Kühlrate. Ebenso dauert die Bildung von Kapsel-Wänden aus Aminoplast-Harzen wie Melamin-Formaldehyd oder Harnstoff-Formaldehyd mindestens 8 h, wobei währenddessen eine genaue Kontrolle über alle kontrollierbaren Parameter durchgeführt werden muss. Außerdem hängt die Effektivität und Vollständigkeit jedes einzelnen Einkapselungs-Verfahrens und daher die Qualität der so gebildeten Mikrokapseln stark von der chemischen Natur des Öls und/oder der Öl-löslichen Substanzen, die eingekapselt werden, ab.
Ein weiterer Nachteil der Mikroeinkapselung ist, dass die Dicke und daher die Stärke der Mikrokapsel-Wand variabel und nicht leicht kontrollierbar ist, und mit der Natur des Öls oder der Öl-löslichen Substanzen, die eingekapselt werden, variiert. Somit können durch das gleiche Verfahren aber aus verschiedenen Ölen hergestellte Mikrokapseln Festigkeiten und Bruchresistenzen während des Druckverfahrens und während nachfolgender Lagerung und Verwendung aufweisen, die sich stark voneinander unterscheiden.
Noch ein weiterer Nachteil der Mikroeinkapselung ist die begrenzte Anzahl an chemischen Verfahren und die begrenzte Anzahl und die begrenzten Typen polymerer Wand-Materialien, die zur Bildung derselben erhältlich sind. Die Wahl hinsichtlich der Eigenschaften der Wand-Materialien ist folglich in Bezug auf ihre Flexibilität, Zugfestigkeit, Permeabilität, chemische Inaktivität, Säugetier- Toxizität und weitere Eigenschaften, einschließlich Löslichkeit und Schmelzpunkt (wenn vorhanden), begrenzt. Außerdem sind manche der gewöhnlich in dem Wand-Bildungsverfahren verwendeten Chemikalien selbst stark reizend und können selbst toxisch sein, wie z. B. die Verwendung oder Freisetzung von Formaldehyd (ein potentielles Kanzerogen) während der Herstellung von Aminoplastharz-Wänden. Zudem können die verbleibenden Spuren Formalin in der resultierenden Mikrokapsel-Suspension praktisch unmöglich auf für Verwendungen von Mikrokapseln annehmbare Mengen entfernt werden, was spezielle Vorkehrungen während des Verarbeitungsverfahrens erfordert.
Ein weiterer Nachteil von Mikrokapseln, die in Oberflächenbeschichtungen verwendet werden, ist, dass die Mikrokapsel-Wände eine begrenzte Formbarkeit aufweisen, d. h., sie können während des Oberflächenbeschichtungs-Verfahrens (typischerweise ein Druckverfahren) nur in begrenztem Maße deformiert werden, bevor sie brechen und vorzeitig ihre Inhalte freisetzen. Das Maß ihrer Fähigkeit, sich beim Drücken zu deformieren, z. B. zwischen Andruckwalzen auf einer Druckpresse mit einem Spalt, der kleiner ist als der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln, hängt teilweise von den Zugfestigkeitseigenschaften der Polymer-Wand, ihrer Dicke und von der Größe der gedrückten Mikrokapseln ab.
Weitere Verfahren zur Beschichtung von Papier und ähnlicher Flächen mit mobilen Ölen sind bekannt, jedoch sind diese im Allgemeinen schlechter als die Beschichtung mit Mikrokapseln, da sie die Öle nicht effektiv einschließen und vor Verdampfung oder Abbau während der Herstellung und nachfolgender Lagerung vor der Verwendung schützen. Z. B. kann Parfüm gesprüht oder auf andere Weise auf Papierflächen aufgebracht werden, um Papierprodukten einen angenehmen Geruch zu verleihen - wie z. B. bei parfümierten Schubladeneinlagen (drawer liners), wobei die Beschichtung auf Parfüm und nicht ein mikroeingekapseltes Parfüm gesprüht wird. Solche Produkte haben eine begrenzte Lebensdauer (aufgrund der vorzeitigen Verdampfung des Parfüms) und die äußere Packung des Produkts ist gewöhnlich die einzige (und relativ ineffektive) Barriere gegen den Verlust von Parfüm oder anderer flüchtiger Substanzen während der Lagerung.
Die vorliegende Erfindung wendet sich den oben beschriebenen Problemen und Nachteilen zu, und stellt eine Oberflächenbeschichtung bereit, enthaltend eingeschlossene Öle oder Öl-lösliche Substanzen, welche schnell, effizient und reproduzierbar hergestellt werden kann, wobei ein die Öltröpfchen schützender Polymerfilm eine kontrollierbare Dicke und Stärke aufweist, wobei dies weitgehend unabhängig von der Natur der eingeschlossenen Öltröpfchen ist.
