EP4217418A2 - Mehrkomponentensystem - Google Patents

Mehrkomponentensystem

Info

Publication number
EP4217418A2
EP4217418A2 EP21786352.1A EP21786352A EP4217418A2 EP 4217418 A2 EP4217418 A2 EP 4217418A2 EP 21786352 A EP21786352 A EP 21786352A EP 4217418 A2 EP4217418 A2 EP 4217418A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capsule
substance
capsules
adhesive
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21786352.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Janine-Melanie Potreck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sphera Technology GmbH
Original Assignee
Sphera Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sphera Technology GmbH filed Critical Sphera Technology GmbH
Publication of EP4217418A2 publication Critical patent/EP4217418A2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L24/00Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
    • A61L24/0047Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L24/0073Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material with a macromolecular matrix
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L24/00Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
    • A61L24/001Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L24/0015Medicaments; Biocides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/10Encapsulated ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/20Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself
    • C09J2301/204Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself the adhesive coating being discontinuous
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    • C09J2301/21Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself the adhesive layer being formed by alternating adhesive areas of different nature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09J2301/40Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/412Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components presence of microspheres

Definitions

  • the present invention relates to a multi-component system.
  • the present invention relates to a multi-component system in which the various components can be activated at different points in time.
  • the present invention relates to the use as a multi-component adhesive system and the use of the system according to the invention for medical and other purposes.
  • Multi-component systems are already known from the prior art.
  • multi-component systems are used in adhesive technology, such as two-component systems.
  • An adhesive structure is known from US9333725B2, the adhesive structure comprising a first layer, a second layer and a hybrid adhesive layer for bonding the first layer to the second layer.
  • the hybrid adhesive layer contains two or more adhesive units made of different adhesive materials, the two or more adhesive units are arranged in a pattern.
  • an improved adhesive effect in particular compared to the use of the individual components, should be achieved by a multi-component adhesive system.
  • a multi-component system having the features of claim 1. It is then provided that a multi-component system is provided with at least one first substance N1 and with at least one second substance N2, the first substance and the second substance in one or several portions of substance can be present.
  • the invention is based on the basic idea that at least one property of the at least one first substance can be combined with at least one property of the at least one second substance, thus achieving an advantage over the use of the individual substances.
  • at least one first adhesive can be combined with at least one second adhesive, and thus improved properties, such as improved adhesive force or an improved seal with e.g. the same adhesive force, can be achieved than when the individual adhesives are used separately.
  • the multi-component system can thus include a hybrid adhesive.
  • the multi-component system can comprise two or more than two substances.
  • a multi-component adhesive system can therefore achieve an improved adhesive effect compared to a one-component adhesive system, in particular when bonding different surfaces or materials.
  • improved bonding of a metal surface e.g. a surface of a heavy metal, light metal, precious metal, semi-precious metal, alloy or base metal
  • a plastic surface and/or a wood surface and/or paper surface and/or textile surface, fabric, yarn, suture, fiber composites can be achieved with the use of a single adhesive.
  • An improved adhesion can include an improved (increased and/or more stable and/or longer-lasting and/or non-water-soluble) adhesive effect.
  • the total effect of the sum of the properties of the two or more substances can also be greater than the sum of the partial effects of the properties of the individual substances if they are used individually.
  • the first substance can also be an adhesive and/or the second substance can be a substance other than an adhesive.
  • Adhesives used can include, for example, epoxy adhesives and/or silicone adhesives and/or polyurethane adhesives and/or acrylate adhesives and/or fibrin adhesives, phase change material, but are not limited to these.
  • substances can also be used that not only have adhesive properties, but also, for example, substances such as sealants, which also have an advantageous function for the materials or surfaces to be bonded.
  • Sealants such as silicones, acrylic resin dispersions or the like can be used here.
  • the properties of the substances can include, for example, an insulating, thermally conductive, electrically conductive, antibiotic, antimicrobial, adhesive, adhesive, activating, inhibiting, blocking, sealing, water-soluble and/or luminous property.
  • an improved adhesive effect can be achieved by combining several adhesives compared to using the individual adhesives.
  • the adhesive effect of a first substance can be combined with, for example, a sealing effect of a second substance.
  • the substances or substance portions can generally include (nano- and/or micro)-capsules (adhesive dots, as well as geometric or non-geometric shapes formed from dots, stripes, spheres, ellipses, lines, tracks, etc..
  • Nanocapsules have a size in the nanometer range (ie size smaller than 1000 nm), while microcapsules can also have capsules in the size range of a few millimeters, such as up to 2 mm.
  • the terms substance and substance portion are used synonymously in the present application.
  • the substances are placed in the core (also referred to as core) of the respective capsules and surrounded by one or more covers (also referred to as shell).
  • core also referred to as core
  • covers also referred to as shell
  • These substances can basically be in solid, liquid or gaseous form.
  • the capsules can be connected to each other via a bridge.
  • the capsules are preferably covalently connected via a bridge.
  • the shell of the capsule is functionalized.
  • the functionalization of the capsule typically occurs via the attachment of a linker (L) to the shell of the capsule and optionally via a functional group attached to the linker.
  • the functionalization can also be introduced directly during production of the capsules, for example by means of UV radiation.
  • Different functional groups can link two capsules via reactions or interactions. This linkage can be formed, for example, in the form of a covalent bond when the two functional groups of the capsules react with one another. In these cases, the bridge that creates the connection between the two capsules is formed via the functional groups and the linkers that are optionally attached to the capsules.
  • the volume of the one or more portions of the first substance is in a defined ratio to the volume of the one or more portions of the second substance, so that when the one or more portions of the first substance are mixed with the one or more portions of substance of the second substance a defined mixing ratio of the substances is achieved.
  • the volumes and the mixing ratio can be selected in such a way that the product of the mixing of the substances results in an effect that goes beyond the effect of the individual substances in each case.
  • An adhesive system for example, can result in an improved adhesive effect.
  • the mixing ratio can be selected in such a way that the hybrid adhesive has a shorter drying time.
  • the first capsules are formed with at least one first functional group and optionally provided with a first linker and the second capsules are formed with at least one second functional group and optionally provided a second linker, the first functional group via a predefined interaction via weak or strong interaction, but preferably reacts via a covalent bond with the second functional group and connects them to one another, and the distance between the functional groups and the respective capsules is determined by the respective linker (if present). It is clarified that the functional groups can also be attached directly to the shell of the capsule and the presence of a linker is not required.
  • At least one first substance and at least one second substance are defined by the spatial arrangement defined in this way with the aid of the functional groups and, if present, the linker and the connection by the functional groups be arranged to each other.
  • the two substances in the capsules can be brought into a defined spatial relationship, so that, for example, a targeted reaction of the first substance with the second substance is made possible. It is thus now possible to arrange the first substance and the second substance separately from one another in a defined relationship and a correspondingly defined distance. The substances are then mixed with one another by appropriate activation and the reaction of the substances with one another is made possible.
  • first and the second substance are identical, so that there is actually a one-component system.
  • Such systems are also to be understood as multi-component systems in the above sense.
  • the first linker is longer than the second linker or vice versa. This results in the advantage that, for example, the first fabrics are at a greater distance from one another after they have been bonded accordingly than the first fabric is from the second fabric. As a result, the second substance is always arranged spatially between the first substances, which promotes mixing. This also promotes an adjustment of the concentration and/or volume ratios of the substances relative to one another.
  • a linker can be any form of connection between a capsule and a functional group.
  • a linker can also be any type of direct connection between a capsule and a functional group.
  • a bridge can be any ad of direct connection between two capsules.
  • the bridge can include the linkers and the functional groups.
  • the first material portions are formed with at least one first functional group and the second material portions are formed with at least one second functional group, the first functional group having a predefined interaction, in particular a weak or strong interaction, but preferably a covalent bond, with reacts with the second functional group and connects them to one another, the volume ratio of the first and second portions of material being able to be adjusted via the size/amount of the two portions of material.
  • Substances or portions of substances that can be contained in at least one of the capsules are preferably selected from the list of adhesives, active pharmaceutical ingredients, fragrances, dyes, fillers, care products, growth factors, hormones, vitamins, trace elements, fats, acids, bases, bleaches, Lacquers, alcohols, proteins, enzymes, nucleic acids, hydrogels, detergents, surfactants, alcohols, proteins, fluorescent substances or the like or combinations of the aforementioned.
  • the adhesives can be duroplastics, thermoplastics or elastomers.
  • the adhesives can be cured chemically, e.g. with acrylates (e.g. cyanoacrylate, methyl methacrylate, unsaturated polyesters, anaerobic-curing adhesives, radiation-curing adhesives). If necessary, curing can take place by means of polyaddition, e.g. in the case of epoxy adhesives, polyurethane adhesives and silicones. Curing can also take place via a polycondensation reaction, as in the case of phenolic resins, polyimides, polysulfides, bismaleimides, silane-modified polymers, and also silicones. Physically setting adhesives such as solvent-based adhesives, diffusion adhesives, contact adhesives, water-based dispersion adhesives and colloidal systems can be used. It is also conceivable that hot-melt adhesives and so-called plastisols are used.
  • acrylates e.g. cyanoacrylate
  • first portions of substance and the second portions of substance differ in that the first portions of substance are connected or can be connected to a larger number of portions of substance than the second portions of substance or vice versa. In this way, the concentration and/or volume ratio and the relative ratio of the substances to one another can be adjusted.
  • the functional groups can be homogeneous or heterogeneous. It is conceivable, for example, that a substance and the associated functional groups are heterogeneous, ie that different functional groups can be used. This is desirable, for example, if you want to ensure that certain linkers are first provided with protective groups and are to be used for certain bonds, for example first substance to first substance or second substance to second substance or first substance to second substance .
  • first functional group enables two capsules to be connected, and a second, different functional group enables capsules to be bound to surfaces or fibers. It is also conceivable that a first functional group enables two capsules to be bound, and a second, different functional group makes it possible to change the properties of the capsules, eg biocompatibility, solubility, or the like Properties. It is also conceivable that heterogeneous functional groups make it possible to design a three-component or multi-component system.
  • the first functional group can adhere to the surface with the first portion of substance, or in other words: it can be provided that the first portion of substance adheres to the surface via the first functional group.
  • the first portions of substance can have an essentially identical size and/or the second portions of substance can have an essentially identical size. Size can in particular mean the spatial extent, but also the mass or the volume occupied. It is conceivable that the first portions of substance and the second portions of substance each have an identical size or quantity.
  • first portions of material and the second portions of material to have different sizes.
  • the selection of the size also determines the respective (local) volume and/or the respective local concentration of the respective substance.
  • the multi-component system can have a (network) structure with interstices, the (network) structure being formed by material portions of the first material, with a surrounding medium and at least one portion of material of the second material being arranged in the interstices.
  • a substance portion of the first substance and/or the second substance is arranged in a capsule, in particular a nanocapsule and/or microcapsule.
  • the encapsulation makes it easy to be able to provide a defined mass or a defined volume of the first and/or second substance for the multi-component system.
  • a multi-capsule system or, for example, a two-component capsule system (2K capsule system) it is possible for the capsule contents to be bound together in a defined number and/or a defined ratio and distance in separate spaces until the capsules and thus their contents are activated can react with each other or be forced to react with each other or mix if the capsules have the same content.
  • a substance portion of a substance is arranged or packaged for each capsule.
  • a capsule it would also be conceivable for a capsule to contain several portions of substance.
  • An arrangement of capsules with first substances and second substances can also be referred to as a capsule complex and has roughly the same function as a (mini) reaction flask in which the reagents are mixed with one another after activation at a defined point in time and the reaction of the substances with one another begins is set. Due to the large number of these capsule complexes, the mode of action is summed up and there is a greater effect or the mixing and reaction of the substances is improved. Further advantages result from the better mixing of the individual substances or reaction components with one another and thus - compared to previous systems - a higher conversion can be achieved with at the same time lower use of materials. Mixing can be significantly improved in a one-component system. In the case of high-viscosity adhesive tapes in particular, complete crosslinking through the adhesive tape can be achieved with a one-component adhesive.
  • a capsule for the first substance has a different size than a capsule for the second substance, in particular with the capsule for the first substance being larger than the capsule for the second substance. This results in an adjustment of the ratio of the volumes of the first substance in relation to the second substance (or vice versa) and also an adjustment of the activation behavior.
  • the multi-component system according to the invention comprises a first substance N1 and a second substance N2, the first substance N1 being contained in at least one capsule K1 and the second substance N2 being contained in at least one capsule K2, and the at least one capsules K1 and K2 optionally being connected to one another.
  • the optional connection between the capsules K1 and K2 can be a direct connection.
  • the two capsules K1 and K2 can also be connected via a bridge, the bridge being formed from the connection of at least one first linker which is arranged on one of the capsules.
  • the capsules can also have two linkers, the first linker L1 being arranged on the capsule K1 and the second linker L2 being arranged on the capsule K2.
  • Functional groups can be arranged on these linkers, which enable a connection of the two capsules via the linker through a targeted reaction.
  • connection between the two capsules is in a preferred embodiment a covalent bond.
  • a direct connection between the two capsules can be any direct connection (chemical, biological or mechanical).
  • the material of the linkers of the capsules is selected from the group consisting of copolymers, star polymers, alkanes (particularly (Ci-C2o)alkanes), cycloalkanes (particularly (C3-Ci2)cycloalkanes), alkenes (particularly (C2-C2o)alkenes ), alkynes (especially (C2-C2o)alkynes), biopolymers, proteins, silk, polysaccharides, cellulose and its derivatives, starch, chitin, nucleic acids, DNA, DNA fragments, synthetic polymers, homopolymers, polyethylenes, polypropylenes, polyvinyl chloride, polylactam , Natural rubber, polyisoprene, copolymers, statistical copolymers, gradient copolymers, alternating copolymers, block copolymers, graft copolymers, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), styrene acrylonit
  • the functional groups that are arranged on the capsules via the linkers are selected from the group consisting of alkanes (especially (Ci-C2o)alkanes), cycloalkanes (especially (C3-Ci2)cycloalkanes), alkenes (especially (C2-C2o )alkenes), alkynes (especially (C2-C2o)alkynes), phenyl substituents, benzyl substituents, vinyl, allyl, carbenes, alkyl halides, phenol, ethers, epoxides, ethers, peroxides, ozonides, aldehydes, hydrates, imines, oximes , hydrazones, semicarbazones, hemiacetals, hemiketals, lactols, acetals/ ketals, aminals, carboxylic acids, carboxylic acid esters, lactones, orthoesters, anhydrides, imides, carboxylic acid
  • the multi-component system of the present invention has a combination of the capsule K1 and a capsule K2.
  • more than one capsule K2 can also be bound to the capsule K1.
  • up to 50, up to 40, up to 30, up to 20, or up to 10 capsules K2 can be arranged on the capsule K1. This can, for example, enable the formation of three-dimensional structures.
  • one capsule K1 is connected to 2, 3, 4 or 5 capsules K2.
  • the capsules of the system according to the invention have at least one shell.
  • the capsules can also have more than one shell.
  • the capsules can also have 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 shells.
  • the sleeves are applied using known techniques. For example, further shells can be applied to a first shell with the aid of spray drying processes (“spray drying”). This process can be repeated as often as you like. Different materials can also be used for the shells in order to tailor the properties of the shells.
  • the time until the substance contained in the core of the capsule is made accessible can be changed by the materials used for the shell or by the number of shells.
  • the capsule when the capsule is activated by suitable mechanisms, first the substance or the substance portion from the capsule that has the smaller number of shells is accessible.
  • the time between making the substances of the respective capsules accessible can consequently be set by the number of shells.
  • the properties of the cover can also be adjusted by the materials used.
  • suitable polymers and copolymers for example, the hydrophilic or hydrophobic nature of the shell can be adjusted and thereby, for example, influence the release of the substance in a suitable environment.
  • the degree of crosslinking of polymers or copolymers can also be used to tailor activation of the capsules.
  • methacrylates e.g. methyl methacrylate, MMA
  • UV radiation is used for a shorter time than with a second material.
  • the second material has a higher degree of crosslinking than the first material due to the longer exposure to radiation. If the activation of the capsules made from these materials is then triggered by a (linear) increase in temperature, the capsule with the lower degree of crosslinking will first release the substance it contains.
  • the multicomponent system according to the invention has capsules K1 and K2, each of which comprises an at least partially crosslinked (co)polymer which has a different degree of crosslinking in the respective capsules K1 and K2.
  • the release properties of the shell can also be changed by choosing different (co)polymers. Therefore, one embodiment has capsules for the production of which different (co)polymers were used.
  • the manufacture of the shell of the capsules can use at least one polymer, copolymer, wax, resin, protein, polysaccharide, gum arabic, maltodextrin, inulin, metal, alloys, ceramics, acrylate polymer, microgel, phase change material, lipids, maleinformaldehyde, resins, carbohydrates, proteins, Include phase change material and / or one or more other substances or combinations of the foregoing.
  • the capsules of the multi-component system are activated by methods known to those skilled in the art.
  • the different capsules can be activated either by the same mechanism or by a different mechanism.
  • Common mechanisms for activating the capsule(s) of the multi-component system are changes in pressure, pH value, UV radiation, osmosis, temperature changes, light, changes in humidity, addition of water, ultrasound, enzymes, diffusion, dissolution, degradation control, erosion or the like.
  • An embodiment of the present invention requires that at least one of the capsules of the multi-component system can be activated by a different mechanism than the other capsules.
  • the capsules K1 and K2 can be activated by a different mechanism than the other capsules, such as K3, of the multi-component system.
  • one capsule e.g. K1
  • another capsule e.g. K2
  • the activation of the capsules can be controlled by the respective ambient temperature.
  • one capsule is activated by UV radiation, while a second capsule is activated by changing the pH value.
  • the release of the substance in the capsule can also be controlled in a targeted manner by selecting the materials, e.g. by selecting suitable polymers, for the shell.
  • the activation times of the respective capsules can be set in the range from a few seconds to a few days.
  • the capsules for the first substance have an identical size. This also serves to set the activation behavior or the mixing behavior.
  • the capsules can be applied, for example as a pre-applicable adhesive, to a surface to be bonded, for example to a metal surface, for example by a dispenser and/or spray method.
  • Metal surfaces typically oxidize within about 15 minutes. An oxide layer forms. This oxide layer has a negative effect on the bonding of the metal surface. For this reason, a metal surface normally needs to be reworked before bonding to another surface (metal or other material) before bonding can take place. There is then a time window for bonding of approx. 15 minutes until the oxidation layer forms again.
  • the pre-applicable multi-component system of the present invention prevents the formation of the oxide layer on the metal surface.
  • the surface is then protected from oxidation by the microcapsules, optionally also by the dispersion medium (matrix).
  • the dispersion medium matrix
  • This has the advantage that process steps can be saved (repeated processing of the metal surface to eliminate the oxidation layer).
  • this application of adhesive enables the production steps (manufacturing of the metal part and bonding) to be made significantly more flexible, regardless of the short time window between surface treatment and bonding. Since the bonding is independent of the formation of the oxide layer after the surface treatment, the bonding can take place under more reproducible conditions, which also results in an increase in the quality of the bonding.
  • the pre-applicable adhesive can be in the form of microcapsules (unbound) containing a first substance and further microcapsules (unbound) containing a second substance.
  • the application can also take place in the form of single, double or multi-component microcapsules or in a combination thereof.
  • the capsules with the first adhesive component are in a defined volume ratio to the capsules with the second adhesive component.
  • the capsules can be bound to the first adhesive component and the second adhesive component via interaction, in particular weak interaction and/or via a covalent bond.
  • the multi-component system of the present invention comprises a substance N1, which comprises an adhesive or a component of a multi-component adhesive in the capsule K1.
  • a one-component adhesive is pre-applied in at least one capsule (microcapsule) to a surface or a material, it being possible for the capsule(s) of the first substance to be embedded in a surrounding matrix.
  • the multi-component system is a two-component adhesive system.
  • the substances of the multi-component adhesive system can be selected from the group consisting of epoxy adhesives, polyurethanes, fibrin adhesives and combinations thereof.
  • the multi-component adhesive system preferably comprises an epoxy adhesive or polyurethane adhesive.
  • the multi-component system comprises an epoxy adhesive, the substance N1 in the capsule K1 comprising a resin of an epoxy adhesive and the resin is preferably selected from the group consisting of glycidyl-based epoxy resins, bisphenol-based epoxy resins (such as bisphenol-A, bisphenol -B, Bisphenol-F, or Bisphenol-S, Bisphenol-F epichlorohydrin resin with an average molecular weight ⁇ 700, or Bisphenol-A epichlorohydrin resin with an average molecular weight ⁇ 700), novolak epoxy resins, aliphatic epoxy resins and halogenated epoxy resins.
  • bisphenol-based epoxy resins such as bisphenol-A, bisphenol -B, Bisphenol-F, or Bisphenol-S, Bisphenol-F epichlorohydrin resin with an average molecular weight ⁇ 700
  • novolak epoxy resins such as bisphenol-A, bisphenol -B, Bisphenol-F, or Bisphenol-S
  • novolak epoxy resins such as bisphenol-A,
  • Substance N2 is in capsule K2 and includes a hardener for an epoxy adhesive, the hardener preferably being selected from the group consisting of amines, such as polyvalent amines, aliphatic amines, amides, carboxylic acid anhydrides, mercaptans, dicyandiamide, polyethylene, Triethylenetetraamine, N'-(3-aminopropyl)-N,N-dimethylpropane-1,3-diamine and dicarboxylic acid anhydrides.
  • amines such as polyvalent amines, aliphatic amines, amides, carboxylic acid anhydrides, mercaptans, dicyandiamide, polyethylene, Triethylenetetraamine, N'-(3-aminopropyl)-N,N-dimethylpropane-1,3-diamine and dicarboxylic acid anhydrides.
  • the quantitative ratio of the substances N1 to N2 in the multi-component system can be in the range from about 0.25 to about 4, about 0.5 to about 2, preferably about 0.7 to about 1.3, more preferably about 0.8 to about 1.2, and more preferably in the range of about 0.9 to about 1.1, most preferably about 1.
  • the ratio of the diameters of the capsules K1 to K2 in the multicomponent system is in the range from about 0.5 to about 2, about 0.5 to about 2, preferably about 0.7 to about 1.3, more preferably about 0.8 to about 1.2, and more preferably in the range of about 0.9 to about 1.1, most preferably about 1.
  • the diameters of the capsules are determined by light microscopic methods.
  • the size (and thus also the diameter) of the capsules of a substance are largely uniform.
  • the size distributions of the capsules of a substance ie each of the capsules K1, K2, etc.
  • the diameter of the capsules of a substance corresponds to ⁇ 50% of the diameter of the maximum in a range of the diameter of the maximum of the size distribution of the respective capsule. If the maximum diameter of the size distribution of a capsule is 50 ⁇ m, approximately 90% of the capsules should be in a diameter range of 25 ⁇ m to 75 ⁇ m.
  • the capsules of the multi-component system preferably the capsules of a system which comprises an epoxy adhesive
  • the diameter of the second capsule of such a system is in the range of approximately 2 ⁇ m to approximately 30 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 25 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the diameter of the capsules is determined by optical methods such as microscopy.
  • the multi-component system of the invention can also include other substances.
  • the system according to the invention comprises at least one further substance N3, which is arranged in at least one third capsule K3.
  • This third capsule K3 is typically not connected to one of the first capsules K1 or one of the second capsules K2.
  • the multi-component system comprises a three-component system, with the first capsule K1, comprising the first substance N1, and the second capsule K2, comprising the second substance N2, are connected to one another, while the capsule K3 is connected neither to the capsules K1 and/or K2.
  • the capsule K3 can also be bound to at least one of the capsules K1 and/or K2.
  • the substance N3, which is contained in the third capsule K3, can, for example, be an adhesive, a sealing material, fragrances, dyes, fillers, care products, growth factors, hormones, vitamins, trace elements, fats, acids, bases, bleaching agents, lacquers, alcohols, proteins , Enzymes, nucleic acids, hydrogels, detergents, alcohols, surfactants, proteins, fluorescent substances and / or dyes or the like or include combinations thereof.
  • the adhesive can be selected from the group consisting of epoxy adhesives, silicone adhesives, polyurethane adhesives, acrylate adhesives, fibrin adhesives, phase change materials and combinations thereof.
  • the substance N3 in the third capsule K3 can comprise a silicone or a silicone adhesive.
  • the silicone can also have a sealing effect.
  • the various desired properties can be adjusted in a targeted manner, e.g. adhesive and sealing properties of the multi-component system can be adjusted via the choice of substances.
  • the multi-component system comprises a substance N1 in the capsule K1, which comprises a first component of a multi-component adhesive, a substance N2 in the capsule K2, which comprises a second component of a multi-component adhesive, and a substance N3 in the capsule K3, wherein the Substance in capsule K34 is selected from the group consisting of silicone adhesives, polyurethane adhesives, acrylate adhesives, fibrin adhesives, phase change materials, sealing materials, and combinations thereof.
  • substance N1 comprises a resin of an epoxy adhesive
  • substance N2 comprises a hardener of an epoxy adhesive
  • substance N3 comprises a silicone, silicon adhesive or a polyurethane adhesive.
  • Included are the two capsules that contain the components of the epoxy adhesive covalently connected to the capsule K2 by a bridge.
  • the properties of the system can be varied via the ratio of the amounts of the components of the multi-component system.
  • the following ratios of silicone to epoxy adhesive or polyurethane adhesive to epoxy adhesive of approximately 1:9 to approximately 9:1, preferably approximately 1:5 to 5:1, more preferably approximately 1:1, have proven suitable for various applications .
  • a two-component adhesive e.g., epoxy adhesive
  • the first component of the epoxy adhesive is in at least one first capsule (microcapsule) and the second component of the epoxy adhesive is in at least one second capsule (microcapsule).
  • the capsules can be placed in an environmental matrix.
  • a microencapsulated epoxy adhesive (two-component adhesive, first and second component) is pre-applied with a silicone adhesive (one-component adhesive, third component).
  • the first component of the epoxy adhesive is in at least one first portion of material (microcapsule) and the second component of the epoxy adhesive is in at least one second portion of material (microcapsule), with two of the three components being able to be bonded to one another.
  • the microcapsules of epoxy adhesive are bonded together.
  • the substance portions can be introduced into an environmental matrix.
  • a microencapsulated epoxy adhesive (two-component adhesive, first and second component) is pre-applied with a polyurethane adhesive (one-component adhesive, third component).
  • the first component of the epoxy adhesive is in at least one first portion of material (microcapsule) and the second component of the epoxy adhesive is in at least one second portion of material (microcapsule), it being possible for the two components to be bonded to one another.
  • the microcapsules of epoxy adhesive are bonded together.
  • the polyurethane adhesive is located in at least a third substance portion (microcapsule).
  • the first component of the polyurethane adhesive is in at least one portion of material (microcapsule) and the second component of the polyurethane adhesive is in at least a fourth portion of material (microcapsule).
  • the two microcapsules filled with the respective components of the polyurethane adhesive are preferably bonded to one another. Alternatively or additionally, the substance portions can be introduced into an environmental matrix.
  • the capsules are embedded in an environmental matrix.
