DE869696C

DE869696C - Schrumpfkapseln und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE869696C
Application number: DEN277A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr-Ing Nagel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-12-13
Filing date: 1949-12-13
Publication date: 1953-09-28
Also published as: FR1050542A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 28. SEPTEMBER 1953

N 2yy IVc 13gb

Seit langem ist es bekannt, Schrumpfkapseln auf Basis von Gelantine zu gewinnen. Die Herstellung erfolgt durch Antrocknen einer Gelatinelösung auf entsprechenden Formkörpern. Nach dem Durchtrocknen sind diese Kapseln knochenhart und leicht brüchig. Die Anwendung erfolgt durch Anquellen dieser Kapseln in Wasser, wofür eine verhältnismäßig lange Zeit erforderlich ist. Noch wesentlich langer dauert die Trocknung derselben, was vor allem auf die verhältnismäßig hohe Wandstärke zurückzuführen ist. Trotz dieser Dickwandigkeit reißen Gelatinekapseln in feuchtem Zustand leicht ein. Ihr größter Nachteil ist jedoch in ihrer hohen Wasserempfmdlichkeit zu suchen, die darin zum Ausdruck kommt, daß beim Lagern von mit Gelatinekapseln verschlossenen Gefäßen in feuchten Räumen bald ein Weichwerden derselben eintritt und schließlich in extremen Fällen ihre völlige Zerstörung durch Schimmelbefall erfolgt.

Eine deutliche Verbesserung in den Eigenschaften konnte durch Herstellung der sogenannten Viskosekapseln, erzielt werden. Dafür mußte allerdings ein reichlich umständliches Herstellungsverfahren in Kauf genommen werden. Schon die Einstellung der Alkalicellulose und der Viskosetauchmasse auf den erforderlichen Reifegrad verlangt besondere Sorgfalt und unter Umständen tagelange Reifezeiten. Dazu kommt die Komplikation durch das Arbeiten mit dem hochgiftigen Schwefelkohlenstoff. Weitere Schwierigkeiten traten bei der Farbgebung auf, da die Benutzung der verschiedenen erforderlichen sauren und alkalischen Waschbäder eine Reihe von Pigmentfarben, besonders auch Metallbronzepulver, ausschloß. Die lange Koagulationszeit erfordert räumlich umfangreiche Apparaturen, die hohe Korrosionsgefahr durch die einzelnen Agenzien die Verwendung leichtzerbrechlicher Glasformen. Um bei der Herstellung von

Trockenkapsehr ausreichende Lagerbeständigkeit- zu erzielen, war ein Zusatz besonderer hygroskopischer Mittel erforderlich, die ihrerseits wieder, wenn sie bei der Anwendung nicht sorgfältig ausgewaschen wurden, die Schrumpffähigkeit beeinträchtigten. Obwohl die Viskosekapseln gegenüber den Gelatineverschlüssen bereits einen gewissen Fortschritt darstellten, läßt ihre Wasserbeständigkeit noch immer sehr zu wünschen übrig. Beim Eintauchen einer mit einer Viskosekapsel verschlossenen Flasche in Wasser ist es leicht möglich, diese soweit anzuquellen, daß sie ohne Schwierigkeit entfernt und die Flasche geöffnet werden kann.

Demgegenüber bieten die Schrumpfkapseln gemäß vorliegender Erfindung ganz wesentliche Vorteile. Sie werden hergestellt durch Tauchen stabiler Metallformen in ein Gemisch von Polyvinylchlorid oder Polyvinylchloridmischpojymerisaten und Weichmacher, dem gegebenenfalls noch Verdünnungsmittel sowie Füll- und Farbstoffe zugesetzt sein können. Durch kurzzeitige Erhitzung auf höhere Temperatur von 150 bis 200°, vorzugsweise i8o°, wird die auf den Formen befindliche Schicht ausgeliert. Sie kann anschließend im kalten oder handwarmen Zustand von den Metallformen abgestreift werden, wobei es zweckmäßig ist, im völlig erkalteten Zustand zu arbeiten, wenn auf besondere Formbeständigkeit Wert gelegt wird. Bei warmer Entformung haben die Kapseln zunächst ein etwas lappiges Aussehen, es kann aber bei dieser Temperatur wesentlich schneller gearbeitet werden.