Ferner stellt die Erfindung eine Beschichtung bereit, worin die eingeschlossenen Öle vorhersehbar freigesetzt werden können, indem von bekannten Eigenschaften wie der Abriebfestigkeit, der chemischen Inaktivität, dem Deckvermögen, der Löslichkeit, dem Schmelzpunkt und anderen chemischen und physikalischen Eigenschaften Gebrauch gemacht wird.
Ferner stellt die Erfindung ein Mittel der Oberflächenbeschichtung bereit, wodurch Öle oder Öl-lösliche Materialien freigegeben werden können, ohne dass toxische oder potentiell toxische Materialien verwendet werden müssen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche eines Substrats bereitgestellt, umfassend die Schritte:
Kontaktieren der Oberfläche mit einer Dispersion eines Film-bildenden Polymers, wobei die Dispersion Tröpfchen eines suspendierten Schaums aus zwei Flüssigkeiten oder einer suspendierten Emulsion aus zwei Flüssigkeiten enthält; und
Trocknenlassen der Dispersion, um die Oberfläche mit einer Beschichtung zu beschichten, die die Tröpfchen umfasst, welche innerhalb eines Films des Polymers eingeschlossen sind.
Auf diese Weise wird eine Oberflächenbeschichtung bereitgestellt, die die oben beschriebenen Vorteile aufweisen kann. Ferner sind der Bereich und die Anzahl löslicher oder suspendierbarer Film-bildender Polymere sehr groß, verglichen mit der Anzahl erhältlicher Polymere, z. B. um die Wände von Mikrokapseln zu bilden, und die Vielfalt an zweckmäßigen Eigenschaften, die mit der vorliegenden Erfindung erhältlich ist, ist verglichen mit Beschichtungen, die Mikrokapseln enthalten, folglich viel größer und breiter.
Vorzugsweise wird ein Schaum aus zwei Flüssigkeiten verwendet. Schäume aus zwei Flüssigkeiten sind Systeme, die manche Ähnlichkeit mit Gasschäumen haben, die manche unterschiedliche und, im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verglichen mit Emulsionen mehr bevorzugte Eigenschaften aufweisen, einschließlich der Fähigkeit, dass sie in wässrigen Gel-Systemen suspendiert werden können. Schäume aus zwei Flüssigkeiten werden in den folgenden Literaturartikeln von Sebba beschrieben: "Biliquid foams", J. Colloid and Interface Science, 40 (1972) 468-474; und "The Behaviour of Minute Oil Droplets Encapsulated in a Water Film", Colloid Polymer Sciences, 257 (1979), 392-396. Keiner dieser Artikel legt nahe, dass Schäume aus zwei Flüssigkeiten in einem polymeren Oberflächenbeschichtungs-System verwendet werden könnten. Schäume aus zwei Flüssigkeiten können schnell und effizient aus unpolaren Materialien wie Ölen und Öl-löslichen Substanzen und einem Wasserstoff-gebundenen Material (typischerweise Wasser, aber einschließlich Alkohole und Glykole) hergestellt werden, vorausgesetzt, dass beide Phasen während der Verarbeitung flüssig sind.
Vorzugsweise wird eine wässrige Dispersion des Polymers verwendet. Wasser hat die Vorteile, dass es ökonomisch und umweltfreundlich ist und eine große Auswahl kompatibler Polymere erlaubt.
Der Schaum aus zwei Flüssigkeiten oder die Emulsion kann Tröpfchen eines Öls oder einer Öl-löslichen Substanz umfassen.
Die Dispersion des Polymers kann eine Lösung, Suspension oder ein Gel umfassen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Oberflächenbeschichtung bereitgestellt, die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist, und die Tröpfchen einer unpolaren Substanz umfasst, die innerhalb eines Polymerfilms eingeschlossen ist.
Der Polymerfilm kann so ausgewählt sein, dass die unpolare Substanz bei der Anwendung von Scherkräften auf den Polymerfilm von der Beschichtung freisetzbar ist. In dem Fall, bei dem die Substanz ein Parfüm ist oder enthält, wird eine "Kratz- und Riech-"Beschichtung hergestellt.
Der Polymerfilm kann so ausgewählt sein, dass die unpolare Substanz durch die Wirkung eines chemischen Ablösemittels auf das Polymer von der Beschichtung freisetzbar ist. Die unpolare Substanz kann bei einem vorbestimmten pH-Wert oder durch Kontakt des Polymerfilms mit Wasser freigesetzt werden.
Der Polymerflim kann so ausgewählt sein, dass die unpolare Substanz durch die Anwendung von Wärme auf das Polymer von der Beschichtung freisetzbar ist.
Der Polymerfilm kann teilweise oder vollständig vernetzt sein.