  • the surrounding matrix enables easy application of the capsules and also protects the metal surface from oxidation.
  • the matrix can be a solvent such as water, acetone, or ethanol, another adhesive, a polymer, an antibiotic solution, an antimicrobial solution, a grease, a paste, or the like.
  • a further object of the present invention is to further develop a multicomponent system in an advantageous manner, in particular to the effect that the dosing of individual components of a multicomponent system and their mixing can be better controlled in order to improve the efficiency of the reaction of the multicomponent system.
  • the activation of the capsules of the multi-component system takes place by at least one change in pressure, pH value, UV radiation, osmosis, temperature, light intensity, humidity or the like.
  • the sequential opening mechanism can be implemented, for example, by a shell of different thickness, different shell material, different capsule size or the same.
  • Possible capsule types include, for example, single capsules, double capsules, multi-core capsules, capsules with a cationic or anionic character, capsules with different shell materials, granules, capsules with multiple shells, capsules with multiple layers of shell material (so-called multilayer microcapsules), capsules with metal nanoparticles, matrix capsules and/or hollow capsules, capsules with a tight shell material, eg a completely tight shell material, porous capsules and/or empty porous capsules (e.g. to encapsulate odours).
  • the first substance and the second substance can be components of a multi-component adhesive, in particular a two-component adhesive.
  • first substance and the second substance are components of a one-component adhesive.
  • first fabric and the second fabric may be the same fabric.
  • the first and second substances can each be different adhesives.
  • the capsules are formed or functionalized with linkers and with functional groups.
  • the linkers are intended to crosslink the capsules with one another. It can be provided that the functional groups are also provided with a protective group.
  • the distance between the capsules can be determined by the length of the linkers.
  • the length of the linkers should be chosen so that the radius of the contents of the emptied liquid of the capsules slightly overlaps the contents of the neighboring capsules in order to ensure cross-linking. In the case of a higher-viscosity surrounding medium (e.g. an adhesive tape), the length of the linkers would have to be chosen smaller than in the case of a lower-viscosity medium such as a paste or liquid.
  • capsules of a capsule population are networked with each other.
  • capsules with the same content are networked via intranetwork.
  • capsules from at least two different capsule populations are networked with one another.
  • capsules with different content are networked via internetworking.
  • the capsules of a one-component capsule system or multi-component Capsule systems can be introduced into the gas phase, into a pasty medium, into a viscous medium, into a highly viscous medium, into liquid systems and/or onto solid surfaces.
  • the capsules are contained in a spray (spray adhesive).
  • a multi-component system e.g. a two-component adhesive
  • a multi-component system e.g. a two-component adhesive
  • a pasty medium as the surrounding medium. This makes it possible to apply the adhesive very precisely to a surface to be bonded, for example a surface.
  • the two-component adhesive would not be activated until activation, the process time and the activation can be determined individually.
  • the capsules are attached to a surface, e.g. a carrier material.
  • the capsules can be contained, for example, in and/or on a double-sided or single-sided carrier material.
  • the carrier material can, for example, comprise a surface, a plastic, a plastic foil or a metal or a metal foil or a plastic foam or a textile fabric or a paper or wood or a fiber composite. It is also possible for the carrier material to be further processed, for example by printing or punching, or in some other way.
  • the substance portions can be attached or can be applied or are applied or are attached to a surface, e.g. a carrier material. It is possible, for example, to apply it in the form of dots, as well as geometric or non-geometric shapes, strips, spheres, ellipses, lines, tracks, etc. formed from dots.
  • the arrangement of the one or more material portions of a first material and the arrangement of the one or more material portions of at least a second material on a surface in particular upon activation, e.g. by pressure, temperature, induction, e.g. when gluing the Surface with another surface, a mixing of the substances, in particular an optimal mixing of the substances, and a combination of two different properties and thus a desired property of the resulting hybrid substance can be achieved.
  • a hybrid adhesive with improved adhesion compared to the individual adhesive components is achieved by attaching one or more Material portions of a first adhesive and one or more material portions of a second adhesive on a surface to be bonded, the volume of the one or more material portions of the first material being in a defined ratio to the volume of the one or more material portions of the second material and the arrangement of the one or several material portions of the first material and the arrangement of the one or more material portions of the second material on the surface to be bonded is configured in such a way that when the surface is bonded to another surface (printing), the materials are mixed, in particular an optimal mixing of the materials in a defined mixing ratio is made possible.
  • a double-sided or single-sided carrier material comprising the capsules of a one-component capsule system or multi-component capsule system, e.g. a two-component capsule system, is an adhesive tape and/or adhesive strip and/or adhesive label.
  • a double-sided or single-sided carrier material containing the capsules of a one-component capsule system or multi-component capsule system is an adhesive tape and/or adhesive strip and/or adhesive label for covering wounds in humans or animals.
  • the carrier material can be applied to the skin and/or body surface of the human or animal or plant. It is also possible for the carrier material to be attached to the (body) interior of the human being or animal or plant.
  • a wound covering in humans, animals or plants can be made possible in this way. It is possible that wounds are glued in a targeted manner. According to this, it is provided that a pressure-sensitive adhesive on a double-sided or single-sided carrier material enables initial adhesion for positioning the carrier material. By activating the capsules, crosslinking takes place, which enables final adhesion.
  • the restoration of a tissue for example bone and/or cartilage tissue, nerve tissue, muscle tissue, adipose tissue, epithelial tissue, enamel, dentin, pulp, parenchyma, kellenchyma, sclerencyma, epidermis, periderm, xylem, phloem or organs, which, for example has been structurally and/or functionally altered as a result of an accident, injury, surgical intervention or any other type of damage, can be made possible by the attachment of a double-sided or single-sided carrier material of one- or multi-component adhesives.
  • a tissue for example bone and/or cartilage tissue, nerve tissue, muscle tissue, adipose tissue, epithelial tissue, enamel, dentin, pulp, parenchyma, kellenchyma, sclerencyma, epidermis, periderm, xylem, phloem or organs, which, for example has been structurally
  • a surface to be bonded is formed or provided with a functional group (ie is functionalized) which is complementary to a functional group with which two-component microcapsules were functionalized.
  • the two-component microcapsules can be bonded to the surface to be bonded.
  • the surface to be bonded can therefore not be sticky.
  • the point in time and the type of activation of the two-component microcapsules can be determined exactly. This can be used, for example, for bonding in the micro range, for example when bonding electronics, displays, eyepieces, lenses or the like.
  • An application in the area of deep soft tissue injuries in humans or animals is also conceivable.
  • the method described can also be used to glue deep and/or larger wounds. Minimally invasive bonding of deep and/or large wounds is conceivable. Bonding of human, animal or plant tissues and/or organs of any kind is generally conceivable.
  • the capsules of a one-component capsule system or multi-component capsule system e.g. a two-component capsule system
  • additionally or alternatively contain pharmacologically active substances, for example drugs including antibiotics, growth factors, disinfectants, or the like. This can, for example, enable better wound healing or adhesion of tissue or organs of all kinds.
  • the substance N1 in the first capsule K1 can comprise a pharmaceutical active substance.
  • the first substance can also contain, for example, an antiseptic, anti-inflammatory active ingredients, growth factors, antibiotics or combinations thereof.
  • Suitable antiseptics are, for example, alcohols (such as ethanol, hexanol, n-propanol or i-propanol or mixtures of the above or mixtures of the above with water), quaternary ammonium compounds (such as benzalkonium, bentethonium chloride, brilliant green, cetrimide, cetylpyridinium chloride, octenidine (dihydrochloride) , polyhexanide), iodine-containing compounds (such as povidone-iodine or iodine tincture), halogenated compounds (such as triclosan, chlorhexidine, 2,4-dichlorobenzyl alcohol), quinoline derivatives (e.g. oxiquinoline), benzoquinone derivatives (e.g. Ambazon), phenol derivatives ( hexachlorophene) or mercury-containing compounds (e.g. merbromin or thiomersal)
  • alcohols such as ethanol,
  • An adhesive can be included in a further capsule of the multi-component system, for example in the second capsule of the multi-component system K2.
  • This adhesive can at the Application in or on the human or animal body can be selected as a compatible adhesive for these areas.
  • the glue used is a fibrin glue.
  • the capsules of a one-component capsule system or multi-component capsule system are porous capsules.
  • Porous capsules can be used to hold liquids and/or odors. It is conceivable, for example, that porous capsules are used to absorb wound fluid from wounds in animals, humans or plants.
  • a selected release profile is achieved via the capsules of a multi-component capsule system, e.g. a two-component capsule system.
  • a gradual and/or delayed release of drugs or growth factors and/or active ingredients of all kinds is conceivable.
  • one capsule of the multi-component system can comprise a pharmaceutical agent, such as an antiseptic
  • the second capsule can comprise an adhesive or a component of a multi-component adhesive (e.g. a fibrin glue).
  • the activation of the capsules can be controlled in terms of time, so that, for example, the active pharmaceutical ingredient is initially released by activation of the capsule.
  • a wound could be treated with an antiseptic to prevent impending sepsis. After a defined period of time, the capsule containing the adhesive could then be activated and thus ensure that the wound is glued or closed.
  • the capsules of the multi-component system according to the invention can be activated by different mechanisms. It is conceivable that one or more capsules are activated by the same mechanism (e.g. capsule K1 and K2), while at least one of the remaining capsules can be activated by a different mechanism. This means that in such an embodiment at least one of the capsules of the multi-component system according to the invention could be activated differently than the other capsules.
  • the at least one capsule (e.g. K1, K2, and/or K3) can be activated by changing the pressure, the pH value, UV radiation, osmosis, changing the temperature, light, changing the humidity, adding water, ultrasound, using enzymes , by diffusion, by dissolution of the capsule, degradation control, erosion or the like.
  • a targeted activation of the various capsules is controlled by the different number of shells in the respective capsule.
  • the activation can also be controlled via different shell materials.
  • different (co)polymers can be used in the different shells of the capsules, which have different hydrophilic properties.
  • a desired activation behavior can be tailored through the ratio of the hydrophilic and hydrophobic monomer building blocks.
  • a desired (chronologically) staggered activation takes place via the different cross-linking of a (co)polymer.
  • methacrylates such as methyl methacrylate (MMA) can be crosslinked by UV radiation.
  • the degree of crosslinking of the poly(methyl) methacrylate (PMMA) can be specifically controlled via the duration of the UV radiation.
  • the release or activation of the capsule then takes place over time depending on the degree of crosslinking of the (co)polymer used in the shell of the capsule.
  • a first capsule population with fibrin is activated immediately for faster healing of a wound, but a second capsule population with antibiotics has a prolonged activation mechanism, so that the antibiotic release is delayed compared to the fibrin release.
  • an empty, porous capsule that absorbs odors and/or wound fluid.
  • a two-component microcapsule system contains a first capsule population with an aqueous component (first phase) and a second capsule population with an oily component (second phase). It is conceivable that a two-component microcapsule system thus makes it possible to dissolve the aqueous component and the oil-containing component, ie the first phase and the second phase, in a defined ratio. It is conceivable that such a two-phase product based on a two-component microcapsule system with a defined ratio (of the first phase to the second phase) can be created. It is conceivable, for example, that a two-phase product based on a two-component microcapsule system can be applied to a fabric/fiber in a defined ratio.
  • a two-phase product based on a two-component microcapsule system prevents substances from drying out and allows them to be stored in standard packaging. In general, such a system can be used to allow reactions to proceed more efficiently than conventional systems. It is also conceivable that two capsule populations of a two-component capsule system are bound to one another on a carrier material in a batch process with the same content but with different activation mechanisms by intra-crosslinking. This can enable a longer-lasting release of, for example, pharmacologically active substances compared to a one-component capsule system.
  • a double-sided or single-sided carrier material containing the capsules is an adhesive tape and/or adhesive strips in the field of body care, in the manufacture or repair of clothing and/or shoes, in construction or handicrafts, in do-it-yourself, carpentry, in the automotive industry, Adhesive technology, electrical industry or similar.
  • the capsules of the one-component capsule system and/or the two-component capsule system are used in the field of care products for people, animals, plants or objects.
  • a multi-component system for example a two-component system, can also be used for self-healing products.
  • a monomer is encapsulated in a first capsule and an activator in another capsule.
  • a capsule complex can react with the surrounding medium.
  • capsules of a two-component system are placed in paper.
  • Sugar monomers can be encapsulated in the first capsule population and a corresponding activating enzyme can be encapsulated in the second capsule population.
  • Activation allows the capsules to rupture and the activating enzyme to bind the sugar monomers to the fibers of the paper.
  • one or more fractures can be repaired in this way.
  • this principle is applied to fibers of all kinds, for example plastic fibers.
  • monomers can be present in a first capsule population and an initiator for the polymerization of the monomers in the first capsule population in another capsule population.
  • two monomers can also be in different capsules.
  • the carboxylic acid can be in a first capsule and the diol in a second capsule.
  • Polycondensation can be activated by activating the capsules and the two monomers react to form a polyester.
  • the first and second capsules can each contain the same or a different monomer.
  • An initiator can be located in the third capsule.
  • the polycondensation of phenoplast would be possible, with the phenol being in one capsule and the aldehyde in another capsule.
  • the initiator is in the third capsule.
  • this principle can be applied to any polymerization.
  • the capsules at least partially contain one or more fragrances, dyes, fillers, care products, growth factors, hormones, vitamins, trace elements, fats, acids, bases, bleaches, alcohols, proteins, enzymes, nucleic acids, hydrogels or the like.
  • the capsules of the one-component capsule system or the two-component capsule system are used in the field of cleaning agents. Accordingly, it is possible that the capsules at least partially contain one or more fragrances, dyes, detergents, surfactants, alcohols, acids, bases, bleaches, enzymes or the like.
  • the capsules of the one-component capsule system or the two-component capsule system are used in the field of diagnostic methods. Accordingly, it is possible that the capsules at least partially contain contrast media, fluorescent substances and/or dyes. It is also conceivable that the capsules of the one-component capsule system or the two-component capsule system (or generally a multi-component capsule system) are used in the field of detergents. Accordingly, it is possible that the capsules at least partially contain one or more fragrances, dyes, detergents, surfactants, alcohols, acids, bases, bleaches, enzymes or the like.
  • the capsules of the one-component capsule system or the two-component capsule system are used in the area of paints and varnishes. Accordingly, it is possible that the capsules at least partially contain one or more epoxides, silicones, pigments or the like.
  • homogeneously and/or heterofunctionalized capsule populations of a two-component capsule system are covalently bonded to one another.
  • homogeneously and/or heterofunctionalized capsule populations of a two-component capsule system are covalently bonded to one another by intra-crosslinking and/or interconnecting. Both capsule populations can be filled with different substances, e.g. different dyes. It is conceivable that one capsule population is emptied by a specific activation mechanism at a specific event, and the other capsule population is emptied by a specific activation mechanism at a second specific event. When both events occur, the contents of the two capsules mix, resulting in a specific color.
  • a carrier material is formed with at least one functional group in order to enable attachment to a surface of functionalized capsules.
  • At least one area of a surface that is to be bonded is formed with functional groups.
  • capsules of a one-component capsule system and multi-component capsule system can be formed with functional groups as described above.
  • the capsules are then covalently bonded to the functionalized surface by crosslinking. Activation of the capsules depletes and/or intermixes adhesive, which develops adhesive properties.
  • the surface of the backing material of an adhesive tape can be functionalized.
  • the one- and multi-component systems are mixed into the pressure-sensitive adhesive.
  • some of the capsule complexes are bound to the surface of the carrier material.
  • the capsule complexes can be applied to all or part of the surface of the pressure-sensitive adhesive.
  • the capsules by solvent evaporation, thermogelation, gelation, interfacial polycondensation, polymerization, spray drying, fluid bed, droplet freezing, extrusion, supercritical fluid, coacervation, air spring, pan coating, co-extrusion, solvent extraction, molecular incorporation, prilling, phase separation, emulsion, in situ polymerization, insolubilization, interfacial deposition, nanomole sieve emulsification, ionotropic gelation method, coacervation phase separation, matrix polymerization, interfacial crosslinking, congealing method, centrifugal extrusion, and/or one or more other methods.
  • the shell of the capsules contains at least one polymer, wax, resin, protein, lipids, maleinformaldehyde, resins, carbohydrates, proteins, polysaccharide, gum arabic, maltodextrin, inulin, metal, ceramic, acrylate, microgel, phase exchange material and/or one or more other substances and combinations of the aforementioned.
  • the shell of the capsules is not porous or not completely porous. It is generally possible for the shell of the capsules to be almost entirely impermeable or entirely impermeable.
  • the substance in the capsule is solid, liquid and/or gaseous.
  • the core of the capsules comprises at least one phase change material, enzyme, carotenoid, living cells, at least one phenolic compound or the like.
  • the capsules can be made with linear polymers, polymers with multivalency, star-shaped polyethylene glycols, self-assembled monolayer (SAM), Carbon nanotubes, ring-shaped polymers, dendrimers, ladder polymers and or similar substances are formed.
  • SAM self-assembled monolayer
  • Possible protecting groups include acetyl, benzoyl, benzyl, ß-methoxyethoxymethyl ether, methoxytriyl, 4-methoxyphenyl)diphenylmethyl, dimethoxytrityl, bis-(4-methoxyphenyl)phenylmethyl, methoxymethyl ether, p-methoxybenzyl ether, methylthiomethyl ether, pivaloyl, tetrahydrofuryl, tetrahydropyranyl, trityl, triphenylmethyl, silyl ether, tert-butyldimethylsilyl, tri-iso-propylsilyloxymethyl, triisopropylsilyl, methyl ether, ethoxyethyl ether.p-methoxybenzylcarbonyl, tert-butyloxycarbonyl, 9-
  • 2,6-dimethylphenol, 2,6-diisopropylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol 2,6-di-substituted phenol esters (e.g. 2,6-dimethylphenol, 2,6-diisopropylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol), silyl ester, ortho ester,
  • Possible materials for coating the capsules include albumin, gelatin, collagen, agarose, chitosan, starch, carrageenan, polystarch, polydextran, lactides, glycolide and co-polymers, polyalkylcyanoacrylate, polyanhydride, polyethyl methacrylate, acrolein, glycidyl methacrylate, epoxy polymers, gum arabic , Polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, arabinogalactan, polyacrylic acid, ethyl cellulose, polyethylene polymethacrylate, polyamide (nylon), polyethylene vinyl acetate, cellulose nitrate, silicones, poly(lactide-co-glycolide), paraffin, carnauba, spermaceti, beeswax, stearic acid, stearyl alcohols, glycerol stearate, shellac, cellulose acetate phthalate
  • Possible functional groups include alkanes, cycloalkanes, alkenes, alkynes, phenyl substituents, benzyl substituents, vinyl, allyl, carbenes, alkyl halides, phenol, ethers, epoxides, ethers, peroxides, ozonides, aldehydes, hydrates, imines, oximes, hydrazones, Semicarbazones, hemiacetals, hemiketals, lactols, acetals/ ketals, aminals, carboxylic acids, carboxylic acid esters, lactones, orthoesters, anhydrides, imides, carboxylic acid halides, carboxylic acid derivatives, amides, lactams, peroxy acids, nitriles, carbamates, urea, guanidines, carbodiimides, amines, aniline, Hydroxylamines, hydrazines, hydrazones,
  • release mechanisms include diffusion, dissolution, degradation control, erosion, or the like. It is conceivable that a combined release mechanism is present.
  • Possible linkers include biopolymers, proteins, silk, polysaccharides, cellulose, starch, chitin, nucleic acid, synthetic polymers, homopolymers, polyethylenes, polypropylenes, polyvinyl chloride, polylactam, natural rubber, polyisoprene, copolymers, random copolymers, gradient copolymers, alternating copolymers, block copolymers, graft copolymers, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), styrene acrylonitrile (SAN), butyl rubber, polymer blends, polymer alloys, inorganic polymers, polysiloxanes, polyphophazenes, polysilazanes, ceramics, basalt, isotactic polymers, syndiodactic polymers, atactic polymers, linear polymers, crosslinked polymers, elastomers, thermoplastic elastomers, thermosets, semi-crystalline linkers, thermoplastics,
  • a linker can be any form of connection between a capsule and a functional group.
  • the present invention relates to a method for producing a multi-component system. Accordingly, it is provided that in a method for producing a multi-component system with at least one first substance and with at least one second substance, the first substance and the second substance being present in several substance portions, the method comprising the following steps: the first substance portions are formed at least one first functional group, the second material portions are formed with at least one second functional group, the first functional group reacts via a predefined interaction with the second functional group, so that these are connected to one another.
  • the first material portions are formed with at least one third functional group and are provided with a linker, the third functional group each having at least one protective group, so that only correspondingly functionalized material portions of the first material are attached to the material portions of the first material can bind, and wherein the method further comprises at least the step that the protective groups are initially present and are only removed when the first material portions are to be connected to one another by means of the third functional groups.
  • the protective groups can be removed after introduction into the gas, low-viscosity, liquid, high-viscosity or solid phase, as a result of which intra-crosslinking takes place.
  • the multi-component system can be a multi-component system as described above.
  • Possible areas of application of the method or system according to the invention include biotechnology, cosmetics, pharmaceutical industry, food industry, chemical industry, agriculture, packaging technology, waste recycling, textile industry, production of fiber composite materials, electrical engineering, mechanical engineering, medical technology, microtechnology, automotive industry, paints, varnishes, detergents, agrochemistry, solar cells or something like that.
  • the two-phase products with the 2K capsules can be applied to a cotton pad in a defined ratio.
  • the increase in efficiency of two substances can also be found in creams, masks and. be applied.
  • the principle of two-phase systems can be applied to all multi-phase systems as described above.
  • the principle can be used quite generally that the yield is increased in reactions and/or reactions proceed more effectively.
  • the 2K system can also be used for self-healing products.
  • the monomer is in one capsule and the activator or the second monomer is in the other capsule. Through targeted activation, the capsule complex reacts with the surrounding medium and binds the fragments together.
  • the capsules could be placed in paper.
  • one capsule would be sugar monomers in the other capsule would be the corresponding enzyme.
  • Activation e.g. by UV radiation, would burst the capsules, the enzyme would bind the corresponding sugar monomers to the fibers and the rupture point would then be repaired.
  • the same principle could also be applied to fibers, in particular plastic fibers.
  • the monomers would be in one capsule, the initiator for the polymerization in the other phase.
  • Another aspect of the present invention is a method for bonding surfaces.
  • the method according to the invention for bonding surfaces comprises the following steps: a) providing at least one capsule K1, the at least one capsule K1 comprising a substance N1, the substance N1 comprising an adhesive or a component of a multi-component adhesive; b) optional mixing of the at least one capsule K1 in the surrounding medium; c) applying the capsule K1 to at least part of a surface of a first material; d) optional drying of the applied capsules; e) activating the capsule K1; f) adhering at least a portion of a surface of a second material to the at least a portion of the surface of the first material.
  • the first material and the second material can be identical or different.
  • the materials are preferably selected from the group consisting of metal, plastic, wood, paper, textile, fabric, yarn, fiber composite materials, mirrors, lenses and combinations thereof.
  • the metals can in turn be selected from the group consisting of heavy metals, light metals, precious metals, semi-precious metals, alloys and base metals. Bonding of aluminum or die-cast aluminum is of particular interest to industry.
  • the method according to the invention also comprises the following steps in addition to the method steps already described above:
  • the capsule K1 is connected to the at least one capsule K2, for example connected via a bridge.
  • the connection between the capsules K1 and K2 is preferably based on a covalent bond.
  • the substance N1 in the at least one capsule K1 comprises an adhesive or a component of a multi-component adhesive, the adhesive preferably being selected from the group consisting of epoxy adhesives, silicone adhesives, polyurethane adhesives, acrylate adhesives, fibrin adhesives, phase change materials or combinations thereof.
  • an epoxy adhesive is used in the method of the invention.
  • the substance N1 in the at least one capsule K1 comprises a component of an epoxy adhesive, preferably a resin of an epoxy adhesive.
  • the substance N2 in the at least one capsule K2 also includes a component of an epoxy adhesive, preferably a hardener of an epoxy adhesive.
  • the two components of this epoxy adhesive are already spatially arranged in such a way that they can react with one another in a targeted manner after the capsules have been activated.
  • the system described using the epoxy adhesive can be transferred to other multi-component adhesives without any problems.
  • the various components of a polyurethane adhesive can also be introduced into the capsules and activated after application to a surface of a first material.
  • the method according to the invention can comprise additional method steps.
  • a further substance N3 can thus be used in the process. The method therefore includes the following additional steps
  • the adhesive or the component of the multi-component adhesive is in turn selected from the group consisting of epoxy adhesives, silicone adhesives, polyurethane adhesives, acrylate adhesives, fibrin adhesives, phase change materials or combinations thereof.
  • the activation of the capsule K3 can also take place via the mechanisms already described above, which have been described for the other capsules.
  • the at least one capsule K1 is activated by a different mechanism than the activation of the at least one capsule K2 and/or the at least one capsule K3. It can be advantageous here for the various capsules to be activated at the same time or at different points in time. As already explained above, it can be desirable, for example, that when treating a wound, the wound is first treated with an antiseptic and later activation of the adhesive ensures improved closure of the wound.
  • the activation of the capsules K1, K2 and/or K3 at the following points in time can be advantageous.
  • the at least one capsule K1 is activated at the same time or at a different point in time than the at least one capsule K2 is activated;
  • the activation of the at least one capsule K1 and K2 preferably takes place simultaneously;
  • the at least one capsule K3 is present, the activation of the at least one capsule K3 takes place at a different time than the activation of the at least one capsule K1.
  • the multi-component system according to the invention can be expanded as desired and can also include more than three different capsules, e.g. 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 capsules.
  • capsules of a multi-component adhesive system which are preferably also connected to one another, are to react with one another, these capsules are then also activated at the same time in order to enable such a reaction.
  • the simultaneous activation can ensure that the intended stoichiometry is maintained as best as possible during the reaction.
  • capsules K1 and K2 contain different adhesives, it can be advantageous, depending on the system and use, for these to be activated simultaneously or sequentially.
  • the system used comprises, for example, a two-component adhesive system and an additional substance
  • the period of time between the activation of the various systems is chosen in such a way that the systems that were activated first were able to react before the further system is activated.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention comprises the following steps.
  • the substance N3 in the capsule K3 comprises an adhesive or a sealing material and is preferably selected from the group consisting of silicones, silicone adhesives and polyurethane adhesives.
  • the ratio of the epoxy adhesive to the additional adhesive can be in the range from about 9:1 to 1:9, preferably in the range from 5:1 to 1:5, more preferably from 4:1 to 1:4.
  • the materials to be bonded can in turn be selected from the group consisting of metal, plastic, wood, paper, textile, fabric, yarn, fiber composite materials or combinations thereof.
  • Aluminum or die-cast aluminum are preferably used.
  • the capsules are applied to a material in a layer thickness of not more than about 4000 ⁇ m, not more than about 2000
  • the selection of the suitable layer thickness of the application is chosen in such a way that a sufficient number of the applied capsules are activated by means of the selected activation mechanism.
  • the material of the shell of the capsule can also have an influence on the activation.