Zwar ist aus dem Patent 655 737 bereits bekannt, Trockenschrumpfkapseln u. a. auch aus Polyvinylchlorid herzustellen, jedoch kann bei diesem Verfahren nur eine besondere, durch Nachchlorieren gewonnene Spezialtype Verwendung finden, die eine wesentliche Kostenerhöhung bedingt. Außerdem erfordert dieses Produkt die Anwendung besonderer leichtflüchtiger Lösungsmittel in erheblicher Konzentration, deren unvermeidliche Verluste zu einer weiteren Kostensteigerung führen.

Demgegenüber gestattet das vorliegende Verfahren den Einsatz einer nicht nachchlorierten und deshalb besonders wohlfeilen Polyvinylchloridqualität, und der Fortfall leichtflüchtiger Lösungsmittel bringt neben einer weiteren Kostenersparnis eine bedeutende Vereinfachung des Verfahrens, wobei vor allem jede Belästigung des Bedienungspersonals fortfällt.

Um die erfindungsgemäß hergestellten Trockenkapseln gebrauchsfähig zu machen, genügt eine 5 bis 10 Minuten dauernde Behandlung mit einem speziellen Quellmittel. Die .so erweichten Kapseln trocknen und schrumpfen nach dem Aufsetzen auf die Flaschen sehr rasch, so daß nach wenigen Minuten schon ein dichter Verschluß erreicht ist. Als Quellmittel hat sich Methylacetat als besonders geeignet erwiesen. Dies ist um so überraschender, als der mit ihm nahe verwandte. Äthylester, vollkommen ungeeignet .ist, da er die Festigkeit der Kapseln; bereits stark herabsetzt. Wenn man aus Gründen der Verdunstungsgeschwindigkeit trotzdem die Anwendung dieses Esters vorsieht, kann dies nur unter Zusatz aus reichender Mengen eines niederen einwertigen Alkohols, wie Methyl- oder Äthylalkohol, erfolgen. An Quellmittel käme sonst noch in Frage aromatische Kohlen-Wasserstoffe, wie Benzol, Toluol od. dgl., oder, wo besonders rasches Schrumpfen erwünscht ist, Methylenchlorid unter Zusatz von Methylalkohol.

Der Zusatz eines Verdünnungsmittels zur Tauch-•-masse ist dann erforderlich, wenn die Herstellung härterer Kapseln erfolgen soll. In diesem Falle reicht die Menge an flüssigem Weichmacher nicht aus, um die erforderliche niedrige Viskosität zu bewirken. Diese kann dann nur durch Hinzufügen einer Flüssigkeit mit genau abgestimmten Eigenschaften eingestellt werden. Als solche haben sich aHphatische Kohlenwasserstoffe mit geringen Anteilen an Ketonen und niederen Alkoholen bewährt." Will man aber wegen der Verdunstungsgeschwindigkeit oder aus anderen Gründen von der Verwendung dieser verhältnismäßig kompliziert zusammengesetzten Mischungen absehen, so kann man erfindungsgemäß höhere einwertige flüssige Alkohole mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Isolaurylalkohol oder ein Gemisch von beispielsweise 90% Isooctylalkohol und 10% Cyclohexanon oder Decahydronaphthalin verwenden.