Es sollte bemerkt werden, dass alle diese Freisetzungs-Mechanismen aufgrund der begrenzten Auswahl an Wand-Materialien, aus denen, wie oben erwähnt, Mikrokapseln hergestellt werden können, schwierig oder unmöglich mit der Technologie des Standes der Technik erreicht werden können,.
Verfahren und Beschichtungen gemäß der Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei:
Fig. 1 einen Schaum aus zwei Flüssigkeiten in einer wässrigen Polymer- Dispersion zeigt; und
Fig. 2 eine Oberflächenbeschichtung nach dem Trocknen der Dispersion aus Fig. 1 zeigt.
Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen ein Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche 3 eines Substrats, umfassend die Schritte:
Kontaktieren der Oberfläche 3 mit einer Dispersion 1 eines Film-bildenden Polymers, wobei die Dispersion 1 Tröpfchen 2 eines suspendierten Schaums aus zwei Flüssigkeiten oder einer suspendierten Emulsion aus zwei Flüssigkeiten enthält; und
Trocknenlassen der Dispersion 1, um die Oberfläche 3 mit einer Beschichtung zu beschichten, die die Tröpfchen 5 umfasst, welche innerhalb eines Films 4 des Polymers eingeschlossen sind.
Der getrocknete Polymerfilm wird so zu einer Oberflächenbeschichtung, die eine Vielzahl suspendierter, aber intakter Öltröpfchen enthält, die durch den Polymerflim geschützt sind, und deren Integrität, Festigkeit, Leichtigkeit und Verfahren des Brechens, chemische Inaktivität und Permeabilität von der Struktur, Dicke und Natur des Film-bildenden Polymer-Materials in seiner getrockneten Form abhängt.
Es ist bevorzugt, einen Schaum aus zwei Flüssigkeiten zu verwenden, obwohl die Verwendung von Emulsionen innerhalb des Umfangs der Erfindung liegt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch die mikroskopische Struktur und das Aussehen eines Schaums aus zwei Flüssigkeiten, eingeschlossen in einer wässrigen Polymer-Lösung oder -Dispersion, aufgebracht auf eine Fläche, vor dem Trocknen (Fig. 1) und nach dem Trocknen (Fig. 2). In Fig. 1 ist die wässrige Polymer-Dispersion 1 auf eine geeignete Fläche 3 aufgebracht. Tröpfchen des Schaums aus zwei Flüssigkeiten 2 sind in der Oberfläche eingeschlossen. Diese weisen typischerweise einen Durchmesser von 1 bis 10 um auf und können in der wässrigen Polymer-Dispersion eine Konzentration von 1 bis 60 Gew.-%, aber typischerweise 5 bis 25 Gew.-% haben. Fig. 2 zeigt das Aussehen des getrockneten Polymerfilms, aus dem zum Teil das gesamte Wasser verdampft ist 4. Die Dicke dieses Films hängt von der Menge der zur Beschichtung der Oberfläche verwendeten Dispersion und von der Konzentration des Polymers darin ab. Es ist ersichtlich, dass die Tröpfchen 5 des Schaums aus zwei Flüssigkeiten ein wenig abgeflacht (in einem Ausmaß, das abhängig ist von der Filmdicke), aber intakt sind, mit einer Oberflächenbedeckung des Polymerfilms 4.
Es ist möglich, Schäume aus zwei Flüssigkeiten herzustellen, die leicht in wässrigem Gel und Polymer-Suspensionen dispergierbar sind, umfassend hauptsächlich natürliche Öle (z. B. Soja und Sonnenblumen), Kerosine, Mineralöle, Parfüms, organische Lösungsmittel (z. B. Hexan, Cyclohexan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und dergleichen), Silikonöle und ihre Derivate (wie Dimethicone und Cyclomethicone), Fettalkohole und ihre Derivate (z. B. Isopropylpalmitat, Isopropylmyristat) und die meisten anderen nicht wasserlöslichen Flüssigkeiten. In der vorliegenden Erfindung kann jede oder alle der obigen Substanzen einzeln oder in Kombination oder jedes andere Öl oder jede unpolare Substanz, die im Temperaturbereich von -50ºC bis 200ºC, aber typischerweise 3ºC bis 9ºC und bevorzugt 10ºC bis 30ºC in flüssiger Form existieren kann, verwendet werden.
Wasser-dispergierbare oder wasserlösliche Film-bildende Polymere vieler Arten sind wohlbekannt und schließen Cellulose-Derivate (z. B. Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Cetylhydroxycellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Methylcellulose und dergleichen), Gelatine, Gummiarabikum, Akaziengummi, Gellangummi, Schellack, Carrageen, natürliche Stärken, Xanthangummi, Alginate, Dextrine, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyamide, Film-bildende Emulsionspolymere (z. B. eine Vielzahl basierend auf oder enthaltend Homo- und Copolymere von Vinyl- und Acrylestern und Polymere und Copolymere von Styrol) und andere Wasser-dispergierbare oder wasserlösliche Film-bildende Mittel, die im Fachgebiet bekannt sind, ein. Die vorliegende Erfindung schließt die Verwendung aller obigen Polymere, einzeln oder in Kombinationen, ein.