  • different degrees of crosslinking of (co)polymers can be used to achieve different activation times, so that the various substances in the system can be released at different times.
  • a suitable material for the shell is polymethyl methacrylate, which has different degrees of crosslinking for different capsules.
  • the previously described (co)polymers with different hydrophilicity (or hydrophobicity) can be used to control the activation of the capsules by the shell material.
  • the different activation times can also be achieved by the previously described different number of shells for the different capsules.
  • the sequential activation of different capsules can also be achieved by changing the temperature. While one of the capsules is activated at temperature T1, at least one of the other capsules is activated at a temperature T2, which is different from temperature T1.
  • the other activation mechanisms such as changes in pressure, pH value, UV radiation, osmosis, temperature changes, light, changes in humidity, addition of water, ultrasound, by enzymes, by diffusion, by dissolution of the capsule, degradation control, erosion or the like can be used in the process according to the invention.
  • the materials to be bonded or their surfaces can be pretreated prior to bonding, for example to form an oxide layer on metal surfaces to remove.
  • These pre-treatment steps often have to be repeated in industry because the materials cannot be processed so quickly and the adhesives only have a very short pot life.
  • the method according to the invention by applying the system to a surface to be bonded, allows in principle the applied capsules to prevent the renewed formation of an oxide layer or “protect” the surface and then further processing at a desired time by activating the capsules to continue.
  • an intermediate product can be obtained that may be transported to another location (e.g. another plant) and processing continued there, e.g. by targeted activation of the capsules.
  • the method according to the invention also makes it possible for the various components of a multi-component adhesive in the capsules to be applied to the materials or their surfaces, and for the multi-component adhesive to be activated at a later, desired point in time.
  • the two components of a multi-component adhesive non-reactive
  • the two different components are therefore sometimes applied to the different parts to be bonded, which, however, requires an additional work step compared to the method according to the invention.
  • the method according to the invention therefore enables the use of multi-component adhesive systems in which the second material is not coated with adhesive.
  • the method according to the invention also makes it possible for the second material not to be subjected to any pretreatment prior to bonding.
  • the present invention is directed to a material to which a multi-component system according to the invention is applied.
  • the multi-component system according to the invention can be located in an ambient medium.
  • This surrounding medium can, for example, comprise an adhesive, where the adhesive of the surrounding medium is not in a capsule.
  • the surrounding medium can be pasty.
  • the material on which the multi-component system and, if applicable, the surrounding medium has been applied can be dried after application.
  • the material is storage-stable, i.e. the applied multi-component system can be used even after storage and can be used according to the invention.
  • the capsules according to the invention were stored at room temperature for 6 months. During this time, neither an escape of the adhesive nor clumping of the capsules could be observed.
  • the multi-component system according to the invention is applied to a carrier material, which is preferably a polymer film, paper or fabric.
  • the application can take place together with a surrounding medium, which is preferably an adhesive which is not located in a capsule.
  • the application takes place on at least one of the two surfaces of the carrier material.
  • Such an embodiment can form an adhesive tape which sticks by activating the capsules.
  • the surface to which the multi-component system of the invention has been applied can be protected by a liner which is removed prior to use.
  • the multi-capsule system according to the invention is applied to both sides of the carrier material, and a double-sided adhesive tape is thus formed.
  • material comprises a polymer film, paper or fabric material on which the multi-component system is applied to at least one surface of the material in an ambient medium, preferably in an adhesive which is not in a capsule. It goes without saying that both sides of the tape can be protected by a liner that is removed prior to application.
  • the capsule system can be activated via the mechanisms described above.
  • a further aspect of the present invention is the use of the multi-component system according to the invention for medical purposes, in particular for the (re)union of human or animal tissue.
  • a further aspect of the invention is therefore the use of the multi-component system according to the invention in the treatment of wounds and wound healing.
  • the inventive system can be in the (re) association of human or animal tissue by sewing or gluing.
  • both pharmaceutical active ingredients and other materials can be introduced into the capsules.
  • the multi-component system according to the invention can either be applied directly to the wound or the suture, or the suture yarn can be coated with the multi-component system according to the invention and activated after the wound has been sewn up.
  • a further aspect of the invention therefore also relates to a seam yarn which is coated with a multi-component system of the invention.
  • the present invention comprises a method which comprises the following method steps:
  • the at least one capsule K1 is activated at the same time or at a different point in time than the at least one capsule K2 is activated;
  • the at least one capsule K1 and the at least one capsule K2 are connected to one another, the at least one capsule K1 and the at least one capsule K2 are preferably activated simultaneously;
  • Fig. 1 an embodiment of an inventive
  • Multi-component system with a first substance and a second substance
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance and with a second substance;
  • FIG. 3 shows another exemplary embodiment of a device according to the invention
  • Multi-component system according to FIG. 1 or FIG. 2;
  • FIG. 4 shows another exemplary embodiment of a device according to the invention
  • Multi-component system according to FIG. 1 , FIG. 2 or FIG. 3 ;
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of an inventive interconnection of two different substance portions/capsule population
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of an intra-crosslinking according to the invention of two identical substance portions/capsule population
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 10 is a flowchart of the workflow for manufacturing a two-component adhesive tape according to the present invention.
  • 11A shows an embodiment of intra-crosslinked capsules of a one-component system according to the present invention
  • 11B shows an embodiment of intra-crosslinked capsules of a one-component system and non-crosslinked capsules filled with gas according to the present invention
  • FIG. 12A shows an embodiment of inter- and intra-networked capsules of a two-component system according to the present invention
  • 12B shows a schematic representation of inter- and intra-crosslinked capsules of a multi-component system and non-crosslinked capsules filled with gas according to the present invention
  • FIG. 13 shows a representation of the bonding conditions of microcapsules in a two-component system according to the present invention
  • FIG. 15 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1 and with a second substance N2;
  • FIG. 16 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1, a second substance N2 and a third substance N3;
  • FIG. 17 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1, a second substance N2 and a third substance N3;
  • FIG. 18 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1 and with a second substance N2;
  • FIG. 21 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention
  • 26 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 27 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention
  • 29 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 30 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention, embedded in an environment matrix
  • FIG. 31 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention
  • Multi-component system embedded in an environment matrix shows the enhanced effect of a hybrid adhesive according to the invention compared to the use of individual adhesive components.
  • FIG. 34 multi-component system according to the invention, which was applied in the surrounding medium using the standard method ASTM D823 with a layer thickness of 200 ⁇ m.
  • Fig. A and B show a two-component system according to the invention without connection of the capsules before activation (Fig. A) and after activation (Fig. B).
  • Fig. C and D show a two-component system according to the invention with connection of the capsules before activation (Fig. C) and after activation (Fig. D).
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1 and with a second substance N2.
  • the multi-component system can be activated.
  • first substance N1 and the second substance N2 prefferably be present in several substance portions.
  • the first substance N1 is present in a capsule population K1.
  • the first substance portions are first capsules K1.
  • the second substance N2 is present in a capsule population K2.
  • the second substance portions are second capsules K2. It is generally possible for a substance portion of the first substance N1 and/or the second substance N2 to be arranged in a capsule K, in particular a nanocapsule and/or microcapsule.
  • the substance portion forms a core C (also called core) in K1 and K2, which is surrounded by a capsule shell S (also called shell). It is therefore a "core-shell" construct. In principle, however, core-shell-shell constructs are also conceivable.
  • the first material portions are formed with at least one first functional group R2 and are provided with a first linker L1.
  • the second material portions are formed with at least one second functional group R21 and are provided with a second linker L2.
  • the first functional group R2 reacts with the second functional group R21 via a predefined interaction and connects them to one another.
  • the distance between the functional groups and the respective substance portion is determined by the respective linker L.
  • FIGS. 2-6 are constructed identically to the capsules K1 and K2 shown in FIG.
  • the first material portions are formed with at least one first functional group R2 and are provided with a first linker L1.
  • the second material portions are formed with at least one second functional group R21 and are provided with a second linker L2.
  • the first functional group R2 reacts with the second functional group R21 via a predefined interaction and connects them to one another.
  • the distance between the functional groups and the respective substance portion is determined by the respective linker L.
  • first linker L1 is longer than the second linker L2, see Fig. 2.
  • second linker L2 it is possible for the second linker L2 to be longer than the first linker L1.
  • both linkers L1 and L2 can be of the same length.
  • Fig. 3 shows an embodiment of a multi-component system according to the invention according to Fig. 1 or Fig. 2.
  • the first portions of material and the second portions of material differ.
  • the capsules K1 of the first capsule population differ from the capsules K2 of the second capsule population.
  • the first portions of material are connected or can be connected to a larger number of portions of material than the second portions of material.
  • the capsules K1 are connected or can be connected to a larger number of capsules K than the capsules K2.
  • the second portions of material may be connected or connectable to a greater number of portions of material than the first portions of material.
  • the capsules K2 are connected or can be connected to a larger number of capsules K than the capsules K1.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention according to FIG. 1 , FIG. 2 or FIG. 3 .
  • the first portions of substance and the second portions of substance have essentially different sizes.
  • the first capsules K1 have a substantially larger size than the second capsules K2.
  • a capsule K1 for a first substance N1 can have a different size than a capsule K2 for a second substance N2, in particular with the capsule K1 for the first substance N1 being larger than the capsule K2 for the second substance N2.
  • the second portions of substance it is possible for the second portions of substance to have a substantially larger size than the first portions of substance.
  • the first portions of material and the second portions of material it is possible for the first portions of material and the second portions of material to have an essentially identical size.
  • first portions of substance have an essentially identical size and/or that the second portions of substance can have an essentially identical size.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of an inventive interconnection of two different portions of material.
  • a capsule K1 and a capsule K2 are interconnected.
  • a capsule K1 and a capsule K2 are interconnected via the functional groups R2 and R21.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of an intra-crosslinking according to the invention of two identical portions of material.
  • two capsules K1 are intra-networked.
  • the two capsules K1 are intralinked via the functional groups R2-R2.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a two-component system according to the invention.
  • the two-component system is a two-component microcapsule system.
  • the two-component system is a two-component microcapsule system that has not yet reacted with one another via a predefined interaction.
  • the capsules K1 and K2 shown are examples of a multiplicity of capsules K1 and K2, for example to be referred to as capsule populations.
  • the first substance N1 in one capsule K1 is a first adhesive component.
  • the second substance N2 in the second capsule K2 is a second adhesive component.
  • the first substance and the second substance are components of a multi-component adhesive, in particular a two-component adhesive.
  • the capsules K1 and K2 of the two capsule populations are functionalized.
  • the first capsules K1 were formed with two different linkers L1 and L3 of different lengths and with different functional groups R1 and R2 on the surface (surface functionalization).
  • the functional groups R are heterogeneous.
  • the functional groups R are homogeneous.
  • the second capsules K2 were formed with the linker L2 and with the functional group R21.
  • the functional group R21 of the second capsule K2 reacts covalently with the functional group R2 of the first capsule K1.
  • the first capsules K1 are connected or can be connected to a larger number of capsules K than the second capsules K2.
  • the second capsules K2 are connected or can be connected to a larger number of capsules K than the first capsules K1.
  • the linker L3 and the functional group R1 are intended to crosslink the first capsules K1 to one another (intralinking).
  • the capsules K2 are covalently bonded to the first capsule K1 via the linker L1 and the functional group R2 and the linker L2 and the functional group R21 (interlinking).
  • two reactive substances can be encapsulated separately in the capsules K1 and K2 and bound in a certain ratio via, among other things, covalent (e.g. click chemistry), weak interaction, biochemical (e.g. biotin-streptavidin) or in some other way.
  • covalent e.g. click chemistry
  • biochemical e.g. biotin-streptavidin
  • the different capsules Kn are formed with more than two linkers Ln and with different functional groups Rn.
  • linker L it is generally possible for a linker L to be any form of connection between a capsule and a functional group.
  • a functional group R can be used for binding to surfaces, fibers or textiles.
  • any conceivable substance can be introduced into the capsules K1 and/or K2 and/or Kn.
  • the two-component system can be activated by at least one change in pressure, pH value, UV radiation, osmosis, temperature, light intensity, humidity, induction or the like.
  • a two-component capsule system could be implemented in any medium.
  • 8 shows an exemplary embodiment of an intranetworked capsule system according to the invention.
  • the intranetworked capsule system according to the invention is an intranetworked microcapsule system.
  • a capsule population K1 is shown.
  • the capsules K1 are filled with a substance N1.
  • the capsules K1 are filled with an adhesive.
  • the capsules K1 are filled with a one-component adhesive.
  • the capsules K1 can be filled with any conceivable gaseous, solid, viscous and/or liquid substance.
  • the capsules K1 can also be filled with living organisms and/or viruses.
  • the capsules K1 have been functionalized.
  • the capsules K1 were provided with linkers L3.
  • capsules K1 are formed with functional groups R1 (on the linker L3).
  • the linkers L3 cross-link the capsules K1 with one another (intra-crosslinking).
  • the distance between the capsules K1 can be determined by the length of the linkers L3.
  • the degree of intra-crosslinking of the capsules K1 can be determined.
  • the length of the linker L3 is to be chosen such that the radius of the contents of the emptied liquid of the capsules K1 slightly overlaps with the contents of the neighboring capsules K1 in order to ensure crosslinking.
  • the length of the linker L3 would have to be selected to be smaller than in the case of a low-viscosity medium such as a paste or liquid.
  • FIG. 9 shows an embodiment of an inventive inter- and intra-networked two-component system according to FIG.
  • the first capsules K1 and the second capsules K2 are filled with different substances.
  • the capsules K1 have an essentially identical size.
  • the capsules K2 have an essentially identical size.
  • the capsules K1 and the capsules K2 have different sizes.
  • the capsules K1 and the capsules K2 it is possible for the capsules K1 and the capsules K2 to have an essentially identical size.
  • first capsules K1 are formed heterogeneously with a linker L1.
  • a second capsule population K2 binds to the linker L1, see FIG.
  • the two-component system has a (network) structure with spaces, the (network) structure being formed by the first capsules K1, and at least one capsule K2 being arranged at least in sections in the spaces.
  • the two-component capsules K1 and K2 with different contents are introduced into the gas phase.
  • they could be used in inhalation devices or other drug delivery systems.
  • the inactivated capsules travel to the site of action and are activated there, releasing the contents.
  • Surfaces could also be coated with this dispersion.
  • the two-component capsules K1 and K2 with different contents are introduced into a pasty medium.
  • a two part adhesive could be used for this.
  • the paste is inert and works well until the capsules activate and react with each other.
  • the ideal mixing ratio of the adhesives is determined by the ratio of the first and second capsules K1 and K2.
  • FIG. 10 shows a flowchart of the workflow for producing a two-component adhesive tape according to the invention.
  • FIG. 10 is essentially based on a two-component capsule system according to FIG.
  • a first step S1 the first capsules K1 and the second capsules K2 are functionalized, see Fig. 7.
  • the first capsules K1 with two linkers L1 and L3 are formed heterogeneously with the functional groups R1 and R2.
  • the second population of the capsules K2 is functionalized with the linker L2 with the functional group R21.
  • the functional group R21 is to be selected in such a way that it reacts (covalently) with the functional group R2 of the first capsule K1 in the later reaction step.
  • a second step S2 the functionalized second capsules K2 are added to the functionalized first capsules K1.
  • the functional groups R2 and R21 bind (covalently) to each other (interlinking).
  • Each additional capsule population K3-Kn can in turn be functionalized with at least one functional group.
  • a third step S3 the heterogeneous capsule dispersion from the preceding step S2 is introduced into the still low-viscosity pressure-sensitive adhesive, here an adhesive tape B.
  • a predetermined (intra)crosslinking reaction occurs, which develops through the entire area of the adhesive tape B.
  • a fourth step S4 the crosslinked two-component capsule populations are applied and the adhesive tape B is dried.
  • the viscosity of the adhesive tape B increases significantly here, but the network remains distributed homogeneously on the adhesive tape.
  • a protective group SG can also be formed on the functional group R1 of the linker L3.
  • step S3 It is also shown that the protective groups SG are removed in step S3.
  • Intracrosslinking of the capsules K1 can be made possible by removing the protective group.
  • the two-component capsule system can alternatively be used in other media and with all encapsulated substances.
  • gas, liquid, pasty, low- and high-viscosity media as well as solid surface coatings are conceivable as the surrounding medium.
  • the capsules K can be in the form of nanocapsules or microcapsules.
  • the method enables the production of further multi-component systems with at least one first substance and with at least one second substance, the first substance and the second substance being present in several substance portions, with the multi-component system being activatable, comprising the following steps: the first substance portions are treated with at least formed a first functional group R2 and provided with a first linker L1, the second material portions are formed with at least one second functional group R21 and provided with a second linker L2, the first functional group R2 reacts via a predefined interaction with the second functional group R21 , so that they are connected to one another, and the distance between the functional groups R and the respective substance portion is determined by the respective linker L.
  • the first material portions prefferably be formed with at least one third functional group R1 and provided with a third linker L3.
  • the third functional group R1 prefferably has at least one protective group SG, so that only appropriately functionalized portions of the first substance can bind to the portions of the first substance.
  • the method further include at least the step that the protective groups SG are initially present and are only removed when the first material portions are to be connected to one another by means of the third functional groups R1.
  • the functional groups R1 each to have at least one protective group, so that only correspondingly functionalized portions of the second substance can bind to the portions of the first substance.
  • the method for producing a multicomponent system further comprises at least the step that the protective groups are initially present and are only removed when the first and second material portions are to be connected to one another by means of the first and second functional groups R2, R21 .
  • 11A shows a schematic representation of intra-crosslinked capsules of a one-component system in a high-viscosity system according to the present invention.
  • the crosslinked one-component system as described in FIG. 8, is introduced into a highly viscous system.
  • the highly viscous system is an adhesive tape B.
  • the adhesive tape B is a single-sided adhesive tape B.
  • double-sided versions of an adhesive tape B are also possible.
  • the spacing and the degree of crosslinking of the capsules K1 can be chosen such that the contents of the capsules K1 form a crosslinking system through the highly viscous adhesive.
  • This basic principle can also be extended to a two-component system as shown in FIG. 12A.
  • the (inter and intra) networking mechanism is used there.
  • the two-component system can also be introduced into the adhesive tape only with prior interconnection of the capsules K1 and the capsules K2.
  • Figure 11B shows a schematic representation of intracrosslinked capsules of a one component system and uncrosslinked capsules filled with gas according to the present invention.
  • the uncrosslinked capsules can also be filled with solid or liquid substances.
  • Channels would thus be created in which the liquid adhesive of the capsules K1 can spread and crosslink over a large area within the adhesive tape B.
  • a further possibility would be to fill the liquid-filled capsules K1 into tubes and to introduce them into the adhesive tape B.
  • This basic principle can also be extended to a two-component system as shown in FIG. 12B.
  • a second capsule population K2 is introduced.
  • This mechanism makes it possible to introduce a two-component adhesive system in an adhesive tape B.
  • the systems described are not limited to one-component capsule systems or two-component capsule systems.
  • any number of capsule populations Kn can be bound to one another and networked with one another.
  • polymethyl methacrylate microcapsules In the following, the production of polymethyl methacrylate microcapsules is described as an example: First, 2.5 g of polymethyl methacrylate (PMMA) are dissolved in 11.5 ml of toluene. Then oil is stirred in. For microencapsulation, the homogeneous solution is added to 45 ml of a 1% by weight polyvinyl alcohol (PVA) solution. The emulsion is stirred at 800 rpm for 30 min. The toluene is then evaporated. The microcapsules K thus obtained with a PMMA coating material are washed with distilled water and centrifuged at 5,000 rpm and dried overnight at 50° C. in a vacuum oven.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the surface of the microcapsules is silanized.
  • the microcapsules are placed in a fluidized bed reactor.
  • a 5% aqueous (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) solution is used as the coating material.
  • APTES 5% aqueous (3-aminopropyl)triethoxysilane
  • the microcapsules are dried in a vacuum oven at 80 °C for 1 h in order to achieve optimal binding of the aminosilane to the surface.
  • the surface of the microcapsules K can be activated with oxygen plasma before the reaction.
  • the complementary capsule population K can be functionalized with carboxyl groups.
  • the procedure here is analogous to the silanization described above.
  • APTES (3-aminopropyl)triethoxysilane
  • a silane PEG-COOH is used instead of APTES.
  • the capsules K can then be screened using a screen with different pore sizes in order to increase the monodispersity. This has the advantage that the volume ratios of the two capsule contents can be precisely determined via the size of the capsules K in the subsequent binding process.
  • the first microcapsule K1 is functionalized with primary amines, while the second microcapsule K2 is functionalized with carboxyl groups.
  • 80 ⁇ l of a 10% carboxyl-functionalized microcapsule suspension are added to an aqueous solution and 7 pL of a 2M (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) solution (EDC solution) and 7 pL of a 0.3M N - Added hydroxysuccinimide) solution (NHS solution) and stirred for one hour at room temperature.
  • EDC solution 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide
  • NHS solution N Added hydroxysuccinimide
  • the amine microcapsules K1 are then added to the solution in the same ratio as the carboxyl microcapsules K2 and bonded to one another for two hours at room temperature with gentle stirring.
  • the functional groups that have not reacted with each other are then blocked with ethanolamine and the capsules are filtered through a sieve filtered off, washed with distilled water and dried in a vacuum oven at 50 °C for one hour.
  • microcapsules K that bind to each other in a ratio of 1:2 or do not bind to each other at all.
  • the microcapsules K are then cleaned using a sieve with different pore sizes according to size or according to their binding ratio.
  • the bonding ratio of the microcapsules K can also be influenced via the number of functional groups on the microcapsules K.
  • microcapsules K with the same size (e.g. 8pm) but with a different functionalization were attached to each other.
  • the 1:1 bond predominates, see FIG.
  • microcapsules occurs via adsorption.
  • microcapsules with plastic surfaces the functionalization of microcapsules can take place via adsorption.
  • plastic surfaces are acrylic resin, polylactic acid, nylon 6 and 12, epoxy resins and polystyrene.
  • Alkyl chains or primary amines are preferably used for adsorption on the surface of the microcapsules.
  • the second functional group can be chosen freely and is therefore available for binding the microcapsules in the next step.
  • the plastic surface of the microcapsules can be created directly in the microencapsulation process or in a second step using a multilayer microcapsule obtained in this way.
  • the second microcapsule population can be produced and/or coated with metal particles or a metal shell.
  • the two microcapsule populations with 4-aminobenzenethiol as the binder of both microcapsule populations are added.
  • the primary amine binds via adsorption to the microcapsules with the plastic surface, the thiol group binds to the metal surface.
  • a mixture comprising water (20 mL), ethyl acetate (5 mL), sodium bicarbonate (0.580 g), about 1.0 mg Sudan Black and a drop of Tween 20 is stirred at room temperature using a mechanical stirrer (about 500 mL ) mixed vigorously (5 minutes at 500 rpm). 77 mg of 1,3-bischlorosulfonylbenzene are added to the mixture, which is then stirred for about 3 minutes. The mixture is then treated with 3,5-diaminobenzoic acid and stirred vigorously for an additional 72 hours. To monitor the reaction taking place in the mixture, aliquots are taken thirty minutes after vigorous stirring is started and at 12 hour intervals thereafter.
  • the aliquots show the formation of capsules, 1 to 2 microns in diameter, with the Sudan Black dye contained therein.
  • the reaction is complete after a few hours. It is postulated that the capsules have multiple -COOH groups on the surface.
  • a second batch of material can be prepared in a separate batch using the same method, but with primary amines on the surface.
  • the microcapsule population can be activated with COOH on the surface as in the example before with EDC/NHS, the amine capsule population will be added and the capsules will covalently bind to each other.
  • the capsules can be washed (filtered if necessary) and dried. The capsules contained in this way can then be incorporated into another surrounding medium.
  • the second functional group can be chosen at will.
  • the thiol bonds bind to the metal surface.
  • the remainder, ie the second functional group of the thiol molecule, is available as a functional group for microcapsule binding.
  • the functional groups on the surface can be made homogeneous or heterogeneous.
  • the length of the linker can be determined by a suitable mercaptan.
  • ethanethiol for a short linker.
  • an 11 -mercaptoundecannoic can be chosen.
  • Disulphites, phosphoric acids, silanes, thiols and polyelectrolytes can be used as SAM surfaces.
  • microcapsules with the metal nanoparticles can be produced as described above.
  • a mixture of alcohol and dithioether can then be added.
  • One functional group R is protected.
  • the number or the density of the functionalization and thus the number of functional groups can then be determined via the number of metal nanoparticles that are located on the surface of the microcapsules. It is thus possible to determine the number of microcapsules K2 which react with one another via intra- or internet-working.
  • the microcapsules can be incorporated into the desired surrounding medium, such as a pressure-sensitive adhesive (or the like).
  • the removal of the protective groups and thus the activation of the functional groups R takes place here in the still low-viscosity pressure-sensitive adhesive.
  • the NCO groups released in this way can crosslink to form urea in an aqueous environment (e.g. the solvent of the pressure-sensitive adhesive).
  • FIG. 15 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1 and with a second substance N2.
  • a multi-component system is shown with a first substance N1 and with a second substance N2, with the first substance N1 and the second substance N2 each being present in one substance portion.
  • a plurality of material portions of the first material N1 and a plurality of material portions of the second material N2 can be present.
  • the multi-component system can also include at least one third substance N3, which can be present in one or more substance portions.
  • the first substance N1 and the second substance N2 are attached to a surface OF.
  • the first substance N1 and the second substance N2 are applied as webs to a surface OF.
  • the two portions of material are initially attached separately, ie without points or lines of contact with one another on the surface OF.
  • the material portions can also be attached to the surface OF with points of contact and/or lines of contact, cf. Fig. 17.
  • the first substance N1 and/or the second substance N2 can be applied as dots, spheres, lines, circles, ellipses or in other geometric or non-geometric shapes, see Fig. 18 and 19.
  • the first substance N1 and/or the second substance N2 can be applied to a subsection of the surface OF (e.g. at the edge, in a corner, in several corners, along a path or a circle, etc.) or over the entire surface OF.
  • the at least one portion of the first substance N1 and/or the second substance N2 can be applied to the surface OF in a geometric pattern or in an irregular manner.
  • the surface OF is a metal surface.
  • the surface can be a plastic surface, foil, wooden surface, textile surface, paper surface, wax surface or the like.
  • the first substance N1 and the second substance N2 were applied using a dispenser.
  • the first substance N1 is a one-component adhesive.
  • the second substance N2 is a one-component adhesive.
  • the first substance N1 and/or the second substance N2 may not be an adhesive, but rather a sealing, insulating, thermally conductive, electrically conductive, antibiotic, antimicrobial or other component.
  • the first substance N1 and the second substance N2 differ in terms of their properties.
  • the first substance N1 can alternatively be a first component of a two-component adhesive and the second substance N2 can be a second component of a two-component adhesive.
  • the first substance N1 can comprise a first multi-component adhesive with a first composition
  • the second substance N2 can comprise a second multi-component adhesive with a second composition
  • the first material N1 can comprise an epoxy adhesive with a first composition and the second material N2 can comprise an epoxy adhesive with a second composition.