Der Vorzug der Kapseln, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, liegt in erster Linie in ihrer absoluten Wasser- und Wasserdampfbeständigkeit. Da das Material vollständig steril ist, tritt auch keine Schimmelbildung ein, wie dies beispielsweise häufig beim Lagern von mit Metallkapseln verschlossenen Weinflaschen in feuchten Kellern beobachtet wird. Die für die Herstellung der Verschlußkappen erforderliche Apparatur ist sehr einfach. Bei kleiner Produktion genügt für die Gelierung ein gewöhnlicher Trockenschrank, für die Herstellung größerer Mengen ein Wanderofen üblicher Konstruktion. Auch die Tauchmasse benötigt keine besondere Vorbehandlung, sondern kann in einfachsten Rühr- und Knetwerken hergestellt werden. Das rasche Anquellen und ebenso schnelle Trocknen und Schrumpfen der Kapseln ermöglicht ihre Verarbeitung nach dem Fließbandverfahren, wie es bei den bisher bekannten Schrumpfkapseln nur mit großem apparativen Aufwand möglich

Beispiel 1

Ein Formensatz, bestehend aus drei Reihen von je fünf zylindrischen Stahlformen mit halbkugelförmigem Kopf, wird in eine Masse folgender Zusammensetzung getaucht: 10,3 kg Polyvinylchlorid, 3,5 kg Ester des Pentaerythrits mit Vorlauffettsäure C₇ — C₁₁, 1,75 kg Isolaurylalkohol, 0,55 kg Farbstoff. Nach kurzem Abtropfenlassen werden die Formen umgekehrt und die Masse durch 10 Minuten langes Erhitzen auf 190° geliert. Nach dem Abkühlen können die fertigen Kapseln von der Form abgestreift werden.

Beispiel 2

Die Formen gemäß Beispiel 1 werden in eine Masse getaucht, die wie folgt zusammengesetzt ist: 3,1 kg Polyvinylchlorid, 0,75 kg Ester der Phthalsäure mit inem Alkohol mit C₇ — C₉, 0,4 kg Gemisch 90 % Isooctylalkohol und 10% Cyclohexanon, 0,1kg Farbe,

Das Ausgelieren erfolgt durch 15 Minuten dauerndes Erhitzen auf 180° in einem Wanderofen.

Beispiel 3

Formensatz gemäß Beispiel 1 wird getaucht in ein Gemisch von 3,3 kg Polyvinylchlorid, 0,8 kg Ester des Pentaerythrits mit Vorlauffettsäure C₇ — C₁₁, 0,8 kg Ester der Phthalsäure mit Alkohol C₇—C₉. Für das Ausgelieren ist eine Erhitzungszeit von 30 Minuten bei 160° erforderlich. Die Kapseln, die in handwarmem Zustand entformt werden können, zeichnen sich nach der Schrumpfung durch besondere Geschmeidigkeit aus.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Trockenschrumpf kapseln und -verschlüsse, insbesondere für Behälter, z. B. Flaschen, ohne Mitverwendung von Korkstopfen, bestehend aus nicht nachchloriertem Polyvinylchlorid oder wesentliche Mengen dieser Komponente enthaltenden Mischungen.

2. Verfahren zur Herstellung von Schrumpfkapseln od. dgl. gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Metallformen in ein Gemisch von Polyvinylchlorid und Weichmacher, nötigenfalls unter Zusatz von Verdünnungsmitteln, Farb- und Füllstoffen getaucht, die anhaftende Schicht durch Erhitzen auf Temperaturen zwischen 150 und 200°, zweckmäßig 170 bis i8o° geliert und nach Abkühlung die fertige Kapsel von der Form abgestreift wird.

3. Verfahren zur Herstellung von Schrumpfkapseln gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdünnungsmittel einwertige höhere Alkohole mit einer Kohlenstoffzahl von 10 oder höher, beispielsweise Isolaurylalkohol oder Gemische von 70 bis 95 °/₀, zweckmäßig 90 °/₀, Isooctylalkohol und 5 bis 30 °/₀, zweckmäßig 10 %, Cyclohexanon oder Dekahydronaphthalin benutzt werden.

4. Verfahren zum Quellen von Trockenkapseln gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Quellmittel Methylacetat oder Gemische von Äthylacetat bzw. Methylenchlorid mit niederen Alkoholen verwendet werden.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 655 737, 706 716,

737 354; französische Patentschrift Nr. 852 613;
»Plastics«· von Winding und Hasche, 1947, S. 182.