Die Erfindung stellt ein Mittel zur Kontrolle der Freisetzungsrate des eingeschlossenen Öls bereit, indem über die Konzentration des Film-bildenden Polymers in Lösung oder Suspension Kontrolle ausgeübt wird, und dadurch die Dicke und Festigkeit des abgelagerten Films kontrolliert werden.
Die Erfindung erlaubt auch die Freisetzung des Öls durch Auflösen des Films durch Kontakt mit Wasser oder einem anderen polaren Lösungsmittel. Außerdem kann das wasserlösliche oder Wasser-dispergierbare Film-bildende Polymer teilweise oder vollständig vernetzt sein, um es teilweise oder vollständig wasserunlöslich zu machen, wodurch die Freisetzungsrate des eingeschlossenen Schaums aus zwei Flüssigkeiten durch die Geschwindigkeit oder das Fehlen des Auflösens, wenn der Film mit Wasser oder einer anderen polaren Flüssigkeit in Kontakt kommt, in welcher es sonst löslich sein könnte, kontrolliert werden kann. Alternativ kann die Auswahl der Film-bildenden Polymere so sein, dass sie empfindlich gegen Säure oder Base sind, so dass die Freisetzung des eingeschlossenen Öls durch eine pH-Wert-Änderung oder durch das Vorhandensein einer anderen chemischen Substanz, mit welcher die Film-bildenden Polymere reagieren können, wodurch sie permeabel oder instabil werden, bestimmt werden können. Der Film kann alternativ ein Polymer umfassen, das bei einer bekannten und vorbestimmten Temperatur schmilzt, um das eingeschlossene Öl freizusetzen.
In einer Ausführungsform kann der eingeschlossene Schaum aus zwei Flüssigkeiten ein Parfüm umfassen, das sich, wenn es in eine geeignete Beschichtung eingetrocknet ist, genau wie ein konventionelles, mikroeingekapseltes "Kratz- und Riech"-Parfüm, wie es zuvor beschrieben wurde, verhält und darstellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Parfüm oder eine desodorisierende Zusammensetzung gemäß dieser Erfindung in einem wasserlöslichen Film auf den Innenflächen eines Ostomie- oder Kolostomiebeutels oder einer ähnlichen Vorrichtung eingeschlossen, so dass das Parfüm oder die desodorisierende Flüssigkeit bei Kontakt mit Wasser freigesetzt wird, wenn der Beutel dazu verwendet wird, einen unangenehmen Geruch zu verdecken oder zu neutralisieren.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Schaum aus zwei Flüssigkeiten in einem wasserlöslichen Polymerfilm auf einem geeigneten Applikator zusammen mit weiteren Reagenzien (z. B. einem Abriebmaterial wie einem Bimsstein oder wasserlöslichen antimikrobiellen Mittel) eingeschlossen sein, um eine trockene Oberfläche zu bilden, die zu einem wirksamen Hartflächen-Reinigungsprodukt wird, wenn sie nass gemacht wird.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Film-bildende Polymer einen spröden Film umfassen, welcher bei Deformation leicht bricht, wodurch die eingeschlossene unpolare Substanz freigesetzt wird. In einer Anwendung dieser Ausführungsform kann die Beschichtung auf einen flexiblen Film aufgebracht sein, der z. B. auf den Deckel eines Verbrauchsproduktes aufgeschrumpft werden kann, so dass der Beschichtungsfilm, wenn der flexible Film entfernt wird, bricht, wodurch die unpolare Substanz freigesetzt wird, welche in diesem Fall der farblose Vorläufer eines gefärbten Farbstoffes sein kann, der bei Freisetzung eine chemische Veränderung durchläuft und dadurch stark gefärbt wird. Somit gibt diese Ausführung einen deutlichen Hinweis darauf, ob ein Verschluss verändert wurde oder nicht.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Polymerfilm aus einem vernetzten Polymer oder jedem Polymer bestehen, das langsam Wasser abgeben kann (z. B. ein Calcium- oder Magnesiumalginat), so dass der Film trocknet und schrumpft, der eingeschlossene Schaum aus zwei Flüssigkeiten, welcher in erster Linie aus einem Parfüm besteht, das zur Verwendung als ein Haushalts- Lufverbesserer geeignet ist, allmählich und schrittweise Luft ausgesetzt wird und dadurch verdampfen kann, so dass die Umgebung kontinuierlich über eine längere Zeitdauer parfümiert wird.