  • the first substance N1 can alternatively comprise a multi-component adhesive and the second substance N2 can comprise a one-component adhesive.
  • the first substance N1 can alternatively comprise a first component of an epoxy adhesive, the first component being present in several substance portions which are encapsulated, in particular in nanocapsules and/or microcapsules, and the second substance N2 a second component of an Epoxy adhesive may include, wherein the second substance N2 is present in several portions of material, wherein the portions of material are encapsulated, in particular in nanocapsules and / or microcapsules.
  • the first substance N1 can alternatively comprise an epoxy adhesive with a first composition and the second substance N2 can comprise a silicone-based adhesive with a second composition.
  • the first substance N1 can comprise an epoxy adhesive with a first composition and the second substance N2 can comprise a polyurethane adhesive with a second composition.
  • the first substance N1 can alternatively comprise an epoxy adhesive with a first composition and the second substance N2 can comprise an acrylate adhesive with a second composition.
  • the multi-component system can be a hybrid adhesive system.
  • at least one substance portion of the first substance N1 and/or the second substance N2 can be arranged in a capsule K, in particular a nanocapsule and/or microcapsule, see Fig. 21 and 22.
  • FIG. 16 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1, a second substance N2 and a third substance N3.
  • a multi-component system is shown with a first substance N1, a second substance N2 and a third substance N3, with the first substance N1, the second substance N2 and the third substance N3 each being present in a substance portion or adhesive web.
  • first substance N1 several portions of the first substance N1
  • second substance N2 several portions of the third substance N3 can be present.
  • the multi-component system can also include at least a fourth substance, which can be present in one or more substance portions.
  • the first substance N1, the second substance N2 and the third substance N3 are attached to a surface OF.
  • the substances N1, N2, N3 are applied as webs to a surface OF, with the third substance N3 being present between the first substance N1 and the second substance N2.
  • the three portions of fabric are initially attached separately and without any points of contact with one another on the surface OF.
  • the three portions of material can be at least partially in contact with one another, see Fig. 17
  • the first substance N1 and/or the second substance N2 and/or the third substance N3 can be applied as dots, spheres, lines, circles, ellipses or in other geometric or non-geometric shapes.
  • the surface OF is a metal surface.
  • the surface can be a plastic surface, foil, wooden surface, textile surface, paper surface, wax surface or the like.
  • the first substance N1 is a first component of a two-component adhesive.
  • the second substance N2 is a second component of a two-component adhesive.
  • the third substance N3 is an inert substance that prevents the reaction between the first substance N1 and the second substance N2 until it is activated.
  • FIG. 17 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1, a second substance N2 and a third substance N3.
  • a multi-component system is shown with a first substance N1, a second substance N2 and a third substance N3, with the first substance N1, the second substance N2 and the third substance N3 each being present in a substance portion.
  • multiple portions of the first substance N1 and/or multiple portions of the second substance N2 and/or multiple portions of the third substance N3 can be present.
  • the multi-component system can also include at least a fourth substance, which can be present in one or more substance portions.
  • the first material N1, the second material N2 and the third material N3 are attached to a surface OF.
  • the first substance N1, the second substance N2 and the third substance N3 are applied as webs to a surface OF.
  • the material portions are attached to the surface OF with contact lines (between the first material N1 and the second material N2, and the second material N2 and the third material N3).
  • the substance portions can also, in particular initially, be attached separately, ie without points or lines of contact with one another on the surface OF, see FIG. 15 or 16.
  • first substance N1 and/or the second substance N2 and/or the third substance N3 can be applied as dots, spheres, lines, circles, ellipses or in other geometric or non-geometric shapes, cf. Fig. 18
  • FIG. 18 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1 and with a second substance N2.
  • a multi-component system is shown with a first substance N1 and with a second substance N2, with the first substance N1 and the second substance N2 each being present in a plurality of substance portions.
  • first substance N1 and/or one portion of the second substance N2 can be present, see Fig. 15.
  • the multi-component system can also include at least one third substance, which can be present in one or more substance portions.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are attached to a surface OF.
  • the first substance N1 and the second substance N2 are applied as dots on a surface OF.
  • the fabric portions are initially attached separately, i.e. without points or lines of contact with one another on the surface OF.
  • the material portions can also be attached to the surface OF with points of contact and/or lines of contact, cf. Fig. 17.
  • first substance N1 and/or the second substance N2 can be applied as spheres, lines, circles, ellipses, paths, lines or in other geometric or non-geometric shapes, see Fig. 15.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are distributed over the entire surface OF.
  • the material portions of the first material N2 and/or the material portions of the second material N2 can only be distributed on a subsection of the surface OF, for example in tracks (see FIG. 19) or circles, along the edge, in the corners, etc.
  • FIG. 19 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention with a first substance N1 and with a second substance N2.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 can be distributed in several webs on the surface.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 can be present in separate webs, see Fig. 23.
  • an inert substance e.g. also in the form of a web
  • a web e.g. also in the form of a web
  • FIG. 20 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention.
  • a first substance N1 and a second substance N2 are applied as webs to a surface OF.
  • a third substance N3 is applied in several substance portions to the first substance N1, here in the form of capsules (in particular microcapsules or nanocapsules).
  • the third material N3 can also be attached in the first material N1 or next to the first material N1.
  • the first substance N1 can comprise a first component of an epoxy adhesive and the third substance N3 can comprise a second component of an epoxy adhesive, with the third substance N3 in several substance portions is present, the substance portions being encapsulated, in particular in nanocapsules and/or microcapsules.
  • the third substance N3 comprises a component of an epoxy adhesive which is present in capsules, in particular microcapsules or nanocapsules
  • the first substance N1 comprises a further component of an epoxy adhesive which is not present in capsules but is attached to a surface OF.
  • the multi-component system here also includes a second substance N2, for example another adhesive (e.g. a silicone adhesive or polyurethane adhesive).
  • a second substance N2 for example another adhesive (e.g. a silicone adhesive or polyurethane adhesive).
  • the capsules can be activated.
  • the first material N1 and the third material N3 can represent an activatable two-component adhesive system.
  • both components of a two-component adhesive can alternatively be present in capsules.
  • a fourth substance N4 can be attached in, on or to the second substance N2, which is encapsulated (e.g. in the form of microcapsules or nanocapsules.
  • a component of a polyurethane adhesive can be encapsulated as substance N4, with at least one component of a polyurethane adhesive can be present as substance N3.
  • the second substance N2 can alternatively be present in encapsulated form.
  • FIG. 21 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention.
  • a multi-component system is shown with at least one first substance N1 and with at least one second substance N2, the first substance N1 and the second substance N2 being present in a plurality of substance portions.
  • a substance portion of the first substance N1 and of the second substance N2 is arranged in a capsule K, in particular a nanocapsule and/or microcapsule.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are attached to a surface OF.
  • the surface OF is a metal surface.
  • the surface OF can be a wooden surface, plastic surface, paper surface, textile surface, foil or the like.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are not arranged at a defined distance from one another.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 can be arranged at a defined distance from one another, see Fig. 22.
  • the first substance N1 can be a first component of a two-component adhesive, for example an epoxy adhesive.
  • the first substance can be a silicone or a one-component adhesive.
  • the second material N2 can be a second component of a two-component adhesive, for example an epoxy adhesive.
  • the second substance can be a silicone, plastic or polyurethane adhesive.
  • a substance portion of the first substance N1 and a substance portion of the second substance N2 can alternatively be present in a common capsule K or in a double capsule or multi-component capsule.
  • a capsule with the first substance N1 and a capsule with the second substance N2 can be bound via weak interaction and/or via a covalent bond.
  • capsules of the first substance N1 and the capsules of the second substance N2 there can also be capsules with a third substance.
  • the third substance N3 can also be non-encapsulated.
  • the third substance N3 can have another property, such as a sealing, thermally conductive, insulating, electrically conductive function, etc.
  • the third substance N3 can also have an adhesive property.
  • the third substance N3 can be a silicone adhesive and/or polyurethane adhesive, for example.
  • the capsules with the substances N1 and N2 are applied as a pre-applicable adhesive to the surface OF to be bonded.
  • the capsules can be activated via pressure, temperature difference, induction and/or ultrasound, so that the first substance N1 and/or the second substance N2 is released from the capsules.
  • the activation mechanism and/or the necessary activation energy for the capsules with the first substance N1 and the capsules with the second substance N2 can be different or the same.
  • the pre-applicable adhesive prevents the formation of an oxide layer on the metal surface OF.
  • the capsules can also be embedded in an environment matrix, see Figs. 27-32.
  • the surrounding matrix makes it easy to apply the capsules and also protects the metal surface OF from oxidation.
  • the surrounding matrix can be, for example, an acrylic paint or an acrylic varnish, or a water-based adhesive.
  • the different application patterns of the surrounding matrix are, for example, analogous to the application patterns in FIGS. 15-20 and 22-25.
  • FIG. 22 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention.
  • a multi-component system is shown with at least one first substance N1 and with at least one second substance N2, the first substance N1 and the second substance N2 being present in a plurality of substance portions.
  • a substance portion of the first substance N1 and of the second substance N2 is arranged in a capsule K, in particular a nanocapsule and/or microcapsule.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are attached to a surface OF.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are arranged at a defined distance from one another.
  • both the distance between the individual portions of a substance (N1 or N2) and the distance between the portions of the different substances are defined.
  • N1 or N2 only the distance between the individual portions of a substance (N1 or N2) can be defined, or the distance between the portions of the different substances.
  • the material portions of the first material N1 and/or the material portions of the second material N2 cannot be arranged at a defined distance from one another, see FIG.
  • the first substance N1 can be a first component of a two-component adhesive.
  • the first substance can be a silicone or a one-component adhesive.
  • the second substance N2 can be a second component of a two-component adhesive.
  • the second substance can be a silicone, plastic or polyurethane adhesive.
  • capsules of the first substance N1 and the capsules of the second substance N2 there can also be capsules with at least one further substance (a total of three or more substances).
  • FIG. 23 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention.
  • the material portions of the first material and the material portions of the second material are present in separate webs.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 can be present in one or more common webs, see Fig. 19.
  • a third substance N3, for example an inert substance, can also be attached between the web of the first substance N1 and the web of the second substance N2, see Fig. 24.
  • FIG. 24 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention.
  • a third substance N3, here an inert substance, is also applied between the web of the first substance N1 and the web of the second substance N2.
  • 25 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention.
  • a multi-component system is shown with a first substance N1, a second substance N2, a third substance N3 and a fourth substance N4, with the first substance N1, the second substance N2, the third substance N3 and the fourth substance N4 being present in several substance portions.
  • one substance portion each of the first substance N1, the second substance N2, the third substance N3 and the fourth substance N4 is arranged in a capsule K, in particular a nanocapsule and/or microcapsule.
  • the material portions of the first material N1, the second material N2, the third material N3 and the fourth material N4 are attached to a surface OF.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are arranged at a defined distance from one another.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are arranged in the form of a web on the surface OF.
  • the material portions of the third material N3 and the material portions of the fourth material N4 are arranged in the form of a web on the surface OF.
  • the material portions of the third material N3 and the material portions of the fourth material N4 are arranged at a defined distance from one another.
  • both the distance between the individual portions of a substance (N1, N2, N3 or N4) and the distance between the portions of the different substances are defined.
  • the distance between the individual portions of a substance can be defined, or the distance between the portions of the different substances.
  • the material portions of the first material N1 and/or the material portions of the second material N2 and/or the material portions of the third material and/or the material portions of the fourth material N4 cannot be arranged at a defined distance from one another.
  • the first substance N1 can be a first component of a two-component adhesive.
  • the first substance can be a silicone or a one-component adhesive.
  • the second substance N2 can be a second component of a two-component adhesive.
  • the second substance N2 can be a silicone, plastic or polyurethane adhesive.
  • the third substance N3 can be a first component of a two-component adhesive.
  • the third substance N3 can be a silicone or a one-component adhesive.
  • the fourth substance N4 can be a second component of a two-component adhesive.
  • the fourth substance N4 can be a silicone, plastic or polyurethane adhesive.
  • 26 shows a further exemplary embodiment of a multi-component system according to the invention.
  • a multi-component system is shown with a first substance N1, a second substance N2 and a third substance N3, with the first substance N1, the second substance N2 and the third substance N3 being present in a plurality of substance portions.
  • one substance portion each of the first substance N1, the second substance N2 and the third substance N3 is arranged in a capsule K, in particular a nanocapsule and/or microcapsule.
  • the material portions of the first material N1, the second material N2 and the third material N3 are attached to a surface OF.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are arranged at a defined distance from one another.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are arranged in the form of a web on the surface OF.
  • the substance portions of the third substance N3 are arranged in the form of a web on the surface OF.
  • the substance portions of the third substance N3 are arranged at a defined distance from one another.
  • both the distance between the individual material portions of a material (N1, N2, N3) and the distance between the material portions of the different materials (N1, N2) are defined.
  • N1, N2, N3 only the distance between the individual portions of a substance (N1, N2, N3) can be defined, or the distance between the portions of the different substances.
  • the substance portions of the first substance N1 and/or the substance portions of the second substance N2 and/or the substance portions of the third substance may not be arranged at a defined distance from one another.
  • the first substance N1 can be a first component of a two-component adhesive.
  • the first substance can be a silicone or a one-component adhesive.
  • the second substance N2 can be a second component of a two-component adhesive.
  • the second substance N2 can be a silicone, plastic or polyurethane adhesive.
  • the third material N3 can be a silicone or polyurethane adhesive.
  • the volume of the one or more portions of the at least one first substance N1 can essentially be in a defined ratio to the volume of the one or more portions of the at least one second substance N2, so that when the one or several portions of the at least one first substance N1 with the one or more portions of the at least one second substance N2, a defined mixing ratio of the substances is achieved.
  • the volumes and the mixing ratio can be selected in such a way that the product of the mixing of the substances results in an effect that goes beyond the effect of the individual substances.
  • the arrangement of the one or more portions of the at least one first substance N1 and the arrangement of the one or more portions of the at least one second substance N2 on the surface OF in particular upon activation, e.g. by pressure, ultrasound , temperature change, etc., eg when the surface OF is bonded to another surface OF, a mixing of the substances, in particular an optimal mixing of the substances, and thus a desired property of the resulting hybrid substance can be achieved.
  • 27, 28, 29, 30, 31 and 32 show exemplary embodiments of multi-component systems according to the invention, each embedded in an environment matrix.
  • a multi-component system is shown in each case with a first substance N1 and with a second substance N2, with the first substance N1 and the second substance N2 being present in a plurality of substance portions.
  • a substance portion of the first substance N1 and of the second substance N2 is arranged in each case in a capsule K, in particular a nanocapsule and/or microcapsule.
  • the material portions of the first material N1 and the material portions of the second material N2 are attached to a surface OF.
  • the surface OF a metal surface.
  • the surface OF can be a wooden surface, plastic surface, paper surface, textile surface, foil or the like.
  • the capsules are embedded in a surrounding matrix (Fig. 27: surrounding matrix of acrylic paint, Fig. 28: surrounding matrix of acrylic paint, Fig. 29: surrounding matrix of water-based adhesive 1, Fig. 30: surrounding matrix of water-based adhesive 2, Fig. 31: cross-linking adhesive 1, Fig. 32: cross-linking adhesive 2.)
  • Possible application patterns of the surrounding matrix are, for example, analogous to the application patterns in FIGS. 15-20 and 22-25.
  • Figure 33 shows the enhanced effect of a hybrid adhesive compared to using the individual components.
  • the adhesive force of a hybrid adhesive system according to the invention was compared with the adhesive force of the individual adhesives.
  • plastic was bonded to plastic using an epoxy adhesive (second bar from the left).
  • FIG. 34 shows a comparison of pre-applied multi-component systems of the invention, in which the systems with ambient medium were applied to aluminum specimens with a layer thickness of 200 ⁇ m using the ASTM D823 standard method.
  • Fig. A shows a two-component system of the invention with no bond in the inactivated state.
  • Fig. B the system shown in Fig. A has been activated at 160°C.
  • Fig. C shows a two-component system of the invention with connection between the capsules in the inactivated state.
  • Fig. D the system shown in Fig. C has been activated at 160°C. It can be seen that the application of adhesive to the capsules bound together is significantly more homogeneous than without a bond. This is evident both before activation of the adhesive and after activation at 160°C.
  • the samples were cleaned before bonding according to EN 13887.
  • the adhesive was applied according to ASTM D823 with an adhesive layer length of 12.5mm x 25mm according to DIN1465.
  • the capsules used were manufactured by the following method.
  • solution 1 the resin component is dissolved in 10 ml of dichloromethane (DCM).
  • solution 2 9 g SDS is dissolved in H2O. After both the resin and the SDS have dissolved in solutions 1 and 2, solution 1 is heated to 26 °C. Then, Solution 1 is added dropwise to Solution 2, thereby encapsulating the resin component. The solution is then stirred at 30° C. for 30 min. Then, after 30 minutes, a 6% SDS solution is added and the temperature is increased to 35° C. so that the remaining solvent evaporates. In order to remove the encapsulated resin component from the remaining solvent, the solution is centrifuged for 3 min at 3000 rpm and the supernatant is removed. Alternatively, the microcapsules can be extracted via complete evaporation of the solvent.
  • the release (or activation) of the contents of the capsules can be determined via the degree of crosslinking of the microcapsules. The lower the level of connectivity, the faster and more content is shared.
  • an additional crosslinker such as SDS can be added.
  • SDS crosslinker
  • Different amounts of SDS were used (2% by weight; 4% by weight, 6% by weight and 9% by weight). The more SDS is used in combination with PMMA in DCM, the higher the degree of crosslinking of the shell that forms.
  • a free-radical polymerization is photo-induced.
  • the procedure is the same as in the previous example. But instead of using PMMA as the shell material, MMA is used. By exposure to 254 nm UV light, the MMA is converted to PMMA and thus the cross-linking and, as a result, the shell material is generated.
  • the degree of crosslinking depends on the average length of the MMA polymer and the duration of exposure to UV light. The longer the polymer or the shorter the exposure to UV light, the lower the degree of crosslinking of the shell material.
  • the shell material has functional groups which crosslink with one another during formation of the shell and thus form the shell of the microcapsule.
  • Functional groups can be attached to a backbone in linear polymers, or to the many backbones of the polymer chain in star polymers. Adjusting the size of the microcapsule
  • the different size of the microcapsules is achieved by changing the pH value.
  • the hardener component consisting of amine derivatives and with a pH value of 9, has a significantly lower pH value than the resin component, which consists of bisphenol derivatives with a pH value of 6.
  • the microcapsule size can be adjusted by the stirring speed, viscosity of the materials to be encapsulated, via the size of the opening of the capillary in microfluidic systems, spray drying and/or dropping processes, number of shells or the like.
  • the size distribution of the capsules was carried out using the Keyence VHX 7000 digital microscope.
  • the size of the microcapsules was determined by measuring the diameter of the microcapsules.
  • the size distribution was measured with a microscope internal program.
  • microcapsules can be linked according to the method described, for example, in International Applications WG2020/193526 and WG2020/193536.
  • the microcapsules are produced as described above via free-radical polymerization of MMA in a first batch process.
  • the microcapsule has carboxyl groups all over the surface.
  • the same procedure is followed with the second microcapsule component in a second batch.
  • the carboxyl groups on the surface of both components are then activated in separate batches with a mixture of 3:1 NHS/EDC for 1 h at room temperature.
  • the microcapsules are then centrifuged and washed.
  • an excess of a diamine is added to the microcapsules with the hardener component.
  • One of the terminal amine groups binds to the carboxyl group via the coupling with the activated carboxyl groups.
  • the second terminal amine is freely available at the surface of the hardener component for binding of the second microcapsule.
  • the resin component with the activated carboxyl groups is combined to form the hardener component with the amine end groups on the surface.
  • An ideal mixing ratio of the two components can thus be achieved via the different sizes of the two components, as well as the steric effects and limiting number of functional groups on the surface of the microcapsules.
  • the adhesive effect of a multi-component system according to the invention was tested, in which a two-component epoxy adhesive was encapsulated together with a one-component silicone.
  • the capsules that contain the components of the epoxy adhesive are bound together.
  • a 50:50 mixture epoxy adhesive to silicone
  • An adhesive paste containing the two microencapsulated adhesives is then applied to the metal surface and dried at 40° C. for 30 minutes.
  • the adhesive layer applied in this way has no tacticity and is therefore neither tacky nor reactive. This means that the bond can only be activated when it is needed and can be processed independently of the dripping time.
  • the samples were bonded according to DIN 1465 and the adhesive force was determined in a tensile test using a Zwick.
  • the following parameters must be taken into account:
  • Test speed Specimen must be destroyed within 65 +/- 20s under load.
  • Adhesive room temperature, test speed, age of samples, adhesive thickness.
  • the combination of the adhesives in the system according to the invention made it possible to achieve an adhesive force that was 7 times higher than with the silicone adhesive.
  • FIG. 36 shows the result of further investigations of the multi-component system of the invention described in FIG.
  • the adhesive strength was examined when different ratios of epoxy adhesive and silicone were used.
  • the experimental setup is equivalent to the experimental setup described for FIG.
  • Aspect 1 multi-component system with at least one first substance (N1) and with at least one second substance (N2), wherein the multi-component system can be activated, wherein the first substance (N1) and the second substance (N2) is present in one or more substance portions.
  • Aspect 2 Multi-component system according to aspect 1, characterized in that the multi-component system can be activated.
  • Aspect 3 Multi-component system according to aspect 1 or aspect 2, characterized in that the first material portions are formed with at least one first functional group (R2) and a first linker (L1) and wherein the second material portions are provided with at least one second functional group ( R21) formed and a second linker (L2) are provided, wherein the first functional group (R2) reacts via a predefined interaction with the second functional group (R21) and connects them to each other and the distance between the functional groups and the respective portion of the substance the respective linker (L) is determined.
  • first functional group (R2) reacts via a predefined interaction with the second functional group (R21) and connects them to each other and the distance between the functional groups and the respective portion of the substance the respective linker (L) is determined.
  • Aspect 4 multi-component system according to claim 3, characterized in that the first linker (L1) is longer than the second linker (L2) or vice versa.
  • Aspect 5 Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that the first portions of substance and the second portions of substance differ in that the first portions of substance are connected or can be connected to a larger number of portions of substance than the second portions of substance or vice versa.
  • Aspect 6 Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that the functional groups (R) are formed homogeneously or heterogeneously.
  • Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that the first portions of substance have an essentially identical size and/or that the second portions of substance have an essentially identical size.
  • Aspect 8 Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that the first portions of substance and the second portions of substance have different sizes.
  • Aspect 9 Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that the multi-component system has a network structure with interstices, the network structure of material portions of the first material being formed, with at least one material portion of the second material being arranged at least in sections in the interstices.
  • Aspect 10 Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that a substance portion of the first substance (N1) and/or the second substance (N2) is arranged in a capsule (K), in particular a nanocapsule and/or microcapsule.
  • Aspect 1 1 Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that a capsule (K1) for the first substance (N1) has a different size than a capsule (K2) for the second substance (N2), in particular the capsule ( K1) for the first substance (N1) is larger than the capsule (K2) for the second substance (N2).
  • Aspect 12 Multi-component system according to aspect 10 or aspect 11, characterized in that the capsules (K1) for the first substance (N1) have an identical size.
  • Aspect 13 Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that the multi-component system is activated by at least one change in pressure, pH value, UV radiation, osmosis, temperature, light intensity, humidity or the like.
  • Aspect 14 Multi-component system according to one of the preceding aspects, characterized in that the first substance (N1) and the second substance (N2) are components of a multi-component adhesive, in particular a two-component adhesive.
  • Aspect 15 Method for producing a multi-component system with at least one first substance and with at least one second substance, the first substance and the second substance being present in several substance portions, the multi-component system being activatable, comprising the following steps: the first substance portions are treated with at least formed a first functional group (R2) and provided with a first linker (L1), the second material portions are formed with at least one second functional group (R21) and provided with a second linker (L2), the first functional group (R2) reacts via a predefined interaction with the second functional group (R21) so that they are connected to one another be, and the distance of the functional groups (R2, R21) to the respective substance portion is determined by the respective linker (L).
  • the first substance portions are treated with at least formed a first functional group (R2) and provided with a first linker (L1)
  • the second material portions are formed with at least one second functional group (R21) and provided with a second linker (L2)
  • the first functional group (R2) reacts via a
  • Aspect 16 The method according to aspect 16, characterized in that the first material portions are formed with at least one third functional group (R1) and provided with a third linker (L3), the third functional group (R1) each having at least one protective group (SG ) has, so that only correspondingly functionalized substance portions of the first substance can bind to the substance portions of the first substance, and the method further comprises at least the step that the protective groups (SG) are initially present and are only removed when the first substance portions are removed by means of the third functional groups (R1) are to be connected to one another.
  • the protective groups (SG) are initially present and are only removed when the first substance portions are removed by means of the third functional groups (R1) are to be connected to one another.
  • Aspect 17 Method according to aspect 15 or aspect 16, characterized in that the multi-component system is a multi-component system according to any one of aspects 1 to 14.

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Abstract

Mehrkomponentensystem mit wenigstens einem ersten Stoff und mit wenigstens einem zweiten Stoff, wobei der erste Stoff und der zweite Stoff in einer oder mehreren Stoffportionen vorliegt.

Description

Mehrkomponentensystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrkomponentensystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Mehrkomponentensystem, bei welchem die verschiedenen Komponenten zu unterschiedlichen Zeitpunkten aktiviert werden können. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Anwendung als ein Mehrkomponentenklebstoffsystem, sowie den Einsatz des erfindungsgemäßen Systems zu medizinischen und weiteren Zwecken.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Mehrkomponentensysteme bekannt.
Beispielsweise werden in der Klebetechnik Mehrkomponentensystem eingesetzt, wie beispielsweise Zweikomponentensysteme.
Aus der US9333725B2 ist eine Klebstoffstruktur bekannt, die Klebstoffstruktur umfasst eine erste Schicht, eine zweite Schicht und eine Hybrid -Klebstoffschicht zum Verkleben der ersten Schicht mit der zweiten Schicht. Die hybride Klebstoffschicht enthält zwei oder mehr Klebstoffeinheiten aus unterschiedlichen Klebstoffmaterialien, die zwei oder mehr Klebstoffeinheiten sind in einem Muster angeordnet.
Wünschenswert ist es, durch die Kombination von mindestens zwei verschiedenen Klebstoffzusammensetzungen mit gleichen und/oder unterschiedlichen Eigenschaften diese Eigenschaften so zu kombinieren, dass die unterschiedlichen Klebstoffeigenschaften sich kombinieren und vorzugsweise auch verstärken.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mehrkomponentensystem in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass durch die Kombination von mehreren Komponenten eine verbesserte Wirkung, insbesondere verglichen mit der Verwendung der einzelnen Komponenten, auftritt. Insbesondere soll durch ein Mehrkomponentenklebstoffsystem eine verbesserte Haftwirkung, insbesondere verglichen mit der Verwendung der einzelnen Komponenten, erzielt werden. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Mehrkomponentensystem bereitzustellen, in welchen die einzelnen Komponenten des Systems zu definierten Zeitpunkten aktiviert werden können, um so die vorteilhaften Eigenschaften des Systems bzw. der Systeme verbessern bzw. nutzen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Mehrkomponentensystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Mehrkomponentensystem bereitgestellt wird, mit wenigstens einem ersten Stoff N1 und mit wenigstens einem zweiten Stoff N2, wobei der erste Stoff und der zweite Stoff in einer oder mehreren Stoffportionen vorliegen können.