Beispiel 1. Wasserlöslicher Film, enthaltend Mineralöl

Eine wässrige Dispersion mit den folgenden Bestandteilen wurde hergestellt:
50% wässrige Lösung von PVP (Polyvinylpyrrolidon) K30 (IPS Limited) 68,0%
Mineralöl-Schaum aus zwei Flüssigkeiten BLF1 30,0%
2% wässrige Dispersion von Xanthangummi 2,0%
100,0%
Die Zusammensetzung von BLF1 war wie folgt:
Leichtes Mineralöl 90,05%
Entionisiertes Wasser 9,00%
Polyoxyethylen(3)laurylether ("Volpo L3", Croda) 0,90%
Laurylbetain ("Empigen BB", Marchon) 0,05%
100,00%
Der Schaum aus zwei Flüssigkeiten wurde hergestellt, indem Luft durch die wässrige Lösung des Laurylbetains geblasen wurde und eine Mischung des ethoxylierten Ethers und des Mineralöls unter leichtem Rühren zugegeben wurde. So wurde ein Schaum aus zwei Flüssigkeiten erhalten, wie es oben detailliert beschrieben ist.
Das PVP wurde unter Rühren in entionisiertem Wasser bei Raumtemperatur (20ºC) und leichtem Erwärmen auf 50ºC gelöst. Nach vollständiger Auflösung wurde die resultierende Lösung wieder auf Raumtemperatur gekühlt und der Schaum aus zwei Flüssigkeiten, BLF1, wurde eingerührt, wobei die Bildung von Luftblasen vermieden wurde. Schließlich wurde die Xanthangummi-Lösung zugegeben, und das Ganze wurde durch weiteres leichtes Rühren homogenisiert. Ungefähr 0,5 g der resultierenden Polymer-Dispersion wurde gleichmäßig auf einem Glas-Mikroskopobjektträger verteilt und man ließ über Nacht trocknen. So wurde ein trockener, beständiger, glänzender Polymerflim erhalten, der kleine Tröpfchen Mineralöl enthielt (mit einem mittleren Durchmesser von ungefähr 20 um), die dem Film ein opaleszierendes Aussehen verliehen. Im trockenen Zustand haftete dieser Film auf dem Objektträger und behielt seinen Öl-Inhalt unbegrenzt, jedoch löste sich der Film, wenn er einmal in Wasser bei Raumtemperatur dispergiert wurde, auf und setzte so seinen Öl-Inhalt in das Wasser frei.