Die Erfindung basiert auf der Grundidee, dass mindestens eine Eigenschaft des mindestens einen ersten Stoffes mit mindestens einer Eigenschaft des mindestens einen zweiten Stoffes kombiniert werden kann, und so ein Vorteil gegenüber der Verwendung der einzelnen Stoffe erzielt wird. Dabei können z.B. in einer Ausführungsform mindestens ein erster Klebstoff mit mindestens einem zweiten Klebstoff kombiniert wird, und so verbesserte Eigenschaften, wie eine verbesserte Haftkraft oder auch eine verbesserte Dichtung bei z.B. gleicher Haftkraft, erzielt werden als bei separater Verwendung der einzelnen Klebstoffe. Das Mehrkomponentensystem kann somit einen Hybridklebstoff umfassen.
Generell kann das Mehrkomponentensystem zwei oder mehr als zwei Stoffe umfassen.
In einem Ausführungsbeispiel kann ein Mehrkomponentenklebstoffsystem also eine verbesserte Haftwirkung im Vergleich zu einem Einkomponentenklebstoffsystem erlangen, insbesondere bei der Verklebung verschiedener Oberflächen bzw. Materialien. Beispielsweise kann eine verbesserte Verklebung einer Metalloberfläche (beispielsweise eine Oberfläche eines Schwermetalls, Leichtmetalls, Edelmetalls, Halbedelmetalls, Legierung oder unedlen Metalls) mit einer Kunststoffoberfläche und/oder einer Holzoberfläche und/oder Papieroberfläche und/oder Textiloberfläche, Gewebe, Garn, Nahtmaterial, Faserverbundsstoffe verglichen mit der Verwendung eines einzelnen Klebstoffes erzielt werden. Eine verbesserte Verklebung kann dabei eine verbesserte (erhöhte und/oder beständigere und/oder länger anhaltende und/oder nicht wasserlösliche) Haftwirkung umfassen.
Die Gesamtwirkung der Summe der Eigenschaften der zwei oder mehr Stoffe kann dabei auch größer sein als die Summe der Teilwirkungen der Eigenschaften der einzelnen Stoffe, falls diese einzeln eingesetzt werden. ln einer Ausführungsform kann aber auch der erste Stoff ein Klebstoff und/oder der zweite Stoff ein anderer Stoff als ein Klebstoff ist.
Verwendete Klebstoffe können dabei beispielsweise Epoxidklebstoffe und/oder Sil Ikon klebstoffe und/oder Polyurethanklebstoffe und/ oder Acrylatklebstoffe und/ oder Fibrinklebstoffe, Phase Change Material umfassen, sind aber nicht auf diese begrenzt.
Es können dabei aber ebenfalls Stoffe zum Einsatz kommen, die nicht nur Klebstoffeigenschaften aufweisen, sondern zum Beispiel auch Stoffe wie Dichtstoffe, die ebenfalls eine vorteilhafte Funktion für die zu verklebenden Materialien bzw. Oberflächen aufweisen. Dabei können Dichtstoffe wie z.B. Silikone, Acrylharz-Dispersionen oder dergleichen eingesetzt werden.
Die Eigenschaften der Stoffe können beispielsweise eine isolierende, wärmeleitende, elektrisch leitende, antibiotische, antimikrobielle, klebende, haftende, aktivierende, hemmende, blockierende, dichtende, wasserlösliche und/oder leuchtende Eigenschaft umfassen. Beispielsweise kann in einem Mehrkomponentenklebstoffsystem durch die Kombination von mehreren Klebstoffen eine verbesserte Klebewirkung verglichen mit der Verwendung der einzelnen Klebstoffe erzielt werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Klebewirkung eines ersten Stoffes mit beispielsweise einer abdichtenden Wirkung eines zweiten Stoffes kombiniert werden.
Die Stoffe bzw. Stoffportionen können generell (Nano- und/oder Mikro)-Kapseln, (Klebstoff- Punkte, sowie aus Punkten gebildete geometrische oder nicht geometrische Formen, Streifen, Kugeln, Ellipsen, Striche, Bahnen, etc. umfassen. Dabei weisen typischerweise Nanokapseln eine Größe im Nanometerbereich (d.h. Größe kleiner als 1000 nm) auf, während Mikrokapseln auch Kapseln im Größenbereich von einigen Millimetern, wie z.B. bis zu 2 mm aufweisen können. Die Begriffe Stoff und Stoffportion werden in der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet.
Generell sind die Stoffe in dem Kern (auch als Core bezeichnet) der jeweiligen Kapseln eingebracht und von einer oder mehrerer Hüllen (auch als Shell bezeich net) umgeben. Diese Stoffe können grundsätzlich in fester, flüssiger oder gasförmiger Form sein.
Die Kapseln können miteinander über eine Brücke verbunden sein. Bevorzugt sind die Kapseln über eine Brücke kovalent verbunden. ln bestimmten Ausführungsformen ist die Hülle der Kapsel funktionalisiert. Die Funktionalisierung der Kapsel erfolgt typischerweise über die Anbringung eines Linkers (L) an die Hülle der Kapsel und gegebenenfalls über eine funktionelle Gruppe, die an den Linker angebracht ist. Die Funktionalisierung kann aber ebenfalls direkt beim Herstellen der Kapseln, z.B. mittels UV-Strahlung, eingebracht werden. Über Reaktionen oder Wechselwirkungen können unterschiedliche funktionelle Gruppen zwei Kapseln verknüpfen. Diese Verknüpfung kann z.B. in Form einer kovalenten Bindung ausgebildet werden, wenn die beiden funktionellen Gruppen der Kapseln miteinander reagieren. In diesen Fällen wird die Brücke, die die Verbindung zwischen den beiden Kapseln erzeugt, über die funktionellen Gruppen und die Linker, die gegebenenfalls an die Kapseln gebunden sind, gebildet.
Insbesondere ist es denkbar, dass das Volumen der einen oder mehreren Stoffportionen des ersten Stoffes in einem definierten Verhältnis zum Volumen der einen oder mehreren Stoffportionen des zweiten Stoffes steht, sodass bei einer Vermischung der einen oder mehreren Stoffportionen des ersten Stoffes mit den einen oder mehreren Stoffportionen des zweiten Stoffes ein definiertes Mischungsverhältnis der Stoffe erzielt wird. Insbesondere können die Volumina und das Mischungsverhältnis so gewählt sein, dass sich aus dem Produkt der Vermischung der Stoffe eine Wirkung ergibt, welche über die Wirkung der jeweils einzelnen Stoffe hinausgeht. Bei einem Klebstoffsystem kann sich beispielsweise eine verbesserte Haftwirkung ergeben. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Mischungsverhältnis so gewählt sein, dass sich eine verkürzte Trocknungszeit des Hybridklebstoffs ergibt.
In einer Ausführungsform sind die ersten Kapseln mit wenigstens einer ersten funktionellen Gruppe ausgebildet und optional mit einem ersten Linker versehen und die zweiten Kapseln mit wenigstens einer zweiten funktionellen Gruppe ausgebildet und optional einem zweiten Linker versehen, wobei die erste funktionelle Gruppe über eine vordefinierte Wechselwirkung über schwache oder starke Wechselwirkung, bevorzugt aber über kovalente Bindung mit der zweiten funktionellen Gruppe reagiert und diese miteinander verbindet und wobei der Abstand der funktionellen Gruppen zu der jeweiligen Kapseln durch den jeweiligen Linker (sofern vorhanden) bestimmt ist. Es wird klargestellt, dass die funktionellen Gruppen auch direkt an der Hülle der Kapsel angebracht sein können und keine Anwesenheit eines Linkers erforderlich ist.
Das hat den Vorteil, dass durch die so definierte räumliche Anordnung mit Hilfe der funktionellen Gruppen und sofern vorhanden der Linker und der Verbindung durch die funktionellen Gruppen wenigstens ein erster Stoff und wenigstens ein zweiter Stoff definiert zueinander angeordnet werden. Mit anderen Worten können die beiden Stoffe in den Kapseln in ein definiertes räumliches Verhältnis gebracht werden, so dass z.B. eine gezielte Reaktion des ersten Stoffes mit dem zweiten Stoff ermöglicht wird. Somit wird es nun möglich, den ersten Stoff und den zweiten Stoff in einem definierten Verhältnis und entsprechend definiertem Abstand getrennt voneinander anzuordnen. Durch entsprechende Aktivierung werden dann die Stoffe miteinander vermischt und die Reaktion der Stoffe miteinander ermöglicht.
Denkbar ist grundsätzlich auch, dass der erste und der zweite Stoff identisch sind, so dass an sich ein Ein-Komponentensystem vorliegt. Auch derartige Systeme sollen als Mehrkomponentensysteme im vorstehenden Sinne verstanden werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der erste Linker länger als der zweite Linker ist oder umgekehrt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass beispielsweise die ersten Stoffe nach entsprechender Bindung einen größeren Abstand zueinander einnehmen als der erste Stoff zum zweiten Stoff. Dies führt dazu, dass der zweite Stoff immer räumlich zwischen den ersten Stoffen angeordnet ist, was die Durchmischung begünstigt. Auch eine Einstellung der Konzentrations- und/oder Volumenverhältnisse der Stoffe relativ zueinander wird hierdurch begünstigt.
Ein Linker kann jede Form von Verbindung zwischen einer Kapsel und einer funktionellen Gruppe sein.
Ein Linker kann auch jede Art der direkten Verbindung zwischen einer Kapsel und einer funktionellen Gruppe sein.
Eine Brücke kann jede Ad der direkten Verbindung zwischen zwei Kapseln sein. Dabei kann die Brücke die Linker und die funktionellen Gruppen einschließen.
In einem Ausführungsbeispiel sind die ersten Stoffportionen mit wenigstens einer ersten funktionellen Gruppe ausgebildet und die zweiten Stoffportionen mit wenigstens einer zweiten funktionellen Gruppe ausgebildet, wobei die erste funktionelle Gruppe über eine vordefinierte Wechselwirkung, insbesondere über schwache oder starke Wechselwirkung, bevorzugt aber über kovalente Bindung, mit der zweiten funktionellen Gruppe reagiert und diese miteinander verbindet, wobei das Volumenverhältnis der ersten und zweiten Stoffportion über die Größe/ Menge der beiden Stoffportionen eingestellt werden kann. Stoffe oder Stoffportionen, die in mindestens einer der Kapseln enthalten sein können, werden bevorzugt ausgewählt aus der Liste aus Klebstoffen, pharmazeutischen Wirkstoffen, Duftstoffen, Farbstoffen, Füllstoffen, Pflegeprodukten, Wachstumsfaktoren, Hormonen, Vitaminen, Spurenelementen, Fetten, Säuren, Basen, Bleichmittel, Lacke, Alkohole, Proteine, Enzyme, Nukleinsäuren, Hydrogele, Detergenzien, Tenside, Alkohole, Eiweiße, fluoreszierende Stoffe oder ähnliches oder Kombinationen der vorgenannten enthalten.
Dabei können die Klebstoffe Duroplaste, Thermoplaste oder Elastomere sein. Die Härtung der Klebstoffe kann chemisch erfolgen wie z.B. bei Acrylaten (wie z.B. Cyanacrylat, Methylmethacrylat, ungesättigten Polyestern, anerob härtenden Klebstoffen, strahlenhärtenden Klebstoffen). Die Härtung kann gegebenenfalls mittels Polyaddition, wie z.B. bei Epoxidklebstoffen, Polyurethanklebstoffen und Silikonen erfolgen. Die Härtung kann ebenfalls über eine Polykondensationsreaktion erfolgen wie bei Phenolharzen, Polyimiden, Polysulfiden, Bismaleiniden, Silan-modifizierten Polymeren, und auch Silikonen. Es können physikalisch abbindende Klebstoffe wie beispielsweise Lösemittel-haltige Klebstoffe, Diffusionsklebstoffe, Kontaktklebstoffe, wasserbasierte Dispersionsklebstoffe und kolloidale Systeme zum Einsatz kommen. Es ist ebenfalls denkbar, dass Schmelzklebstoffe und sogenannte Plastisole eingesetzt werden.
Außerdem ist denkbar, dass die ersten Stoffportionen und die zweiten Stoffportionen sich dahingehend unterscheiden, dass die ersten Stoffportionen mit einer größeren Anzahl an Stoffportionen verbunden sind bzw. verbindbar sind als die zweiten Stoffportionen oder umgekehrt. Hierdurch lässt sich das Konzentrations- und/oder Volumenverhältnis und das relative Verhältnis der Stoffe zueinander einstellen. Die funktionellen Gruppen können homogen oder heterogen ausgebildet sein. Denkbar ist beispielsweise, dass ein Stoff und die zugehörigen funktionellen Gruppen heterogen sind, d.h. dass unterschiedliche funktionelle Gruppen eingesetzt werden können. Dies ist beispielsweise dann wünschenswert, wenn man erreichen möchte, dass z.B. bei der Herstellung bestimmte Linker zunächst mit Schutzgruppen versehen werden und für bestimmte Bindungen verwendet werden sollen, beispielsweise erster Stoff zu erster Stoff oder zweiter Stoff zu zweiter Stoff oder auch erster Stoff zu zweiter Stoff. Denkbar ist auch, dass eine erste funktionelle Gruppe eine Verbindung von zwei Kapseln ermöglicht, und eine zweite, unterschiedliche funktionelle Gruppe die Bindung von Kapseln auf Oberflächen oder Fasern ermöglicht. Denkbar ist auch, dass eine erste funktionelle Gruppe eine Bindung von zwei Kapseln ermöglicht, und eine zweite, unterschiedliche funktionelle Gruppe es ermöglicht, die Eigenschaften der Kapseln zu verändern, z.B. Biokompartibilität, Löslichkeit, oder ähnliche Eigenschaften. Denkbar ist auch, dass heterogene funktionelle Gruppen es ermöglichen, ein Drei-oder Mehrkomponentensystem auszugestalten.
Des Weiteren kann erste funktionelle Gruppe mit der ersten Stoffportion an der Oberfläche haften, bzw. in anderen Worten: Es kann vorgesehen sein, dass die erste Stoffportion über die erste funktionelle Gruppe an der Oberfläche haftet.
Denkbar ist aber auch, dass alle funktionellen Gruppen homogen, d.h. identisch ausgebildet sind. Bei heterogener Ausbildung ist auch denkbar, dass dies mit weiteren Eigenschaften bzw. Unterschieden in der Ausgestaltung der Linker (z.B. Länge, Winkel, Art des Linkers usw.) kombiniert wird.
Die ersten Stoffportionen können eine im Wesentlichen identische Größe aufweisen und/oder die zweiten Stoffportionen eine im Wesentlichen identische Größe aufweisen. Mit Größe kann insbesondere die räumliche Ausdehnung, aber auch die Masse bzw. das eingenommene Volumen gemeint sein. Denkbar ist, dass die ersten Stoffportionen und die zweiten Stoffportionen jeweils eine identische Größe bzw. Menge aufweisen.
Insbesondere ist aber auch denkbar, dass die ersten Stoffportionen und die zweiten Stoffportionen eine unterschiedliche Größe aufweisen.
Durch die Wahl der Größe wird auch das jeweilige (lokale) Volumen und/oder die jeweilige lokale Konzentration des jeweiligen Stoffes bestimmt.
Das Mehrkomponentensystem kann eine (Netzwerk)-Struktur mit Zwischenräumen aufweisen, wobei die (Netzwerk)-Struktur von Stoffportionen des ersten Stoffes ausgebildet ist, wobei in den Zwischenräumen ein Umgebungsmedium und zumindest abschnittsweise je wenigstens eine Stoffportion des zweiten Stoffes angeordnet ist. Eine verbesserte Durchmischung der einzelnen Stoffe und somit auch ein verbesserter Materialeinsatz sind die Folge.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine Stoffportion des ersten Stoffes und/oder des zweiten Stoffes in einer Kapsel, insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet ist. Durch die Kapselung wird es einfach möglich, eine definierte Masse bzw. ein definiertes Volumen des ersten und/oder zweiten Stoffes für das Mehrkomponentensystem bereitstellen zu können. Bei einem Mehrkapselsystem bzw. z.B. einem Zweikomponenten -Kapselsystem (2K- Kapselsystem) ist es möglich, dass die Kapselinhalte in einer definierten Anzahl und/oder einem definierten Verhältnis und Abstand in getrennten Räumen miteinander gebunden sind, bis die Kapseln aktiviert werden und somit deren Inhalte miteinander reagieren können bzw. gezwungen werden, miteinander zu reagieren, bzw. sich zu vermischen, wenn die Kapseln denselben Inhalt aufweisen. Je Kapsel ist eine Stoffportion eines Stoffes angeordnet bzw. abgepackt. Denkbar wäre auch, dass eine Kapsel mehrere Stoffportionen enthält. Eine Anordnung von Kapseln mit ersten Stoffen und zweiten Stoffen kann auch als Kapselkomplex bezeichnet werden und hat in etwa eine Funktion wie ein (Mini- )Reaktionskolben, in dem die Reagenzien nach Aktivierung zu einem definierten Zeitpunkt miteinander vermischt und die Reaktion der Stoffe miteinander in Gang gesetzt wird. Durch die große Anzahl dieser Kapselkomplexe wird die Wirkweise aufsummiert und es kommt zu einem größeren Effekt bzw. wird die Vermischung und Reaktion der Stoffe verbessert. Weitere Vorteil ergeben sich durch die bessere Durchmischung der einzelnen Stoffe bzw. Reaktionsbestandteile miteinander und somit kann - verglichen mit bisherigen Systemen - ein höherer Umsatz bei gleichzeitig geringerem Materialeinsatz erreicht werden. Bei einem Einkomponentensystem kann die Durchmischung deutlich verbessert werden. Insbesondere bei hochviskosen Klebebändern kann so mit einem Einkomponentenklebstoff eine vollständige Vernetzung durch das Klebeband erreicht werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Kapsel für den ersten Stoff eine andere Größe aufweist als eine Kapsel für den zweiten Stoff, insbesondere wobei die Kapsel für den ersten Stoff größer ist als die Kapsel für den zweiten Stoff. Hierdurch erfolgt eine Einstellung des Verhältnisses der Volumina des ersten Stoffes in Relation zum zweiten Stoff (oder umgekehrt) und auch eine Einstellung des Aktivierungsverhaltens.
Das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem umfasst einen ersten Stoff N1 und einen zweiten Stoff N2, wobei der erste Stoff N1 in mindestens einer Kapsel K1 und der zweite Stoff N2 in mindestens einer Kapsel K2 umfasst ist und die mindestens einen Kapseln K1 und K2 optional miteinander verbunden sind.
Dabei kann die optionale Verbindung zwischen den Kapseln K1 und K2 eine direkte Verbindung sein.
Die Verbindung der beiden Kapseln K1 und K2 kann ebenfalls über eine Brücke erfolgen, wobei die Brücke gebildet wird aus der Verbindung mindestens eines ersten Linkers, der an einer der Kapseln angeordnet ist. Die Kapseln können aber ebenfalls über zwei Linker, wobei der erste Linker L1 an der Kapsel K1 und der zweite Linker L2, der an der Kapsel K2 angeordnet ist. An diese Linker können funktionelle Gruppe angeordnet werden, welche durch gezielte Reaktion eine Verbindung der beiden Kapseln über die Linker ermöglichen.
Die Verbindung zwischen den beiden Kapseln, entweder direkt oder über die Brücke (d.h. mittels der Linker und der funktionellen Gruppen) ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine kovalente Bindung.
Eine direkte Verbindung zwischen den beiden Kapseln kann jede direkte (chemische, biologisch oder mechanische) Verbindung sein.
Das Material der Linker der Kapseln wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Co- Polymeren, Sternpolymeren, Alkane (insbesondere (Ci-C2o)Alkane), Cycloalkane (insbesondere (C3-Ci2)Cycloalkane), Alkene (insbesondere (C2-C2o)Alkene), Alkine (insbesondere (C2-C2o)Alkine), Biopolymeren, Proteinen, Seide, Polysaccariden, Zellulose und seinen Derivaten, Stärke, Chitin, Nukleinsäuren, DNA, DNA-Fragmenten, synthetischen Polymeren, Homopolymeren, Polyethylene, Polypropylene, Polyvinylchlorid, Polylactam, Naturkautschuk, Polyisopren, Copolymere, statistische Copolymere, Gradientcopolymer, alternierende Copolymere, Blockcopolymere, Pfropfcopolymere, Arcylnitrilbutadien -Styrol (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN), Butylkautschuk, Polymerblends, Polymerlegierung, anorganische Polymere, Polysiloxane, Polyphophazene, Polysilazane, Keramiken, Basalt, isotaktische Polymere, syndiodaktische Polymere, ataktisch Polymere, lineare Polymere, vernetzte Polymere, Elastomere, thermoplastische Elastomere, Duroplasten, teilkristalline Linker, Thermoplaste, cis-trans Polymere, leitfähige Polymere, supramolekulare Polymere, Kombinationen davon oder jeder weiteren Art der Verknüpfung der Kapsel mit einer funktionellen Gruppe.
Die funktionellen Gruppen, die über die Linker an den Kapseln angeordnet sind, werden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkane (insbesondere (Ci-C2o)Alkane), Cycloalkane (insbesondere (C3-Ci2)Cycloalkane), Alkene (insbesondere (C2-C2o)Alkene), Alkine (insbesondere (C2-C2o)Alkine), Phenyl-Substituenten, Benzyl-Substituenten, Vinyl, Allyl, Carbene, Alkylhalogenide, Phenol, Ether, Epoxide, Ether, Peroxide, Ozonide, Aldehyde, Hydrate, Imine, Oxime, Hydrazone, Semicarbazone, Halbacetale, Halbketale, Lactole, Acetal/ Ketal, Aminale, Carbönsäure, Carbonsäureester, Lactone, Orthoester, Anhydride, Imide, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäurederivate, Amide, Lactame, Peroxysäuren, Nitrile, Carbamate, Hernstoff, Guanidine, Carbodiimide, Amine, Anilin, Hydroxylamine, Hydrazine, Hydrazone, Azoverbindungen, Nitroverbindungen, Thiole, Mercaptane, Sulfide, Phosphine, P-Ylene, P-Ylide, Biotin, Streptavidin, Metallocene, oder dergleichen.
Das Mehrkomponentensystem der vorliegenden Erfindung weist in einer Ausführungsform eine Verbindung der Kapsel K1 einer Kapsel K2 auf.
Es können aber ebenfalls mehr als einer Kapsel K2 an die Kapsel K1 gebunden werden. Je nach Größe der jeweiligen Kapsel K1 können bis zu 50, bis zu 40, bis zu 30, bis zu 20, oder bis zu 10 Kapseln K2 an die Kapsel K1 angeordnet werden. Dies kann z.B die Ausbildung von dreidimensionalen Strukturen ermöglichen. Ferner ist es möglich über das Verhältnis der Anzahl der Kapseln die Mengen, die von den jeweiligen Stoffen zugegen sind, zu steuern und so ein gewünschtes stöchiometrisches Verhältnis zu begünstigen. In einigen Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass eine Kapsel K1 mit 2, 3, 4 oder 5 Kapseln K2 verbunden ist.
Die Kapseln des erfindungsgemäßen Systems weisen mindestens eine Hülle (Shell) auf.
Die Kapseln können in einigen Ausführungsformen auch mehr als eine Hülle aufweisen. Beispielsweise weisen die Kapseln in solchen Ausführungsformen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. 9, oder 10 Hüllen auf.
Die Hüllen werden bekannte Techniken aufgebracht. Beispielsweise können weitere Hüllen auf eine erste Hülle mit Hilfe von Sprühtrocknungsverfahren („Spray drying“) aufgebracht werden. Dieser Vorgang kann beliebig häufig wiederholt werden. Dabei können auch unterschiedliche Materialien für die Hüllen verwendet werden, um die Eigenschaften der Hüllen maßzuschneidern.
So können durch die für die Hülle verwendeten Materialen oder durch die Anzahl der Hüllen z.B. die Zeit bis der im Kern der Kapsel enthaltene Stoff zugänglich gemacht wird, verändert werden.
Wird die Anzahl der Hüllen in der einen Kapsel gegenüber einer anderen Kapsel erhöht, wird bei einer Aktivierung der Kapsel durch geeignete Mechanismen, zunächst der Stoff oder die Stoffportion aus der Kapsel zugänglich, welche die geringere Anzahl an Hüllen aufweist. Die Zeit zwischen dem Zugänglichmachen der Stoffe der jeweiligen Kapseln lässt sich folglich durch die Anzahl der Hüllen einstellen. Die Eigenschaften der Hülle lassen sich ebenfalls durch die verwendeten Materialien einstellen. So kann durch die Wahl von geeigneten Polymeren und Copolymeren z.B. die Hydrophile bzw. die Hydrophobie der Hülle einstellen und dadurch z.B. die Freisetzung des Stoffes in einer geeigneten Umgebung beeinflussen.
Auch der Grad der Vernetzung von Polymeren bzw. Copolymeren kann verwendet werden, um die Aktivierung der Kapseln maßzuschneidern. So können beispielsweise Methacrylate (wie z.B. Methylmethacrylat, MMA) mittels UV-Strahlung zu Polymethacrylaten quervernetzt werden. Dabei wird bei der Herstellung des einen Materials eine kürzere Zeit UV-Strahlung angewendet als bei einem zweiten Material. Das zweite Material weist durch die längere Bestrahlung einen höheren Grad der Vernetzung auf als das erste Material. Wird dann die Aktivierung der aus diesen Materialien hergestellten Kapseln mittels eines (linearen) Temperaturanstiegs ausgelöst, wird zunächst die Kapsel mit dem geringeren Vernetzungsgrad den in ihr enthaltenden Stoff freisetzen. In einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem Kapseln K1 und K2 auf, die jeweils ein zumindest teilweise vernetztes (Co)Polymer umfassen, welches einen unterschiedlichen Vernetzungsgrad in den jeweiligen Kapseln K1 und K2 aufweist.
Ebenfalls können durch die Wahl von unterschiedlichen (Co)Polymeren die Freisetzungseigenschaften der Hülle verändert werden. Daher weist eine Ausführungsform Kapseln auf, für deren Herstellung unterschiedliche (Co)Polymere eingesetzt wurden.
Die Herstellung der Hülle der Kapseln kann mindestens ein Polymer, Copolymer, Wachs, Harz, Protein, Polysaccharid, Gummi arabicum, Maltodextrin, Inulin, Metall, Legierungen, Keramik, Acrylatpolymer, Mikrogel, Phasenaustauschmaterial, Lipide, Maleinformaldehyde, Harze, Kohlenhydrate, Proteine, Phasenaustauschmaterial und/oder einen oder mehrere weitere Stoffe oder Kombinationen der vorangegangenen umfassen.
Die Aktivierung der Kapseln des Mehrkomponentensystems erfolgt durch Methoden, die dem Fachmann bekannt sind. Dabei können die verschiedenen Kapseln nach entweder durch den gleichen oder durch einen unterschiedlichen Mechanismus aktiviert werden.
Übliche Mechanismen zur Aktivierung der Kapsel(n) des Mehrkomponentensystems sind die Änderung des Drucks, des pH-Wertes, UV-Strahlung, Osmose, Temperaturänderung, Licht, Änderung der Feuchtigkeit, Zugabe von Wasser, Ultraschall, Enzyme, Diffusion, Auflösung, Degradationskontrolle, Erosion oder dergleichen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfordert, dass mindestens eine der Kapseln des Mehrkomponentensystems durch einen anderen Mechanismus aktivierbar ist als die anderen Kapseln. So können beispielsweise in einem Mehrkomponentensystem die Kapseln K1 und K2 durch einen anderen Mechanismus aktivierbar sein als die weiteren Kapseln, wie z.B: K3, des Mehrkomponentensystems.
In einem Mehrkomponentensystem kann beispielsweise eine Kapsel (z.B. K1 ) bei einer Temperatur T1 aktiviert werden, während eine andere Kapsel (z.B. K2) bei einer anderen Temperatur T2 aktiviert wird. So kann z.B. die Aktivierung der Kapseln durch die jeweilige Umgebungstemperatur gesteuert werden.
Es ist auch denkbar, dass zum Beispiel eine Kapsel durch UV-Strahlung aktiviert wird, während die Aktivierung einer zweiten Kapsel über die Änderung des pH-Wertes erfolgt.
Durch die Auswahl der Materialien, wie z.B. durch die Auswahl geeigneter Polymere, für die Hülle kann die Freisetzung des Stoffes in der Kapsel ebenfalls gezielt gesteuert werden. So lassen sich die Aktivierungszeiten der jeweiligen Kapseln im Bereich von einigen Sekunden bis hin zu einigen Tagen einstellen.
Denkbar ist weiter, dass die Kapseln für den ersten Stoff eine identische Größe aufweisen. Auch dies dient der Einstellung des Aktivierungsverhaltens bzw. des Mischverhaltens.
Die Kapseln können, beispielsweise als vorapplizierbarer Klebstoff, auf einer zu verklebenden Oberfläche aufgebracht werden, beispielsweise auf einer Metalloberfläche, beispielsweise durch ein Dispenser- und/ oder Sprühverfahren.
Metalloberflächen oxidieren in der Regel innerhalb von etwa 15 Minuten. Es bildet sich eine Oxidschicht. Diese Oxidschicht wirkt sich negativ auf eine Verklebung der Metalloberfläche aus. Aus diesem Grund muss eine Metalloberfläche normalerweise vor einer Verklebung mit einer anderen Oberfläche (mit einem Metall oder einem anderen Material) noch einmal bearbeitet werden, bevor eine Verklebung stattfinden kann. Anschließend liegt ein Zeitfenster für die Verklebung von ca. 15 min vor, bis sich die Oxidationsschicht erneut bildet.
Der vorapplizierbare Mehrkomponentensystem der vorliegenden Erfindung verhindert die Bildung der Oxidschicht auf der Metalloberfläche. Die Oberfläche wird dann durch die Mikrokapseln gegebenenfalls auch noch durch das Dispersionsmedium (Matrix) vor Oxidation geschützt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass Prozessschritte eingespart werden können (wiederholte Bearbeitung der Metalloberfläche zur Beseitigung der Oxidationsschicht). Zusätzlich ermöglicht dieser Klebstoffauftrag die Produktionsschritte (Herstellung des Metallteils und Verklebung) unabhängig von dem geringen Zeitfenster zwischen Oberflächenbearbeitung und Verklebung deutlich flexibler zu gestalten. Da die Verklebung unabhängig von Bildung der Oxidschicht nach der Oberflächenbehandlung ist, kann die Verklebung unter reproduzierbareren Bedingungen erfolgen, was auch eine Erhöhung der Qualität der Verklebung zur Folge hat.
Der vorapplizierbare Klebstoff kann in Form von, Mikrokapseln (ohne Bindung) mit einem ersten Stoff und weiteren Mikrokapseln (ohne Bindung) mit einem zweiten Stoff. Zudem kann der Auftrag auch in Form von Einfach, Doppel- oder Mehrkomponentenmikrokapseln oder in dessen Kombination erfolgen. Dabei stehen die Kapseln mit der ersten Klebstoffkomponente in einem definierten Volumenverhältnis zu den Kapseln mit der zweiten Klebstoffkomponente. Die Bindung Kapseln mit der ersten Klebstoffkomponente und der zweiten Klebstoffkomponente kann über Wechselwirkung, insbesondere schwache Wechselwirkung und/ oder über eine kovalente Bindung erfolgen.
Das Mehrkomponentensystem der vorliegenden Erfindung umfasst einen Stoff N1 , der in der Kapspel K1 einen Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes umfasst. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Einkomponentenklebstoff in wenigstens einer Kapsel (Mikrokapsel) auf eine Oberfläche bzw. ein Material vorappliziert, wobei die Kapsel(n) des ersten Stoffes in einer Umgebungsmatrix eingebettet sein können.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Mehrkomponentensystem um ein Zweikomponentenklebstoffsystem. Dabei können die Stoffe des Mehrkomponentenklebstoffsysteme ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, Polyurethanen, Fibrinklebstoffen und Kombinationen davon. Bevorzugt umfasst das Mehrkomponentenklebstoffsystem einen Epoxidklebstoff oder Polyurethanklebstoff.
In einer Ausführungsform umfasst das Mehrkomponentensystem einen Epoxidklebstoff, wobei der Stoff N1 in der Kapsel K1 ein Harz eines Epoxidklebstoffes umfasst und das Harz bevorzugt ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Glycidyl-basierten Epoxidharzen, Bisphenol-basierten Epoxidharzen (wie z.B. Bisphenol-A, Bisphenol-B, Bisphenol-F, or Bisphenol-S, Bisphenol-F Epichlorhydrinharz mit einem durchschnittlichem Molekulargewicht von <700oder Bisphenol-A Epichlorhydrinharz mit einem durchschnittlichem Molekulargewicht von <700), Novolak-Epoxidharzen, aliphatischen Epoxidharzen und halogenierten Epoxidharzen. Der Stoff N2 ist in der Kapsel K2 und umfasst einen Härter eines Epoxidklebstoffes, wobei der Härter bevorzugt ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Aminen, wie beispielsweise mehrwertigen Aminen, aliphatischen Aminen, Amiden, Carbonsäureanhydriden, Mercaptane, Dicyandiamid, Polyethylen, Triethylenetetraamanin, N‘-(3-Aminopropyl)-N, N-dimethylpropan-1 ,3-diamin und Dicarbonsäureanhydriden.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Mengenverhältnis der Stoffe N1 zu N2 im Mehrkomponentensystem im Bereich von circa 0,25 bis circa 4, circa 0,5 bis circa 2, bevorzugt circa 0,7 bis circa 1 ,3, mehr bevorzugt circa 0,8 bis circa 1 ,2, und mehr bevorzugt im Bereich von circa 0,9 bis circa 1 ,1 , am meisten bevorzugt bei circa 1 liegen.
In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung beträgt das Verhältnis der Durchmesser der Kapseln K1 zu K2 im Mehrkomponentensystem im Bereich von circa 0,5 bis circa 2, circa 0,5 bis circa 2, bevorzugt circa 0,7 bis circa 1 ,3, mehr bevorzugt circa 0,8 bis circa 1 ,2, und mehr bevorzugt im Bereich von circa 0,9 bis circa 1 ,1 , am meisten bevorzugt circa 1 ist. Typischerweise werden die Durchmesser der Kapseln durch lichtmikroskopische Methoden bestimmt.
Um eine möglichst einheitliches Klebeverhalten über eine Oberfläche zu erhalten, ist es von Vorteil, wenn die Größe (und damit auch der Durchmesser) der Kapseln eines Stoffes weitestgehend einheitlich sind. Bevorzugt sind die Größenverteilungen der Kapseln eines Stoffes (das heißt jeweils der Kapseln K1 , K2, etc.) monodispers. In bevorzugten Ausführungsformen ist der Durchmesser der Kapseln eines Stoffes in einem Bereich des Durchmessers des Maximums der Größenverteilung der jeweiligen Kapsel ± 50% des Durchmessers des Maximums entspricht. Ist das Maximum des Durchmessers der Größenverteilung einer Kapsel bei 50 pm, so sollen circa 90% der Kapseln in einem Durchmesserbereich von 25 pm bis 75 pm liegen.
In bestimmten Ausführungsformen weisen die Kapseln des Mehrkomponentensystems, bevorzugt die Kapseln eines Systems, welches einen Epoxidklebstoff umfasst, einen Durchmesser im Bereich von circa 10 pm bis circa 400 pm, bevorzugt 10 pm bis circa 200 pm, bevorzugt 40 pm bis 120 pm beträgt, mehr bevorzugt 40 pm bis 80 pm auf. Dabei liegt der Durchmesser der zweiten Kapsel eines solchen Systems im Bereich circa 2 pm bis circa 30 pm, bevorzugt 10 pm bis 25 pm beträgt, mehr bevorzugt 10 pm bis 20 pm. Der Durchmesser der Kapseln wird durch optische Methoden wie Mikroskopie bestimmt.
Das Mehrkomponentensystem der Erfindung kann zudem weitere Stoffe umfassen. In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße System mindestens einen weiteren Stoff N3, der in mindestens einer dritten Kapsel K3 angeordnet ist.
Diese dritte Kapsel K3 ist typischerweise nicht mit einer der ersten Kapseln K1 oder einer der zweiten Kapsel K2 verbunden. Das heißt, dass Mehrkomponentensystem umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform ein Dreikomponentensystem, wobei die erste Kapsel K1 , umfassend den ersten Stoff N1 , und die zweite Kapsel K2, umfassend den zweiten Stoff N2, miteinander verbunden sind, während die Kapsel K3 weder mit den Kapseln K1 und/oder K2 verbunden ist.
Es ebenfalls denkbar ist, dass auch die Kapsel K3 an mindestens eine der Kapseln K1 und/oder K2 gebunden werden kann.
Der Stoff N3, der in der dritten Kapsel K3 enthalten ist, kann beispielsweise einen Klebstoff, ein Dichtmaterial, Duftstoffe, Farbstoffe, Füllstoffe, Pflegeprodukte, Wachstumsfaktoren, Hormone, Vitamine, Spurenelemente, Fette, Säuren, Basen, Bleichmittel, Lacke, Alkohole, Proteine, Enzyme, Nukleinsäuren, Hydrogele, Detergenzien, Alkohole, Tenside, Eiweiße, fluoreszierende Stoffe und/ oder Farbstoffe oder ähnliches enthalten oder Kombinationen davon umfassen.
Wird der Stoff N3 als ein Klebstoff ausgewählt, so kann der Klebstoff ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, Silikonklebstoffen, Polyurethanklebstoffen, Acrylatklebstoffen, Fibrinklebstoffen, Phase Change Materialen und Kombinationen davon.
In einer Ausführungsform kann der Stoff N3 in der dritten Kapsel K3 ein Silikon oder einen Sil ikon klebstoff umfassen.
Das Silikon kann dabei neben eine Klebstofffunktion auch eine dichtende Wirkung aufweisen.
Durch geeignete Kombinationen der Stoffe in den verschiedenen Kapseln des Mehrkomponentensystems lassen sich so die verschiedenen gewünschten Eigenschaften gezielt einstellen, z.B. können Haft- und Dichteigenschaften des Mehrkomponentensystems über die Wahl der Stoffe eingestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst Mehrkomponentensystems einen Stoff N1 in der Kapsel K1 , die eine erste Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes umfasst, einen Stoff N2 in der Kapsel K2, die eine zweite Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes umfasst, und einen Stoff N3 in der Kapsel K3 umfasst, wobei der Stoff in der Kapsel K34 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonklebstoffen, Polyurethanklebstoffen, Acrylatklebstoffen, Fibrinklebstoffen, Phase Change Materialen, Dichtmaterialien und Kombinationen davon. In einer Ausführungsform umfasst dabei der Stoff N1 ein Harz eines Epoxidklebstoffes, der Stoff N2 einen Härter eines Epoxidklebstoffes umfasst, und der Stoff N3 ein Silikon, Sil ikon klebstoff oder einen Polyurethanklebstoff. Dabei sind die beiden Kapseln, die die Komponenten des Epoxidklebstoffes umfassen kovalent mit der Kapsel K2 über eine Brücke verbunden ist.
Wie bereits zuvor beschrieben, kann über das Verhältnis der Mengen der Komponenten des Mehrkomponentensystem, die Eigenschaften des Systems variiert werden. Dabei haben sich für verschiedene Anwendungen die folgenden Verhältnisse von Silikon zu Epoxidklebstoff oder Polyurethanklebstoff zu Epoxidklebstoff von circa 1 :9 bis zu circa 9:1 ist, bevorzugt circa 1 :5 bis zu 5:1 , mehr bevorzugt circa 1 :1 als geeignet herausgestellt.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein Zweikomponentenklebstoff (z.B. Epoxidklebstoff) vorappliziert. Dabei befindet sich die erste Komponente des Epoxidklebstoffes in wenigstens einer ersten Kapsel (Mikrokapsel) und die zweite Komponente des Epoxidklebstoffes in wenigstens einer zweiten Kapsel (Mikrokapsel). Alternativ oder zusätzlich können die Kapseln in einer Umgebungsmatrix eingebracht sein.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein mikroverkapselter Epoxidklebstoff (Zweikomponentenklebstoff, erste und zweite Komponente) mit einem Sil ikon klebstoff (Einkomponentenklebstoff, dritte Komponente) vorappliziert. Dabei befindet sich die erste Komponente des Epoxidklebstoffes in wenigstens einer ersten Stoffportion (Mikrokapsel) und die zweite Komponente des Epoxidklebstoffes in wenigstens einer zweiten Stoffportion (Mikrokapsel), wobei zwei der drei Komponenten aneinandergebunden sein können. Vorzugsweise werden die Mikrokapseln des Epoxidklebstoffs aneinandergebunden. Alternativ oder zusätzlich können die Stoffportionen in einer Umgebungsmatrix eingebracht sein.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein mikroverkapselter Epoxidklebstoff (Zweikomponentenklebstoff, erste und zweite Komponente) mit einem Polyurethanklebstoff (Einkomponentenklebstoff, dritte Komponente) vorappliziert. Dabei befindet sich die erste Komponente des Epoxidklebstoffes in wenigstens einer ersten Stoffportion (Mikrokapsel) und die zweite Komponente des Epoxidklebstoffes in wenigstens einer zweiten Stoffportion (Mikrokapsel), wobei die beiden Komponenten aneinandergebunden sein können. Vorzugsweise werden die Mikrokapseln des Epoxidklebstoffs aneinandergebunden. Zudem befindet sich der Polyurethanklebstoff in wenigstens einer dritten Stoffportion (Mikrokapsel).
Bei einem Zweikomponentenpolyurethanklebstoff befinden sich die erste Komponente des Polyurethanklebstoffes in wenigstens einer Stoffportion (Mikrokapsel) und die zweite Komponente des Polyurethanklebstoffes in wenigstens einer vierten Stoffportion (Mikrokapsel). Vorzugsweise werden die beiden mit den jeweiligen Komponenten des Polyurethanklebstoffes gefüllten Mikrokapseln aneinandergebunden. Alternativ oder zusätzlich können die Stoffportionen in einer Umgebungsmatrix eingebracht sein.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Kapseln in eine Umgebungsmatrix eingebettet. Die Umgebungsmatrix ermöglicht ein einfaches Aufträgen der Kapseln und schützt die Metalloberfläche zusätzlich vor der Oxidation. Die Matrix kann ein Lösemittel wie z.B. Wasser, Aceton, oder Ethanol, ein weiterer Klebstoff, ein Polymer, eine antibiotische Lösung, eine antimikrobielle Lösung, ein Fett, eine Paste oder der gleichen sein.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mehrkomponentensystem in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass die Dosierung von einzelnen Komponenten eines Mehrkomponentensystems und deren Durchmischung besser gesteuert werden kann, um somit die Effizienz der Reaktion des Mehrkomponentensystems zu verbessern.
Denkbar ist, dass die Aktivierung der Kapseln des Mehrkomponentensystems durch wenigstens eine Änderung von Druck, pH-Wert, UV-Strahlung, Osmose, Temperatur, Lichtintensität, Feuchtigkeit oder dergleichen erfolgt.
Denkbar ist einen oder mehrere Aktivierungsmechanismen parallel und/ oder sequentiell zu nutzen. Der sequenzielle Öffnungsmechanismus kann beispielsweise durch eine unterschiedlich dicke Hülle, unterschiedliches Hüllenmaterial, verschiedene Kapselgröße oder der gleichen ausgeführt.
Mögliche Kapseltypen umfassen beispielsweise Einfachkapseln Doppelkapseln, Multikernkapseln Kapseln mit kationischen oder anionischem Charakter, Kapseln mit unterschiedlichem Hüllmaterial, Granulate, Kapseln mit mehreren Hüllen, Kapseln mit mehreren Schichten des Hüllenmaterials (sogenannte Multilayer microcapsules), Kapseln mit Metallnanopartikeln, Matrixkapseln und/oder Hohlkapseln, Kapseln mit einem dichten Hüllmaterial, z.B. einem absolut dichten Hüllmaterial, poröse Kapseln und/oder leere poröse Kapseln (beispielsweise um Gerüche einzukapseln).
Der erste Stoff und der zweite Stoff können Bestandteile eines Mehr- Komponentenklebstoffes, insbesondere Zweikomponenten-Klebstoffes, sein.
Grundsätzlich sind auch andere Anwendungsfelder möglich. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Stoff und der zweite Stoff Bestandteile eines Einkomponentenklebstoffes sind. In anderen Worten, der erste Stoff und der zweite Stoff können derselbe Stoff sein.
Der erste und der zweite Stoff können beispielsweise jeweils unterschiedliche Klebstoffe sein.
Die Kapseln sind mit Linkern und mit funktionellen Gruppen ausgebildet bzw. funktionalisiert.
Die Linker sollen die Kapseln untereinander vernetzen. Es kann vorgesehen sein, dass die funktionellen Gruppen noch mit einer Schutzgruppe versehen sind. Der Abstand der Kapseln kann durch die Länge der Linker bestimmt werden. Die Länge der Linker ist so zu wählen, dass der Radius des Inhaltes der entleerten Flüssigkeit der Kapseln sich mit dem Inhalt der Nachbarkapseln leicht überschneidet, um eine Vernetzung zu gewährleisten. Bei einem höher viskosen Umgebungsmedium (wie z.B. einem Klebeband) wären die Länge der Linker kleiner zu wählen als bei einem niedrig viskoseren Medium wie eine Paste oder Flüssigkeit.
Generell ist eine Intravernetzung von Kapseln möglich. Hier werden Kapseln einer Kapselpopulation miteinander vernetzt.
Generell ist es möglich, dass über Intravernetzung Kapseln mit demselben Inhalt vernetzt werden.
Generell ist alternativ oder zusätzlich eine Intervernetzung von Kapseln möglich. Hier werden Kapseln von mindestens zwei unterschiedlichen Kapselpopulationen miteinander vernetzt.
Generell ist es möglich, dass über Intervernetzung Kapseln mit unterschiedlichen Inhalten vernetzt werden.
Es ist denkbar, dass bei chemisch härtenden Klebstoffen Harz und Härter in dem Zweikomponentensystem mit zwei getrennten Reaktionsräumen in einem definierten Volumenverhältnis in getrennten Kapseln vorliegen und gegen die Aktivierungsreaktionen bei Lagerbedingungen geschützt sind. Durch z.B. Änderung von Druck, pH-Wert, UV- Strahlung, Osmose, Temperatur, Lichtintensität, Feuchtigkeit oder den Ausschluss von Luft wird dann die Aushärtereaktion ausgelöst.
Die Kapseln eines Einkomponenten-Kapselsystems oder Mehrkomponenten- Kapselsystems, z.B. eines Zweikomponenten-Kapselsystems können in die Gasphase, in pastöses Medium, in viskoses Medium, in hoch-visköses Medium, in flüssige Systeme eingebracht und/oder auf feste Oberflächen gebracht werden.
Denkbar ist beispielsweise, dass die Kapseln in einem Spray (Sprühklebstoff) enthalten sind.
Es ist denkbar, dass ein Mehrkomponentensystem z.B. ein Zweikomponenten-Klebstoff in einem pastösen Medium als Umgebungsmedium eingearbeitet ist. Damit kann ermöglicht werden, den Klebstoff sehr präzise auf eine zu verklebende Fläche, beispielsweise eine Oberfläche aufzutragen. Der Zweikomponentenklebstoff wäre bis zur Aktivierung noch nicht aktiviert, die Prozesszeit, sowie die Aktivierung kann individuell bestimmt werden.
Es ist denkbar, dass die Kapseln auf einer Oberfläche z.B. einem Trägermaterial angebracht sind. Die Kapseln können beispielsweise in und/oder auf einem doppel- oder einseitigen Trägermaterial enthalten sein.
Das Trägermaterial kann beispielsweise eine Oberfläche, ein Kunststoff, eine Kunststofffolie oder ein Metall oder eine Metallfolie oder ein Kunststoffschaum oder ein Textilgewebe oder ein Papier oder Holz oder ein Faserverbundstoff umfassen. Möglich ist auch, dass das Trägermaterial weiterbearbeitet wird, zum Beispiel durch Bedrucken oder Stanzen, oder auch anderweitig.
Es ist denkbar, dass die Stoffportionen (auch ohne Verkapselung) auf einer Oberfläche, z.B. einem Trägermaterial, anbringbar sind oder aufbringbar sind oder aufgebracht sind oder angebracht sind. Möglich ist beispielsweise die Aufbringung in Form von Punkten, sowie aus Punkten gebildete geometrische oder nicht geometrische Formen, Streifen, Kugeln, Ellipsen, Strichen, Bahnen, etc.
Insbesondere ist es auch denkbar, dass über die Anordnung der einen oder mehreren Stoffportionen eines ersten Stoffes und die Anordnung der einen oder mehreren Stoffportionen eines mindestens zweiten Stoffes auf einer Oberfläche, insbesondere bei Aktivierung, z.B. durch Druck, Temperatur, Induktion z.B. bei der Verklebung der Oberfläche mit einer weiteren Oberfläche, eine Vermischung der Stoffe, insbesondere eine optimale Vermischung der Stoffe, sowie eine Kombination von zwei verschiedenen Eigenschaften und damit eine gewünschte Eigenschaft des entstandenen Hybridstoffs erzielt werden kann. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Hybridklebstoff mit verbesserter Haftwirkung verglichen mit den einzelnen Klebstoffkomponenten erzielt durch Anbringung von einer oder mehreren Stoffportionen eines ersten Klebstoffes und einer oder mehreren Stoffportionen eines zweiten Klebstoffes auf einer zu verklebenden Oberfläche, wobei das Volumen der einen oder mehreren Stoffportionen des ersten Stoffes in einem definierten Verhältnis zum Volumen der einen oder mehreren Stoffportionen des zweiten Stoffes steht und die Anordnung der einen oder mehreren Stoffportionen des ersten Stoffes und die Anordnung der einen oder mehreren Stoffportionen es zweiten Stoffes auf der zu verklebenden Oberfläche so konfiguriert ist, dass bei einer Verklebung der Oberfläche mit einer weiteren Oberfläche (Druck) eine Vermischung der Stoffe, insbesondere eine optimale Vermischung der Stoffe in einem definierten Mischverhältnis ermöglicht wird.
Eine Anwendungsmöglichkeit eines doppel- oder einseitigen Trägermaterials umfassend die Kapseln eines Einkomponenten-Kapselsystems oder Mehrkomponenten-Kapselsystems, z.B. eines Zweikomponenten-Kapselsystems ist ein Klebeband und/oder Klebestreifen und/oder Klebeetikett.
Eine Anwendungsmöglichkeit eines doppel- oder einseitigen Trägermaterials beinhaltend die Kapseln eines Einkomponenten-Kapselsystems oder Mehrkomponenten-Kapselsystems, z.B. eines Zweikomponenten-Kapselsystems ist ein Klebeband und/oder Klebestreifen und/oder Klebeetikett zur Wundabdeckung bei Menschen oder Tieren. Auch eine Anwendung bei Pflanzen, z.B. bei Bäumen, ist generell möglich. Das Trägermaterial kann z.B. auf die Haut und/oder Körperoberfläche des Menschen oder Tieres oder der Pflanze angebracht werden. Möglich ist auch, dass das Trägermaterial im (Körper-)lnneren des Menschen oder Tieres oder der Pflanze angebracht wird.
Insbesondere kann so eine Wundabdeckung bei Menschen, Tieren oder Pflanzen ermöglicht werden. Möglich ist, dass Wunden gezielt verklebt werden. Danach ist vorgesehen, dass ein Haftkleber auf einem doppel- oder einseitigen Trägermateri al eine erste Haftung zur Positionierung des Trägermaterials ermöglicht. Über die Aktivierung der Kapseln findet eine Vernetzung statt, die eine finale Haftung ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann so die Wiederherstellung eines Gewebes, z.B. von Knochen und/oder Knorpelgewebe, Nervengewebe, Muskelgewebe, Fettgewebe, Epithelgewebe, Enamel, Dentin, Pulpa, Parenchym, Kellenchym, Sklerencym, Epidermis, Periderm, Xylem, Phloem oder Organes, welches z.B. durch Unfall, Verletzung, operativen Eingriff oder eine andere Art der Schädigung strukturell und/oder funktionell verändert wurde, durch die Anbringung eines doppel-oder einseitigen Trägermaterials von Ein- oder Mehrkomponenten-Klebstoffen ermöglicht werden. Es ist denkbar, dass eine zu verklebende Oberfläche mit einer funktionellen Gruppe ausgebildet bzw. versehen wird (also funktionalisiert wird), die zu einer funktionellen Gruppe, mit welcher Zweikomponenten-Mikrokapseln funktionalisiert wurden, komplementär ist. Die Zweikomponenten-Mikrokapseln können auf die zu verklebende Oberfläche gebunden werden. Die zu verklebende Oberfläche kann somit nicht klebrig ausgebildet sein. Der Zeitpunkt, sowie die Art der Aktivierung der Zweikomponenten-Mikrokapseln kann exakt bestimmt werden. Dies kann beispielsweise Anwendung beim Kleben im Mikrobereich finden, wie z.B. beim Verkleben von Elektronik, Displays, Okularen, Linsen oder Ähnlichem. Denkbar ist auch eine Anwendung im Bereich von tiefen Weichteilverletzungen bei Menschen oder Tieren. Denkbar ist, dass durch das beschriebene Verfahren auch tiefe und/ oder größere Wunden geklebt werden können. Denkbar ist ein minimalinvasives Kleben von tiefen und/oder großen Wunden. Denkbar ist generell ein Kleben von menschlichen, tierischen oder pflanzlichen, Geweben und/oder Organen jeder Art.