Beispiel 2. Wasserlöslicher Parfüm-Film

Es wurde eine wässrige Dispersion mit der folgenden Zusammensetzung gebildet:
50% wäßrige Lösung von PVP K30 (IPS Limited) 48,0%
Parfümöl/IPM-Schaum aus zwei Flüssigkeiten BLF2 50,0%
2% wässrige Dispersion von Xanthangummin 2,0%
100,0%
Der Schaum aus zwei Flüssigkeiten BLF2 hatte eine ähnliche Zusammensetzung wie BLF1 in Beispiel 1 oben, mit der Ausnahme, dass leichtes Mineralöl durch eine 50%-Lösung Parfümöl (IFF) in Isopropylmyristat ersetzt wurde, und dass der Polyoxyethylen(3)laurylether durch Polyoxyethylen(10)olylether ersetzt wurde. Das Verfahren zur Herstellung) des Schaums aus zwei Flüssigkeiten und der letztlichen Polymer-Dispersion ist in Beispiel 1 angegeben. Durch Verteilen auf einem Glasobjektträger und Trocknen wie in Beispiel 1 wurde ein Polymerfilm erhalten, der sein trockenes glänzendes, opaleszierendes Aussehen behielt, bis er in Wasser eingekracht wurde, wobei er sich schrittweise auflöste und seinen Parfümöl-Inhalt freisetzte.

Beispiel 3. Unlöslicher Silikonfilm.

Die Zusammensetzung war wie folgt:
46% Dispersion von Polybutylacetat/Methylmethacrylat-Copolymer ("Mowilith DM772", Harlow Chemical Co.) 50,0%
Dimethicon-Schaum aus zwei Flüssigkeiten BLF3 50,0%
100,0%
Der Schaum aus zwei Flüssigkeiten BLF3 wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Mineralöl durch Silikonöl 2001350 (Dow Corning) ersetzt wurde.
Durch Verteilen auf einem Glasobjektträger und Trocknenlassen wie zuvor wurde ein trockener, glänzender Polymerflim erhalten, der ein opaleszierendes Aussehen aufwies, welcher unlöslich in Wasser war aber seinen Silikonöl-Inhalt allmählich freisetzte, wenn die Temperatur auf über 50ºC erhöht wurde.

Claims

1. Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche eines Substrats umfassend die Schritte:

Kontaktieren der Oberfläche mit einer Dispersion eines Film-bildenden Polymers, wobei die Dispersion Tröpfchen eines suspendierten Schaums aus zwei Flüssigkeiten oder einer suspendierten Emulsion aus zwei Flüssigkeiten enthält; und

Trocknenlassen der Dispersion, um die Oberfläche mit einer Beschichtung zu beschichten, die die Tröpfchen umfasst, welche innerhalb eines Films des Polymers eingeschlossen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Schaum aus zwei Flüssigkeiten verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei eine wässrige Dispersion des Polymers verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schaum aus zwei Flüssigkeiten oder die Emulsion aus zwei Flüssigkeiten Tröpfchen eines Öls oder einer Öl-löslichen Substanz umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polymer- Dispersion eine Lösung, eine Suspension oder ein Gel umfasst.

6. Oberflächenbeschichtung, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend Tröpfchen einer unpolaren Substanz, die innerhalb eines Polymerfilms eingeschlossen ist.

7. Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 6, wobei der Polymerflim so ausgewählt ist, dass die unpolare Substanz bei der Anwendung von Scherkräften auf den Polymerfilm von der Beschichtung freisetzbar ist.

8. Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei der Polymerfilm so ausgewählt ist, dass die unpolare Substanz durch die Wirkung eines chemischen Ablösemittels auf das Polymer von der Beschichtung freisetzbar ist.

9. Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 8, wobei die unpolare Substanz bei einem vorbestimmten pH-Wert freigesetzt wird.

10. Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 8, wobei die unpolare Substanz durch Kontakt des Polymers mit Wasser freisetzbar ist.

11. Oberflächenbeschichtung nach einem der Ansprüchen 6 bis 10, wobei der Polymerflim so ausgewählt ist, dass die unpolare Substanz durch die Anwendung von Wärme auf das Polymer von der Beschichtung freisetzbar ist.

12. Oberflächenbeschichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei der Polymerfilm teilweise oder vollständig vernetzt ist.

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Details V aus Fig. 4 zeigt; und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zeigt.

Ein Teppichhaufen A, der z. B. aus einem Lastwagen 1 ausgeladen wurde, wird beispielsweise mit Hilfe eines Schaufelladers zu einer Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung transportiert. In Abschnitt 11 werden Teppichstücke T soweit wie möglich voneinander getrennt, wonach sie vom Personal an Wagen in einer Führungsschiene 12 aufgehängt werden. Nach Identifizierung in einer Identifizierungseinheit 13 werden die Teppichstücke, gemäß ihrer Erkennung, zu den betreffenden Aufnahmebehältern oder zu Abtransportförderern 14, 15, 16, 17 und 18 transportiert und dahinein oder darauf abgeladen.

Zusätzlich führt eine Bedienungsperson E eine manuelle Selektion von Teppichstücken T' durch, die nicht von den Bedienungspersonen C und D aufgehängt wurden, z. B. weil sie ungeeignet dafür sind, d. h. die Teppichstücke T' können zu groß, zu klein, zu schwer und dergleichen sein.

Wie aus Fig. 2 zu sehen ist, findet die Entwirrung der Teppiche, die beispielsweise durch eine Hebevorrichtung 20 zugeführt werden, unter Verwendung einer Anzahl von Förderern 21, 22, 23 statt, die schräg, einer hinter dem anderen angeordnet sind und von denen jeder mit einer höheren Geschwindigkeit als der vorhergehende angetrieben wird. Der Zufuhrförderer 19 hat z. B. eine Geschwindigkeit von 20 m/h, während der Abfuhrförderer 24 eine Geschwindigkeit von beispielsweise 500 m/h hat, während die Geschwindigkeiten der Förderer 21, 22 und 23 irgendwo zwischen diesen Geschwindigkeiten liegt. Wie schematisch in Fig. 2 gezeigt, werden die Teppiche T durch individuelle Förderer und die liegende, schräge Anordnung (bei einem relativ kleinen Winkel) separiert.

Unter Verwendung eines elektronischen Steuersystems kann die Geschwindigkeit der Förderer 21, 22, 23 angepasst werden, um zu einer optimalen Separierung zu gelangen. Wenn z. B. eine Lücke in der Zufuhr auftritt, wird die Geschwindigkeit des vorhergehenden Förderers erhöht.

Eine alternative Ausführungsform der Förderer wird durch die Verwendung von Vibrationsförderern gebildet, wodurch die Teppichstücke durch Schütteln getrennt werden.

In der Führungsschiene 12 (Fig. 3) werden Wagen 31 in einer nicht dargestellten Weise durch eine Kette mit Wagen bewegt. Auf jedem Wagen ist ein Gehäuse 32 mit einer Rolle 33 (siehe auch Fig. 4) angeordnet, mit zwei kämmenden Zahnrädern 34 bzw. 35, einem Blockierhaken 36 und mit einem Federelement wie etwa einer Uhrfeder 37. An der Unterseite des Gehäuses 32 befindet sich eine Positionierhülse 38 mit einer Ausnehmung 39 darin und einem runden unteren Teil 40. Teppichstücke werden in einer Klemme 41 eingeklemmt, die mit zwei Klemmbacken 42 und 43 versehen ist, welche jeweils schwenkbar am Klemmengehäuse 44 angebracht sind. Das Gehäuse 44 ist ferner mit Öffnungen 45 an beiden Seiten für die optische Detektierung beider Oberflächen eines eingeklemmten Teppichstücks unter Verwendung der Deaektoreinheiten 46 und 47 versehen. In jedem Fall ist sichergestellt, dass beide Seiten oder Oberflächen eines Teppichstücks an den Positionen der Öffnungen detektiert werden können. An anderen Orten ist es möglich, dass dieselbe Oberfläche zweimal detektiert wird, was die Erkennung des Typs des relevanten Teppichstücks schwierig, wenn nicht unmöglich macht. Wie auch in Fig. 4 gezeigt (und auch in Fig. 5), sind die Klemmbacken 42 und 43 miteinander verbunden unter Verwendung einer Feder 48 und zweier Verbindungsstücke, die schwenkbar daran montiert sind, um die Klemmbacken 42 und 43 in der neutralen Position zu halten. An der Außenseite des Gehäuses 32 ist ein Bedienungshebel 49 auf der gleichen Welle 50 wie der Blockierhaken 36 angeordnet. An der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 32 ist ein Rad 51 angeordnet, das vorzugsweise mit einem Material mit einem relativ hohen Reibungskoeffizienten beschichtet ist, um in einer Kontaktschiene 70 anzuliegen. An der oberen Seite des Klemmengehäuses 44 sind zwei vorstehende Stifte 66 angeordnet, die in die Ausnehmung 39 passen.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind die Klemmbacken 42 und 43 teilweise mit einem abgerundeten Ende 62 bzw. 63, zusätzlich zu zwei geraden Rändern 60 und 61 versehen, die einander gegenüberliegen. Die Feder 48 mit schwenkbaren verbindungsstücken stellt sicher, dass die Klemmbacken 42 und 43 in der neutralen Position gehalten werden, ohne dass die Öffnung 45 versperrt wird.