Insbesondere ist denkbar, dass die Kapseln eines Einkomponenten-Kapselsystems oder Mehrkomponenten-Kapselsystems, z.B. eines Zweikomponenten-Kapselsystems zusätzlich oder alternativ pharmakologisch wirksame Substanzen enthalten, beispielsweise Arzneimittel inklusive Antibiotika, Wachstumsfaktoren, Desinfektionsmittel, oder ähnliches. Dies kann beispielsweise eine bessere Wundheilung oder Verwachsung von Gewebe oder Organen aller Art ermöglichen.
Dabei kann beispielsweise der Stoff N1 in der ersten Kapsel K1 einen pharmazeutischen Wirkstoff umfassen. Neben den bereits zuvor genannten, pharmazeutischen Wirkstoffen kann der erste Stoff beispielsweise ebenfalls ein Antiseptikum, antiinflammatorische Wirkstoffe, Wachstumsfaktoren, Antibiotika oder Kombinationen davon enthalten.
Geeignete Antiseptika sind z.B. Alkohole (wie Ethanol, Hexanol, n-Propanol, oder i-Propanol oder Gemische der vorgenannten oder Gemische der vorgenannten mit Wasser), quartäre Ammoniumverbindungen (wie z.B. Benzalkonium, Bentethoniumchlorid, Brillantgrün, Cetrimid, Cetylpyridiniumchlorid, Octenidin(dihydrochlorid), Polyhexanid), lod-haltige Verbindungen (wie z.B Povidon-Iod oder lodtinktur), halogenierte Verbindungen (wie z.B. Triclosan, Chlorhexidin, 2,4-Dichlorbenzylalkohol), Chinolinderivate (z.B. Oxichinolin), Benzochinonderivate (z.B. Ambazon), Phenol-Derivate (Hexachlorophen) oder Quecksilberhaltige Verbindungen (z.B. Merbromin oder Thiomersal)
In einer weiteren Kapsel des Mehrkomponentensystems kann ein Klebstoff umfasst sein, wie z.B. in der zweiten Kapsel des Mehrkomponentensystems K2. Dieser Klebstoff kann bei der Anwendung im oder am menschlichen oder tierischen Körper als ein für diese Stellen verträglicher Klebstoff ausgewählt werden. Z.B. ist der eingesetzte Klebstoff ein Fibrinklebstoff.
Denkbar ist auch, dass die Kapseln eines Einkomponenten-Kapselsystems oder Mehrkomponenten-Kapselsystems, z.B. eines Zweikomponenten-Kapselsystems poröse Kapseln sind. Poröse Kapseln können eingesetzt werden, um Flüssigkeiten und/oder Gerüche aufzunehmen. Denkbar ist beispielsweise, dass poröse Kapseln zur Aufnahme von Wundflüssigkeit bei Wunden von Tieren, Menschen, oder auch Pflanzen eingesetzt werden.
Es ist auch möglich, dass über die Kapseln eines Mehrkomponenten-Kapselsystems, z.B. eines Zweikomponenten-Kapselsystems ein gewähltes Freisetzungsprofil erreicht wird. Denkbar ist beispielsweise eine stufenweise und/oder verzögerte Freigabe von Arzneimittel oder Wachstumsfaktoren und/oder Wirkstoffen aller Art.
Dabei kann beispielsweise in einer Ausführungsform eine Kapsel des Mehrkomponentensystems einen pharmazeutischen Wirkstoff, wie ein Antiseptikum, umfassen und die zweite Kapsel einen Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffs (z.B. einen Fibrinklebstoff). Die Aktivierung der Kapseln kann dabei zeitlich gesteuert werden, so dass beispielsweise zunächst der pharmazeutische Wirkstoff durch Aktivierung der Kapsel freigesetzt wird. So könnte eine Wunde mit einem Antiseptikum versorgt werden, um eine drohende Sepsis zu verhindern. Nach einem definierten Zeitraum könnte dann die Aktivierung der Kapsel erfolgen, die den Klebstoff umfasst und so dafür sorgen, dass die Wunde verklebt bzw. geschlossen wird.
Die Kapseln des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems können durch unterschiedliche Mechanismen aktiviert werden. Dabei ist es denkbar, dass eine oder mehr Kapseln durch den gleichen Mechanismus aktiviert werden (z.B. Kapsel K1 und K2), während mindestens eine der verbleidenden Kapseln über einen anderen Mechanismus aktiviert werden kann. D.h. mindestens eine der Kapseln des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems wäre in einer solchen Ausführungsform anders aktivierbar als die anderen Kapseln.
Die Aktivierung der mindestens einen Kapsel (z.B. K1 , K2, und/oder K3) kann durch Änderung des Drucks, des pH-Wertes, UV-Strahlung, Osmose, Temperaturänderung, Licht, Änderung der Feuchtigkeit, Zugabe von Wasser, Ultraschall, durch Enzyme, durch Diffusion, durch Auflösung der Kapsel, Degradationskontrolle, Erosion oder dergleichen erfolgen. Es ist aber ebenfalls denkbar, dass eine gezielte Aktivierung der verschiedenen Kapseln durch die unterschiedliche Anzahl der Hüllen in der jeweiligen Kapsel gesteuert wird.
Alternativ kann die Aktivierung auch über unterschiedliche Hüllenmaterialien gesteuert werden. So können beispielsweise unterschiedliche (Co)Polymere eingesetzt werden in den verschiedenen Hüllen der Kapseln, die eine verschiedene Hydrophile aufweisen. So kann durch das Verhältnis der hydrophile und hydrophoben Monomer-Bausteine ein gewünschtes Aktivierungsverhalten maßgeschneidert werden. Es ist ebenfalls möglich, dass eine gewünschte (zeitlich) gestaffelte Aktivierung über die unterschiedliche Quervernetzung eines (Co)Polymers erfolgt. So können beispielsweise Methacrylate wie Methylmethacrylat (MMA) durch UV-Strahlung quervernetzt werden. Über die Dauer der UV-Strahlung kann der Vernetzungsgrad des Poly(methyl)methacrylats (PMMA) gezielt gesteuert werden. Die Freisetzung bzw. die Aktivierung der Kapsel erfolgt dann zeitlich je nach Vernetzungsgrad des eingesetzten (Co)Polymers in der Hülle der Kapsel.
Es ist denkbar, dass bei einem Zweikomponenten-Kapselsystem zu einer schnelleren Heilung einer Wunde eine erste Kapselpopulation mit Fibrin sofort aktiviert wird, eine zweite Kapselpopulation mit Antibiotika jedoch über einen verlängerten Aktivierungsmechanismus verfügt, so dass die Antibiotikafreisetzung verglichen mit der Fibrinfreisetzung verzögert erfolgt. Zusätzlich wäre es möglich, eine leere, poröse Kapsel einzubringen, die Gerüche und/oder Wundflüssigkeit aufsaugt.
Es ist denkbar, dass in einem Zweikomponenten-Mikrokapselsystem eine erste Kapselpopulation mit einer wässrigen Komponente (erste Phase) und eine zweite Kapselpopulation mit einer ölhaltigen Komponente (zweite Phase) enthält. Denkbar ist, dass ein Zweikomponenten-Mikrokapselsystem somit ermöglicht, die wässrige Komponente und die ölhaltige Komponente, also die erste Phase und die zweite Phase, in einem definierten Verhältnis in Lösung zu bringen. Denkbar ist, dass so ein Zweiphasenprodukt basierend auf einem Zweikomponenten-Mikrokapselsystem mit einem definierten Verhältnis (von erster Phase zu zweiter Phase) entstehen kann. Denkbar ist beispielsweise, dass ein Zweiphasenprodukt basierend auf einem Zweikomponenten -Mikrokapselsystem in einem definierten Verhältnis auf ein Gewebe/ eine Faser aufgetragen werden kann. Denkbar ist, dass durch ein Zweiphasenprodukt basierend auf einem Zweikomponenten - Mikrokapselsystem Substanzen nicht austrocknen, und es ermöglichen in einer gängigen Verpackung gelagert werden zu können. Im Allgemeinen kann ein derartiges System dafür verwendet werden, dass Reaktionen effektiver als bei herkömmlichen Systemen ablaufen. Denkbar ist auch, dass zwei Kapselpopulationen eines Zweikomponenten -Kapselsystems auf einem Trägermaterial im Batch verfahren mit demselben Inhalt, jedoch mit unterschiedlichen Aktivierungsmechanismen durch Intravernetzung aneinandergebunden werden. Dies kann eine länger andauernde Freisetzung von z.B. pharmakologisch wirksamen Substanzen verglichen mit einem Ein-Komponentenkapselsystem ermöglichen.
Denkbar ist ferner, dass bei einem Zweikomponenten -Kapselsystem instabile Substanzen durch Verkapselung länger in ihrer stabileren Form im Umgebungsmedium gelagert werden. Erst bei Aktivierung der Kapseln kann die stabile Komponente in der ersten Kapsel mit dem Aktivator aus der zweiten Kapsel reagieren und in die reaktive Form überführt werden.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit eines doppel- oder einseitigen Trägermaterials beinhaltend die Kapseln, ist ein Klebeband und/oder Klebestreifen in Bereich der Körperpflege, in der Herstellung oder Reparatur von Bekleidung und/oder Schuhen, im Bauoder Bastelbereich, im Heimwerken, Schreinern, in der Automobilindustrie, Klebetechnik, Elektroindustrie oder ähnliches.
Denkbar ist auch, dass die Kapseln des Einkomponenten-Kapselsystems und/oder des Zweikomponenten-Kapselsystems im Bereich von Pflegeprodukten für Menschen, Tiere, Pflanzen oder Gegenstände angewandt werden.
Denkbar ist, dass ein Mehrkomponentensystem, beispielsweise ein Zweikomponentensystem auch für selbstheilende Produkte verwendet werden kann.
Es ist möglich, dass sich ein Monomer in einer ersten Kapsel und ein Aktivator in einer anderen Kapsel verkapselt sind. Durch gezielte Aktivierung kann ein Kapselkomplex mit dem Umgebungsmedium reagieren.
Denkbar ist beispielsweise, dass Kapseln eines Zweikomponentensystems in Papier eingebracht werden. In der ersten Kapselpopulation können Zuckermonomere, in der zweiten Kapselpopulation ein entsprechendes aktivierendes Enzym verkapselt sein. Durch Aktivierung können die Kapseln platzen, und das aktivierende Enzym kann die Zuckermonomere an die Fasern des Papiers binden. Denkbar ist, dass so eine oder mehr Bruchstellen repariert werden können. Denkbar ist, dass dieses Prinzip auf Fasern jeder Art, beispielsweise Kunststofffasern angewandt wird. Generell können Monomere in einer ersten Kapselpopulation vorliegen, und ein Initiator für die Polymerisation der Monomere in der ersten Kapselpopulation in einer anderen Kapselpopulation.
Dieses Prinzip kann bei Monomeren alle Art angewandt werden.
Generell können sich auch zwei Monomere in unterschiedlichen Kapseln befinden.
Beispielsweise kann die Carbonsäure in einer ersten Kapsel vorliegen und das Diol in einer zweiten Kapsel. Durch Aktivierung der Kapseln kann die Polykondensation aktiviert werden und die beiden Monomere reagieren zu einem Polyester.
Generell ist auch ein Dreikapselsystem denkbar. In der ersten und zweiten Kapsel können sich jeweils ein gleiches oder ein unterschiedliches Monomer befinden. In der dritten Kapsel kann sich ein Initiator befinden.
Möglich wäre beispielsweise die Polykondensation von Phenoplast, wobei das Phenol in einer Kapsel vorliegt und das Aldehyd in einer anderen Kapsel. In der dritten Kapsel liegt der Initiator vor.
Generell kann dieses Prinzip auf jede Polymerisation angewandt werden.
Es ist möglich, dass die Kapseln zumindest teilweise einen oder mehrere Duftstoffe, Farbstoffe, Füllstoffe, Pflegeprodukte, Wachstumsfaktoren, Hormone, Vitamine, Spurenelemente, Fette, Säuren, Basen, Bleichmittel, Alkohole, Proteine, Enzyme, Nukleinsäuren, Hydrogele oder ähnliches enthalten.
Denkbar ist auch, dass die Kapseln des Einkomponenten -Kapselsystems oder des Zweikomponenten-Kapselsystems im Bereich von Reinigungsmitteln angewandt werden. Demnach ist es möglich, dass die Kapseln zumindest teilweise einen oder mehrere Duftstoffe, Farbstoffe, Detergenzien, Tenside, Alkohole, Säuren, Basen, Bleichmittel, Enzyme oder ähnliches enthalten.
Denkbar ist auch, dass die Kapseln des Einkomponenten-Kapselsystems oder des Zweikomponenten-Kapselsystems im Bereich von Diagnoseverfahren angewandt werden. Demnach ist es möglich, dass die Kapseln zumindest teilweise Kontrastmittel, fluoreszierende Stoffe und/oder Farbstoffe enthalten. Denkbar ist auch, dass die Kapseln des Einkomponenten -Kapselsystems oder des Zweikomponenten-Kapselsystems (oder generell eines Mehrkomponenten-Kapselsystems) im Bereich von Waschmitteln angewandt werden. Demnach ist es möglich, dass die Kapseln zumindest teilweise einen oder mehrere Duftstoffe, Farbstoffe, Detergenzien, Tenside, Alkohole, Säuren, Basen, Bleichmittel, Enzyme oder ähnliches enthalten.
Denkbar ist auch, dass die Kapseln des Einkomponenten -Kapselsystems oder des Zweikomponenten-Kapselsystems (oder generell eines Mehrkomponenten-Kapselsystems) im Bereich von Farben und Lacke angewandt werden. Demnach ist es möglich, dass die Kapseln zumindest teilweise einen oder mehreren Epoxiden, Silikonen, Pigmente oder der gleichen enthalten.
Insbesondere ist denkbar, dass homogen und/oder heterofunktionalisierte Kapselpopulationen eines Zweikomponenten-Kapselsystems kovalent aneinandergebunden werden. Insbesondere ist denkbar, dass homogen und/oder heterofunktionalisierte Kapselpopulationen eines Zweikomponenten-Kapselsystems durch Intravernetzung und/oder Intervernetzung kovalent aneinandergebunden werden. Beide Kapselpopulationen können mit jeweils unterschiedlichen Stoffen, z.B. unterschiedlichen Farbstoffen gefüllt sein. Es ist denkbar, dass sich die eine Kapselpopulation bei einem bestimmten Ereignis durch einen bestimmten Aktivierungsmechanismus entleert, und sich die andere Kapselpopulation bei einem zweiten bestimmten Ereignis durch einen bestimmten Aktivierungsmechanismus entleert. Wenn beide Ereignisse eintreten, mischen sich die beiden Kapselinhalte, sodass eine bestimmte Farbe entsteht.
Denkbar ist auch, dass ein Trägermaterial mit mindestens einer funktionellen Gruppe ausgebildet wird, um eine Anbindung an eine Oberfläche funktionalisierter Kapseln zu ermöglichen.
Insbesondere ist es denkbar, dass mindestens ein Bereich einer Oberfläche, welcher zu verkleben ist, mit funktionellen Gruppen ausgebildet wird. Zudem können Kapseln eines Einkomponenten-Kapselsystems und Mehrkomponenten-Kapselsystems wie oben beschreiben mit funktionellen Gruppen ausgebildet werden. Anschließend werden die Kapseln auf die funktionalisierte Oberfläche durch Vernetzung kovalent gebunden. Durch Aktivierung der Kapseln wird Klebstoff entleert und/oder untereinander vermischt, wodurch sich die Klebeeigenschaften entwickeln. Zudem kann die Oberfläche des Trägermaterials eines Klebebandes funktionalisiert sein. Die ein- und Mehrkomponentensysteme werden in den Haftklebstoff eingemischt. Im nächsten Schritt wird ein Teil der Kapselkomplexe an der Oberfläche des Trägermaterials gebunden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Kapselkomplexe auf die gesamte oder Teile der Oberfläche des Haftklebstoffes aufgebracht werden.
Es ist generell möglich, die Kapseln durch Lösungsmittelverdampfung, Thermogelierung, Gelbildung, Grenzflächenpolykondensation, Polymerisation, Sprühtrocknung, Wirbelschicht, Tröpfchenfrosten, Extrusion, überkritisches Fluid, Koazervation, Luftfederung, Pfannenbeschichtung, Co-Extrusion, Lösungsmittelextraktion, molekulare Einbindung, Sprühkristallisation, Phasentrennung, Emulsion, in situ Polymerisation, Unlöslichkeit, Grenzflächenabscheidung, Emulgierung mit einem Nanomolsieb, ionotrope Gelationsmethode, Koazervationsphasentrennung, Matrix-Polymerisation, interfaziale Vernetzung, congealing Methode, Zentrifugationsextrusion und/oder ein oder mehrere weitere Verfahren herzustellen.
Es ist generell möglich, Kapseln durch physikalische Methoden, chemische Methoden, physiochemische Methoden und/oder ähnliche Methoden herzustellen.
Es ist generell möglich, dass die Hülle der Kapseln mindestens ein Polymer, Wachs Harz, Protein, Lipide, Maleinformaldehyde, Harze, Kohlenhydrate, Proteine, Polysaccharid, Gummi arabicum, Maltodextrin, Inulin, Metall, Keramik, Acrylat, Mikrogel, Phasenaustauschmaterial und/oder einen oder mehrere weitere Stoffe sowie Kombinationen der vorgenannten umfasst.
Es ist generell möglich, dass die Hülle der Kapseln nicht porös oder nicht ganz porös ist. Es ist generell möglich, dass die Hülle der Kapseln beinahe ganz undurchlässig oder ganz undurchlässig ist.
Es ist generell möglich, dass der Stoff in der Kapseln fest, flüssig und/oder gasförmig ist. Zudem ist es möglich, dass der Kern der Kapseln mindestens ein Phasenwechselmaterial, Enzym, Carotinoid, lebende Zellen, mindestens eine phenolische Verbindung oder ähnliches umfasst.
Es ist generell möglich, dass die Kapseln mit linearen Polymeren, Polymeren mit Multivalenz, sternförmigen Polyethylenglycolen, self-assembled Monolayer (SAM), Kohlenstoff-Nanoröhrchen, ringförmigen Polymere, Dendrimeren, Leiterpolymeren und oder ähnlichen Stoffen ausgebildet sind.
Mögliche Schutzgruppen umfassen Acetyl, Benzoyl, Benzyl, ß-Methoxyethoxymethylether, Methoxytriyl, 4-Methoxyphenyl)diphenylmethyl, Dimethoxytrityl, Bis-(4- Methoxyphenyl)phenylmethyl, Methoxymethylether, p-Methoxybenzylether, Methylthiomethylether, Pivaloyl, Tetrahydrofuryl, Tetrahydropyranyl, Trityl, Triphenylmethyl, Silylether, tert-Butyldimethylsilyl, Tri-iso-propylsilyloxymethyl, Triisopropylsilyl, Methylether, Ethoxyethylether.p-Methoxybenzylcarbonyl, tert-Butyloxycarbonyl, 9-
Fluorenylmethyloxycarbonyl, Carbamate, p- Methoxybenzyl, 3,4-Dimethoxybenzyl, p- Methoxyphenyl, eine oder mehrere Tosyl- oder Nosylgruppen, Methylester, Benzylester, tert- Butylester, 2, 6-di-substituierte Phenolester (z.B. 2,6-Dimethylphenol, 2,6-Diisopropylphenol, 2,6-Di-tert-butylphenol), Silylester, Orthoester, Oxazolin, und oder Ähnliche.
Mögliche Materialien für das Coating der Kapseln umfassen Albumin, Gelatine, Kollagen, Agarose, Chitosan, Stärke, Carragen, Polystärke, Polydextran, Laktiden, Glykolide und Co- Polymere, Polyalkylcyanoacrylat, Polyanhydrid, Polyethylmethacrylat, Acrolein, Glycidylmethacrylat, Epoxid-Polymere, Gummi Arabicum, Polyviylalkohol, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Arabinogalaktan, Polyacrylsäure, Ethylcellulose, Polyethylen Polymethacrylat, Polyamid (Nylon), Polyethylenvinylacetat, Cellulosenitrat, Silikone, Poly(lactide-co-glycolide), Paraffin, Carnauba, Spermaceti, Bienenwachs, Stearinsäure, Stearylalkohole, Glycerinstearat, Schellack, Celluloseacetatphthalat, Zein, Hydrogele oder Ähnliche.
Mögliche funktionelle Gruppen umfassen Alkane, Cycloalkane, Alkene, Alkine, Phenyl- Substituenten, Benzyl-Substituenten, Vinyl, Allyl, Carbene, Alkylhalogenide, Phenol, Ether, Epoxide, Ether, Peroxide, Ozonide, Aldehyde, Hydrate, Imine, Oxime, Hydrazone, Semicarbazone, Halbacetale, Halbketale, Lactole, Acetal/ Ketal, Aminale, Carbönsäure, Carbonsäureester, Lactone, Orthoester, Anhydride, Imide, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäurederivate, Amide, Lactame, Peroxisäuren, Nitrile, Carbamate, Hernstoff, Guanidine, Carbodiimide, Amine, Anilin, Hydroxylamine, Hydrazine, Hydrazone, Azoverbindungen, Nitroverbindungen, Thiole, Mercaptane, Sulfide, Phosphine, P-Ylene, P- Ylide, Biotin, Streptavidin, Metallocene, oder Ähnliche.
Mögliche Freisetzungsmechanismen (Aktivierungsmechanismen) umfassen Diffusion, Auflösung, Degradationskontrolle, Erosion, oder ähnliche. Denkbar ist, dass ein kombinierter Freisetzungsmechanismus vorliegt.
Mögliche Linker umfassen Biopolymere, Proteine, Seide, Polysaccaride, Zellulose, Stärke, Chitin, Nukleinsäure, synthetische Polymere, Homopolymere, Polyethylene, Polypropylene, Polyvinylchlorid, Polylactam, Naturkautschuk, Polyisopren, Copolymere, statistische Copolymere, Gradientcopolymer, alternierendes Copolymer, Blockcopolymer, Pfropfcopolymere, ArcylnitrilButadien-Styrol (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN), Buthylkautschuk, Polymerblends, Polymerlegierung, anorganische Polymere, Polysiloxane, Polyphophazene, Polysilazane, Keramik, Basalt, isotaktische Polymere, syndiodaktische Polymere, ataktisch Polymere, lineare Polymere, vernetzte Polymere, Elastomere, thermoplastische Elastomere, Duroplasten, teilkristalline Linker, Thermoplaste, cis-trans Polymere, leitfähige Polymere, supramolekulare Polymere.
Ein Linker kann jede Form von Verbindung zwischen einer Kapsel und einer funktionellen Gruppe sein.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponentensystems. Danach ist vorgesehen, dass bei einem Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponentensystems mit wenigstens einem ersten Stoff und mit wenigstens einem zweiten Stoff, wobei der erste Stoff und der zweite Stoff in mehreren Stoffportionen vorliegt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: die ersten Stoffportionen werden mit wenigstens einer ersten funktionellen Gruppe ausgebildet, die zweiten Stoffportionen werden mit wenigstens einer zweiten funktionellen Gruppe ausgebildet, die erste funktionelle Gruppe reagiert über eine vordefinierte Wechselwirkung mit der zweiten funktionellen Gruppe, so dass diese miteinander verbunden werden.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die ersten Stoffportionen mit wenigstens einer dritten funktionellen Gruppe ausgebildet und mit einem Linker versehen sind, wobei die dritte funktionelle Gruppe jeweils wenigstens eine Schutzgruppe aufweist, so dass an die Stoffportionen des ersten Stoffes nur entsprechend funktionalisierte Stoffportionen des ersten Stoffes binden können, und wobei das Verfahren weiter wenigstens den Schritt umfasst, dass die Schutzgruppen zunächst vorliegen und erst dann entfernt werden, wenn die ersten Stoffportionen mittels der dritten funktionellen Gruppen miteinander verbunden werden sollen. Dadurch wird verhindert, dass sich die Stoffportionen, insbesondere Kapseln, des ersten Stoffes bereits und vorzugsweise mit weiteren Stoffportionen des ersten Stoffes verbinden. Die Schutzgruppen können nach einbringen in Gas, niedrig viskose, flüssige, hochviskose oder feste Phase entfernt werden, wodurch die Intravernetzung stattfindet.
Bei dem Mehrkomponentensystem kann es sich um ein Mehrkomponentensystem wie vorstehend beschrieben handeln.
Mögliche Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Verfahrens oder Systems umfassen die Biotechnologie, Kosmetik, Pharmaindustrie, Lebensmittelindustrie, chemische Industrie, Landwirtschaft, Verpackungstechnik, Abfallverwertung, Textilindustrie, Herstellung von Faserverbundwerkstoffen, Elektrotechnik, Maschinenbau, Medizintechnik, Mikrotechnik, Automobilindustrie, Farben, Lacke, Waschmittel, Agrochemie, Solarzellen oder ähnliches.
Explizit offenbart wird somit die Verwendung des vorstehend und auch nachstehend beschriebenen Verfahrens und/oder Systems für eine der folgenden Anwendungen, allein oder in Kombination, nämlich der Biotechnologie, der Pharmaindustrie, der Kosmetik, der Lebensmittelindustrie, der chemischen Industrie, der Landwirtschaft, der Verpackungstechnik, der Abfallverwertung, der Textilindustrie, der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen, der Elektrotechnik (z.B. im Zusammenhang mit der Verbindung von elektronischen Bauelement, der Chiptechnologie oder dergleichen), des Maschinenbaus, der Medizintechnik, der Mikrotechnik, der Automobilindustrie oder dergleichen. Insbesondere wäre im Kosmetik Bereich folgendes zu nennen:
In der Kosmetik gibt es viele Zwei-Phasen bzw. Mehrphasen Produkte. Häufig liegt hier eine wässrige und eine ölhaltige Komponente vor. Durch die 2K-Mikrokapseltechnologie ist es möglich beide Phasen in einem definierten Verhältnis in Lösung zu bringen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die zwei Phasen Produkte mit den 2K- Kapseln in einem definierten Verhältnis auf ein Wattepad aufgetragen werden. Dies hätte zum einen den Vorteil, dass die Substanzen nicht austrocknen, somit in einer normalen Verpackung gelagert werden können, zudem ist wird die Effizienz, mit der die Substanzen ihre Wirkung entfalten mit demselben Materialeinsatz deutlich gesteigert. Die Effizienzsteigerung von zwei Substanzen kann zudem auch in Cremes, Masken uns. angewandt werden.
Generell kann das Prinzip der Zweiphasensysteme wie oben beschrieben auf alle Mehrphasensysteme angewandt werden. Zudem kann ganz generell das Prinzip dafür verwendet werden, dass bei Reaktionen die Ausbeute erhöht wird und/oder Reaktionen effektiver ablaufen.