Wie in Fig. 1 angedeutet, befindet sich zu jeder Zeit eine leere Klemmeinheit 19 nahe bei den Personen C und D. In der in Fig. 6 gezeigten Weise wird der Bedienungshebel 49 einer Klemmeinheit 19 betätigt, indem die Schiene 30 nahe bei den Personen C und D blockiert wird, so dass der Blockierhaken 36 sich von dem Zahnrad 35 löst. Das Klemmengehäuse 44 wird dann durch Wirkung der Uhrfeder 37 festgehalten. Eine Bedienungsperson kann nun das Gehäuse 44 ergreifen und es nach unten entgegen der Wirkung der Feder 37 in Richtung des in Fig. 6 gezeigten Pfeils ziehen und ein Teppichstück T zwischen den Klemmbacken 42 und 43 einklemmen. Wenn das Teppichstück T nach oben geschoben wird, lassen die Klemmbacken 42 und 43 aufgrund der flachen Ränder 60 und 61 (Fig. 5) etwas Platz, so dass das Teppichstück leicht nach oben gezogen und durch die abgerundeten Enden 62 und 63 der Klemmbacken 42 und 43 eingeklemmt werden kann.

Während der Wagen weiterbewegt wird, wird das Reibrad 51 durch eine Kontaktschiene 70, die darüber angeordnet ist, angetrieben, so dass das Seil 52 auf der Rolle 33 nach oben bewegt wird, wobei die Führungswand der Hülse 40 die Stifte 66 an der Oberseite des Klemmengehäuses 44 in die Ausnehmung 39 führt. Bremsköpfe sind vorzugsweise in liegender Position an der Innenseite des Rades 51 angeordnet, um zu verhindern, dass zu große Kräfte auf die Stifte 66 ausgeübt werden. Wenn die Kontaktschiene 70 und die Blockierschiene 30 enden, wenn ein Wagen weiterbewegt wird, bleibt das Klemmengehäuse 44 in der nach oben gezogenen Position, weil der Blockierhaken 36 das Zahnrad 35 blockiert.

Wenn die Klemmen mit Teppichstücken T darin weiterbewegt werden, werden sie vorbei an einer Identifizierungseinheit 13 geführt, wobei optische Detektoreinheiten 46 und 47 die Art oder den Typ des Materials auf beiden Seiten eines Teppichstücks unterscheiden. Bei fortgesetzter Bewegung entlang des Führungssystems 12 wird ein Teppichstück in einer nicht dargestellten Weise zu einem der Aufnahmebehälter 14-18 transportiert, wo ähnliche Teppichstücke zur Wiederverwertung gesammelt werden. Die Freigabe aus den Klemmen kann in der in Fig. 6 gezeigten Weise vor sich gehen, indem einfach die vorstehenden Teile 42 und 43 nach unten bewegt werden, z. B. durch einen mechanischen Hebel oder eine Schiene 53, wonach die Teppichstücke aufgrund ihres eigenen Gewichts auf die gewünschte Position fallen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt; die angestrebten Rechte werden durch die folgenden Ansprüche definiert, in deren Umfang viele Modifikationen vorstellbar sind.