Im Bereich Produktentwicklung wäre z.B. selbstheilende Produkte denkbar:
Das 2K-System kann auch für selbstheilende Produkte verwendet werden. In einer Variante befindet sich das Monomer in der einen Kapsel und der Aktivator bzw. das zweite Monomer in der anderen Kapsel. Durch gezielte Aktivierung reagiert der Kapselkomplex mit dem Umgebungsmedium und verbindet die Bruchstücke miteinander.
Zum Beispiel könnten die Kapseln in Papier eingebracht werden. In der einen Kapsel wären Zucker Monomere in der anderen Kapsel wäre das entsprechende Enzym. Durch eine Aktivierung, z.B. durch UV-Strahlung würden die Kapseln platzen, das Enzym würde die entsprechenden Zuckermonomere an die Fasern Binden und die Bruchstelle wäre dann wieder repariert.
Dasselbe Prinzip könnte auch bei Fasern, insbesondere Kunststofffasern angewandt werden. Die Monomere würden in der einen Kapsel vorliegen, der Initiator für die Polymerisation in der anderen Phase.
Dieses Prinzip kann auch bei Farben, Lacke und vielen anderen Materialen angewandt werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen näher gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verkleben von Oberflächen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verkleben von Oberflächen umfasst dabei die folgenden Schritte: a) Bereitstellen mindestens einer Kapsel K1 , wobei die mindestens eine Kapsel K1 einen Stoff N1 umfasst, wobei der Stoff N1 ein Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffs umfasst; b) Optionales Einmischen der mindestens einen Kapsel K1 in Umgebungsmedium; c) Aufträgen der Kapsel K1 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche eines ersten Materials; d) Optionales Trocknen der aufgetragenen Kapseln; e) Aktivieren der Kapsel K1 ; f) Verkleben mindestens eines Teils einer Oberfläche eines zweiten Materials mit dem mindestens einem Teil der Oberfläche des ersten Materials.
Dabei können das erste Material und das zweite Material identisch oder unterschiedlich sein. Die Materialien sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Holz, Papier, Textil, Gewebe, Garn, Faserverbundmaterialien, Spiegel, Linsen und Kombinationen davon.
Die Metalle können dabei wiederum ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Schwermetallen, Leichtmetallen, Edelmetallen, Halbedelmetallen, Legierungen und unedlen Metallen. Von besonderem Interesse für die Industrie sind dabei Verklebungen von Aluminium oder Aluminiumdruckguss.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich zu den bereits oben beschriebenen Verfahrensschritten ferner die folgenden Schritte:
(i) Bereitstellen mindestens einer weiteren Kapsel K2, wobei die mindestens eine weitere Kapsel K2 einen Stoff N2 umfasst, wobei der Stoff N2 einen Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffs umfasst;
(II) Aufträgen der mindestens einen Kapsel K2 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche eines ersten Materials;
(ill) Aktivieren der mindestens einen Kapsel K2.
Dabei ist es bevorzugt, dass die Kapsel K1 mit der mindestens einen Kapsel K2 verbunden ist, beispielsweise über eine Brücke verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Kapseln K1 und K2 beruht dabei bevorzugt auf einer kovalenten Bindung.
In einer Ausführungsform umfasst der Stoff N1 in der mindestens einen Kapsel K1 einen Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes, wobei der Klebstoff bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, Silikonklebstoffen, Polyurethanklebstoffen, Acrylatklebstoffen, Fibrinklebstoffen, Phase Change Materialen oder Kombinationen davon. In einer Ausführungsform wird ein Epoxidklebstoff in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet. Dazu umfasst der Stoff N1 in der mindestens einen Kapsel K1 eine Komponente eines Epoxidklebstoffes, bevorzugt ein Harz eines Epoxidklebstoffes. Der Stoff N2 in der mindestens einen Kapsel K2 umfasst ebenfalls eine Komponente eines Epoxidklebstoffes, bevorzugt einen Härter eines Epoxidklebstoffes. Da die Kapseln K1 und K2 bevorzugt miteinander verbunden sind, sind die beiden Komponenten dieser Epoxidklebstoffes bereits räumlich so angeordnet, dass sie nach Aktivierung der Kapseln gezielt miteinander reagieren können. Das anhand des Epoxidklebstoffes beschriebene System läßt sich ohne Probleme auf weitere Mehrkomponentenklebstoffe übertragen. So können beispielsweise ebenfalls die verschiedenen Komponenten eines Polyurethanklebstoffes in die Kapseln eingebracht werden und nach Auftragung auf eine Oberfläche eines ersten Materials aktiviert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zusätzliche Verfahrensschritte umfassen. So kann ein weiterer Stoff N3 in dem Verfahren eingesetzt werden. Das Verfahren umfasst demnach die folgenden zusätzlichen Schritte des
(i) Bereitstellen mindestens einer weiteren Kapsel K3, wobei die mindestens eine weitere Kapsel K3 einen Stoff N3 umfasst, wobei der Stoff N3 einen Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffs umfasst;
(ii) Aufträgen der mindestens einen Kapsel K3 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche eines ersten Materials;
(iii) Aktivieren der mindestens einen Kapsel K3;
Der Klebstoff oder die Komponente des Mehrkomponentenklebstoffes wird wiederum ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, Silikonklebstoffen, Polyurethanklebstoffen, Acrylatklebstoffen, Fibrinklebstoffen, Phase Change Materialen oder Kombinationen davon umfasst.
Die Aktivierung der Kapsel K3 kann ebenfalls über die bereits zuvor beschriebenen Mechanismen erfolgen, die für die anderen Kapseln beschrieben wurden.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K1 durch einen anderen Mechanismus als die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K2 und/oder der mindestens einen Kapsel K3. Dabei kann es vorteilhaft sein, die die verschiedenen Kapseln zum gleichen oder zu anderen Zeitpunkten aktiviert werden. Wie bereits zuvor ausgeführt, kann es z.B. wünschenswert sein, dass bei einer Wundversorgung die Wunde zunächst mittels eines Antiseptikums versorgt wird und eine spätere Aktivierung des Klebstoffs für eine verbesserte Verschließung der Wunde sorgt.
So können beispielsweise in einem erfindungsgemäßen Verfahren, in welchem ein Dreikomponentensystem zum Einsatz kommt, die Aktivierung der Kapseln K1 , K2 und/oder K3 zu folgenden Zeitpunkten vorteilhaft sein. a) Die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K1 erfolgt zum gleichen oder einem anderen Zeitpunkt als die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K2; b) Für den Fall, dass die mindestens einen Kapsel K1 und K2 miteinander verbunden sind, erfolgt die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K1 und K2 bevorzugt gleichzeitig; c) Für den Fall, dass die mindestens einen Kapsel K3 vorhanden ist, erfolgt die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K3 zu einem anderen Zeitpunkt als die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K1.
Das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem kann beliebig erweitert werden und auch mehr als drei verschiedene Kapseln, z.B. 4, 5, 6, 7, 8, 9, oder 10 Kapseln umfassen.
Wenn verschiedene Kapseln eines Mehrkomponentenklebstoffsystems, die bevorzugt auch noch über miteinander verbunden wurden, miteinander reagieren sollen, werden diese Kapseln dann auch zum gleichen Zeitpunkt aktiviert, um eine solche Reaktion zu ermöglichen. Durch das zeitgleiche Aktivieren kann sichergestellt werden, dass die beabsichtigte Stöchiometrie bei der Reaktion bestmöglich eingehalten wird.
Sollten beispielsweise die Kapseln K1 und K2 unterschiedliche Klebstoffe enthalten, so kann es, je nach System und Einsatz, vorteilhaft sein, dass diese gleichzeitig oder sequenziell aktiviert werden.
Umfasst das eingesetzte System jedoch beispielsweise ein Zweikomponentenklebstoffsystem und zusätzlich einen weiteren Stoff, so ist es typischerweise vorteilhaft, dass das Zweikomponentensystem gleichzeitig aktiviert wird, jedoch nicht gleichzeitig mit dem weiteren Klebstoffsystem. Dieses kann entweder vor- oder nachgelagert aktiviert werden. Idealerweise wird der Zeitraum zwischen der Aktivierung der verschiedenen Systeme so gewählt, dass die zuerst aktivierten Systeme abreagieren konnten, bevor das weitere System aktiviert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die folgenden Schritte.
(i) Bereitstellen einer ersten Kapsel K1 mit einem Stoff N1 und einer zweiten Kapsel K2, welche kovalent an die erste Kapsel K1 gebunden ist, und einen Stoff N2 umfasst, wobei a. der erste Stoff N1 ein Harz eines Epoxidklebstoffes umfasst, und b. der zweite Stoff N2 einen Härter eines Epoxidklebstoffes umfasst;
(ii) Bereitstellen einer Kapsel K3, die einen weiteren Klebstoff oder ein Dichtmaterial umfasst,
(iii) Aufbringen der Kapseln K1 , K2 und K3 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche eines ersten Materials;
(iv) Aktivieren der Kapseln K1 und K2 unter Ausbildung eines Epoxidsklebstoffs;
(v) Gleichzeitiges oder sequenzielles Aktivieren der mindestens einen Kapsel K3;
(vi) Verkleben mindestens eines Teils einer Oberfläche eines zweiten Materials mit der Oberfläche eines ersten Materials.
Der Stoff N3 in der Kapsel K3 umfasst einen Klebstoff oder ein Dichtmaterial und ist bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe der Silikone, Sil ikon klebstoffe und Polyurethanklebstoffe.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Verhältnis des Epoxidklebstoffs zum weiteren Klebstoff (bezogen auf die Menge) im Bereich von ca. 9:1 bis 1 :9 liegt, bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1 :5, mehr bevorzugt von 4:1 bis 1 :4.
Die zu verklebenden Materialien können wiederum ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Holz, Papier, Textil, Gewebe, Garn, Faserverbundmaterialien oder Kombinationen davon. Bevorzugt werden Aluminium oder Aluminiumdruckguss verwendet.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kapseln auf ein Material in einer Schichtdicke von nicht mehr als circa 4000 pm, nicht mehr als circa 2000 |im, nicht mehr als circa 1000 um, nicht mehr als circa 400 um, nicht mehr als circa 300 um, nicht mehr als circa 200 um, nicht mehr als circa 150 um aufgetragen werden.
Die Wahl der geeigneten Schichtdicke der Auftragung wird so gewählt, dass mittels des gewählten Aktivierungsmechanismusses, eine ausreichende Anzahl der aufgetragenen Kapseln aktiviert werden. Bevorzugt werden mindestens 90% de Kapseln aktiviert, mehr bevorzugt mindestens 95% der Kapseln, noch mehr bevorzugt mindestens 98% der Kapseln.
Wie bereits zuvor beschrieben, kann das Material der Hülle der Kapsel ebenfalls einen Einfluss auf die Aktivierung haben. So lassen sich beispielsweise mittels unterschiedlicher Vernetzungsgrade von (Co)Polymeren unterschiedliche Aktivierungszeiten realisieren, so dass die verschiedenen Stoffe des Systems zu unterschiedlichen Zeiten freigesetzt werden können. Als geeignetes Material für die Hülle kommt dabei Polymethylmethacrylat in Betracht, welches unterschiedliche Vernetzungsgrade bei unterschiedlichen Kapseln aufweist. Alternativ können die zuvor beschriebenen (Co)Polymere, mit unterschiedlicher Hydrophile (bzw. Hydrophobie) zur Steuerung der Aktivierung der Kapseln durch das Hüllenmaterial verwendet werden.
Alternativ können die unterschiedlichen Zeitpunkte der Aktivierung ebenfalls durch die zuvor beschriebene unterschiedliche Anzahl der Hüllen für die verschiedenen Kapseln erzielt werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die sequenzielle Aktivierung von unterschiedlichen Kapseln ebenfalls durch eine Temperaturänderung erzielt werden. Während eine der Kapseln bei der Temperatur T1 aktiviert wird, werden mindestens eine der weiteren Kapseln bei einer Temperatur T2 aktiviert, die von der Temperatur T1 verschieden ist.
Auch die weiteren Aktivierungsmechanismen wie Änderung des Drucks, des pH-Wertes, UV- Strahlung, Osmose, Temperaturänderung, Licht, Änderung der Feuchtigkeit, Zugabe von Wasser, Ultraschall, durch Enzyme, durch Diffusion, durch Auflösung der Kapsel, Degradationskontrolle, Erosion oder dergleichen können im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
Optional können die zu verklebenden Materialien bzw. deren Oberflächen vor dem Verkleben vorbehandelt werden, um beispielsweise eine Oxidschicht von Metalloberflächen zu entfernen. Häufig müssen diese Vorbehandlungsschritte in der Industrie häufiger wiederholt werden, da sich die Materialien nicht so zügig verarbeiten lassen und die Klebstoffe nur eine sehr geringe Topfzeit aufweisen.
Wie bereits zuvor beschrieben, erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren durch Auftragung des Systems eine zu verklebende Oberfläche im Prinzip durch die aufgetragenen Kapseln die erneute Bildung einer Oxidschicht verhindern bzw. die Oberfläche „schützen“ und die Weiterverarbeitung dann zu einem gewünschten Zeitpunkt durch die Aktivierung der Kapseln fortzuführen.
So können Arbeitsschritte eingespart oder auch ausgelagert werden. Durch Auftragung der Kapseln auf das zu verklebende Material bzw. dessen Oberfläche kann ein Zwischenprodukt gewonnen werden, dass gegebenenfalls an einen anderen Ort (z.B. ein anderes Werk) transportiert wird und dort die Bearbeitung fortgeführt wird, z.B. durch gezieltes Aktivieren der Kapseln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es ebenfalls, dass auf die Materialien oder deren Oberflächen die verschiedenen Komponenten eines Mehrkomponentenklebstoffes in den Kapseln aufgetragen werden, und der Mehrkomponentenklebstoff zu einem späteren, gewünschten Zeitpunkt aktiviert wird. Bei der Verwendung von konventionellen Systemen ist es bisher nicht möglich, dass die beiden Komponenten eines Mehrkomponentenklebstoffes (unreaktiv) auf ein und dasselbe Material bzw. deren Oberfläche aufgetragen wird, da die Komponenten dann bereits reagieren. Teilweise werden deshalb die beiden verschiedenen Komponenten auf die unterschiedlichen zu verklebenden Teile aufgetragen, was aber einen zusätzlichen Arbeitsschritt gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren erfordert.
Daher ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Anwendung von Mehrkomponentenklebstoffsystemen, bei denen das zweite Material nicht mit Klebstoff beschichtet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner, dass das zweite Material vor dem Verkleben keiner Vorbehandlung unterzogen wird.
In einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein Material gerichtet, auf welches ein erfindungsgemäßes Mehrkomponentensystem aufgetragen ist.
Dabei kann das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem in einem Umgebungsmedium befinden. Diese Umgebungsmedium kann beispielsweise einen Klebstoff umfassen, wobei sich der Klebstoff des Umgebungsmediums sich nicht in einer Kapsel befindet. Das Umgebungsmedium kann pastös ausgebildet sein.
Das Material, auf dem das Mehrkomponentensystem und gegebenenfalls das Umgebungsmedium aufgetragen wurde, kann nach dem Aufträgen getrocknet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Material lagerstabil, d.h. das aufgetragene Mehrkomponentensystem ist auch nach der Lagerung einsatzfähig und kann erfindungsgemäß genutzt werden. In Lagerungsversuchen wurden die erfindungsgemäßen Kapseln für 6 Monate bei Raumtemperatur gelagert. Es konnte in dieser Zeit weder ein Austritt des Klebstoffes noch eine Verklumpung der Kapseln beobachtet werden.
In einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem auf ein Trägermaterial, welches bevorzugt eine Polymerfolie, ein Papier oder ein Gewebe ist, aufgetragen. Dabei kann die Auftragung zusammen mit einem Umgebungsmedium, welches bevorzugt ein Klebstoff ist, welcher sich nicht in einer Kapsel befindet, erfolgen. Die Auftragung erfolgt auf mindestens einer der beiden Oberflächen des Trägermaterials. Eine solche Ausführungsform kann ein Klebeband ausbilden, welches durch Aktivierung der Kapseln verklebt. Die Oberfläche, auf welche das Mehrkomponentensystem der Erfindung aufgetragen wurde, kann durch einen Liner, der vor dem Gebrauch entfernt wird, geschützt werden. In einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Mehrkapselsystem auf beide Seiten des Trägermaterials aufgetragen und so ein doppelseitiges Klebeband ausgebildet.
In einer Ausführungsform weist Material ein Polymerfolien, Papier oder Gewebematerial ist, auf welchem das Mehrkomponentensystem in einem Umgebungsmedium, bevorzugt in einem Klebstoff, welcher sich nicht in einer Kapsel befindet, auf mindestens eine Oberfläche des Materials aufgetragen wird. Es ist selbstredend, dass beide Seiten des Klebebandes durch einen Liner geschützt werden können, der vor Anwendung entfernt wird. Die Aktivierung des Kapselsystems kann dabei über die oben beschriebenen Mechanismen erfolgen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems zu medizinischen Zwecken, insbesondere zum (Wieder)Vereinigung von menschlichem oder tierischem Gewebe.
Daher ist ein weiterer Aspekt der Erfindung die Anwendung des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems in der Behandlung von Wunden und Wundheilung. Das erfindungsgemäße System kann dabei in der (Wieder)Vereinigung von menschlichem oder tierischem Gewebes durch Nähen oder Kleben erfolgen. Wie zuvor beschrieben, können sowohl pharmazeutische Wirkstoffe in die Kapseln eingebracht werden als auch weitere Materialien. Das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem kann entweder direkt auf die Wunde oder die Naht aufgebracht werden oder das Nahtgarn kann mit dem erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystem beschichtet werden und nach dem Vernähen der Wunde aktiviert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft daher ebenfalls ein Nahtgarn, welches mit einem Mehrkomponentensystem der Erfindung beschichtet ist.
In einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren, welches die folgenden Verfahrenschritte umfasst:
Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystem;
Aktivierung der mindestens einer der Kapseln K1 , K2 und/oder K3 durch mindestens einen der folgenden Mechanismen: Änderung des Drucks, des pH-Wertes, UV-Strahlung, Osmose, Temperaturänderung, Licht, Änderung der Feuchtigkeit, Zugabe von Wasser, Ultraschall, durch Enzyme, Diffusion, Auflösung, Degradationskontrolle, Erosion oder dergleichen; wobei die Aktivierung der Kapsel(n) zu den folgenden Zeitpunkten erfolgen kann:
(I) Die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K1 erfolgt zum gleichen oder einem anderen Zeitpunkt als die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K2;
(II) Für den Fall, dass die mindestens eine Kapsel K1 und die mindestens eine Kapsel K2 miteinander verbunden sind, erfolgt die Aktivierung der mindesten einen Kapsel K1 und der mindestens einen Kapsel K2 bevorzugt gleichzeitig;
(iii) Für den Fall, dass die mindestens eine Kapsel K3 vorhanden ist, erfolgt die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K3 zu einem anderen Zeitpunkt als die Aktivierung der mindestens einen Kapsel K1. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff und mit einem zweiten Stoff;
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff und mit einem zweiten Stoff;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems nach Fig. 1 oder Fig. 2;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems nach Fig. 1 , Fig. 2 oder Fig. 3;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Intervernetzung zweier unterschiedlicher Stoffportionen/ Kapselpopulation;
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Intravernetzung zweier gleicher Stoffportionen/ Kapselpopulation;
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Zweikomponentensystems;
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen intravernetzten
Kapselsystems;
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inter-und intravernetzten
Zweikomponentensystems gemäß Fig. 7;
Fig. 10 ein Flussdiagramm des Workflows der Herstellung eines Zweikomponentenklebebandes gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1 1A ein Ausführungsbeispiel von intravernetzten Kapseln eines Einkomponentensystems gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 1 B ein Ausführungsbeispiel von intravernetzten Kapseln eines Einkomponentensystems und unvernetzten mit Gas befüllten Kapseln gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12A ein Ausführungsbeispiel von Inter- und intravernetzten Kapseln eines Zweikomponentensystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12B eine schematische Darstellung von Inter- und intravernetzten Kapseln eines Mehrkomponentensystems und unvernetzten mit Gas befüllten Kapseln gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 eine Darstellung der Bindungsverhältnisse von Mikrokapseln in einem erfindungsgemäßen Zweikomponentensystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Bindung von Mikrokapseln mit der gleichen Größe aber mit einer unterschiedlichen Funktionalisierung;
Fig. 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2;
Fig. 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 , einem zweiten Stoff N2 und einem dritten Stoff N3;
Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 , einem zweiten Stoff N2 und einem dritten Stoff N3;
Fig. 18 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2;
Fig. 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2 Fig. 20 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems;
Fig. 21 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems;
Fig. 22 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems;
Fig. 23 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems;
Fig. 24 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems;
Fig. 25 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems;
Fig. 26 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems;
Fig. 27 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems, eingebettet in eine Umgebungsmatrix;
Fig. 28 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems, eingebettet in eine Umgebungsmatrix;
Fig. 29 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems, eingebettet in eine Umgebungsmatrix;
Fig. 30 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems, eingebettet in eine Umgebungsmatrix;
Fig. 31 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems, eingebettet in eine Umgebungsmatrix;
Fig. 32 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems, eingebettet in eine Umgebungsmatrix; und Fig. 33 die verstärkte Wirkung eines erfindungsgemäßen Hybridklebstoffes verglichen mit der Verwendung einzelner Klebstoffkomponenten.
Fig. 34 erfindungsgemäßes Mehrkomponentensystem, welches im Umgebungsmedium über das Normverfahren ASTM D823 mit einer Schichtdicke von 200pm aufgetragen wurde. Abb. A und B zeigen ein erfindungsgemäßes Zweikomponentensystem ohne Verbindung der Kapseln vor der Aktivierung (Abb. A) bzw. nach der Aktivierung (Abb. B). Abb. C und D zeigen ein erfindungsgemäßes Zweikomponentensystem mit Verbindung der Kapseln vor der Aktivierung (Abb. C) bzw. nach der Aktivierung (Abb. D).
Fig. 35 Vergleich der Haftkraft eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem handelsüblichen Sil ikon klebstoff (Elastosil® E43).
Fig. 36 Vergleich der Haftkraft bei einem erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystem mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen von Silikon und Epoxidklebstoff
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Mehrkomponentensystem aktivierbar.
Es ist möglich, dass der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 in mehreren Stoffportionen vorliegen.
In diesem Ausführungsbeispiel liegt der erste Stoff N1 in einer Kapselpopulation K1 vor.
In anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Stoffportionen erste Kapseln K1 .
In diesem Ausführungsbeispiel liegt der zweite Stoff N2 in einer Kapselpopulation K2 vor.
In anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Stoffportionen zweite Kapseln K2. Generell ist es möglich, dass eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 und/oder des zweiten Stoffes N2 in einer Kapsel K, insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet ist.
Die Stoffportion bildet dabei in K1 und K2 jeweils einen Kern C (auch core genannt), der von einer Kapselhülle S (auch shell genannt) umgeben ist. Es handelt sich somit um ein „Core- Shell“ Konstrukt. Grundsätzlich denkbar sind aber auch Core-Shell-Shell Konstrukte.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Stoffportionen mit wenigstens einer ersten funktionellen Gruppe R2 ausgebildet und mit einem ersten Linker L1 versehen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Stoffportionen mit wenigstens einer zweiten funktionellen Gruppe R21 ausgebildet und einem zweiten Linker L2 versehen.
In diesem Ausführungsbeispiel reagiert die erste funktionelle Gruppe R2 über eine vordefinierte Wechselwirkung mit der zweiten funktionellen Gruppe R21 und verbindet diese miteinander.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand der funktionellen Gruppen zu der jeweiligen Stoffportion durch den jeweiligen Linker L bestimmt.
Die in den Fig. 2-6 gezeigten Kapseln sind identisch aufgebaut wie die in Fig. 1 gezeigten Kapseln K1 und K2.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Stoffportionen mit wenigstens einer ersten funktionellen Gruppe R2 ausgebildet und mit einem ersten Linker L1 versehen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Stoffportionen mit wenigstens einer zweiten funktionellen Gruppe R21 ausgebildet und einem zweiten Linker L2 versehen.
In diesem Ausführungsbeispiel reagiert die erste funktionelle Gruppe R2 über eine vordefinierte Wechselwirkung mit der zweiten funktionellen Gruppe R21 und verbindet diese miteinander.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand der funktionellen Gruppen zu der jeweiligen Stoffportion durch den jeweiligen Linker L bestimmt.
Es ist möglich, dass der erste Linker L1 länger als der zweite Linker L2 ist, vgl. Fig. 2. Alternativ ist es möglich, dass er zweite Linker L2 länger ist als der erste Linker L1.
Alternativ ist es möglich, dass beide Linker L1 und L2 gleich lang sind.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems nach Fig. 1 oder Fig. 2.
In diesem Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die ersten Stoffportionen und die zweiten Stoffportionen.
In anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Kapseln K1 der ersten Kapselpopulation von den Kapseln K2 der zweiten Kapselpopulation.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Stoffportionen mit einer größeren Anzahl an Stoffportionen verbunden bzw. verbindbar als die zweiten Stoffportionen.
In anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel sind die Kapseln K1 mit einer größeren Anzahl an Kapseln K verbunden bzw. verbindbar als die Kapseln K2.
Alternativ ist es möglich, dass die zweiten Stoffportionen mit einer größeren Anzahl an Stoffportionen verbunden bzw. verbindbar als die ersten Stoffportionen.
In anderen Worten, es ist möglich, dass die Kapseln K2 mit einer größeren Anzahl an Kapseln K verbunden bzw. verbindbar sind als die Kapseln K1 .
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems nach Fig. 1 , Fig. 2, oder Fig. 3.
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die ersten Stoffportionen und die zweiten Stoffportionen eine im Wesentlichen unterschiedliche Größe auf.
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die ersten Kapseln K1 eine im Wesentlichen größere Größe auf als die zweiten Kapseln K2.
Generell kann eine Kapsel K1 für einen ersten Stoff N1 eine andere Größe aufweisen als eine Kapsel K2 für einen zweiten Stoff N2, insbesondere wobei die Kapsel K1 für den ersten Stoff N1 größer ist als die Kapsel K2 für den zweiten Stoff N2.
Alternativ ist es möglich, dass die zweiten Stoffportionen eine im Wesentlichen größere Größe als die ersten Stoffportionen aufweisen. Altemativ ist es möglich, dass die ersten Stoffportionen und die zweiten Stoffportionen eine im Wesentlichen identische Größe aufweisen.
Nicht gezeigt ist, dass die ersten Stoffportionen eine im Wesentlichen identische Größe aufweisen und/oder dass die zweiten Stoffportionen eine im Wesentlichen identische Größe aufweisen können.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Intervernetzung zweier unterschiedlicher Stoffportionen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind eine Kapsel K1 und eine Kapsel K2 intervernetzt.
In diesem Ausführungsbeispiel sind eine Kapsel K1 und eine Kapsel K2 via die funktionellen Gruppen R2 und R21 intervernetzt.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Intravernetzung zweier gleicher Stoffportionen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Kapseln K1 intravernetzt.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die zwei Kapseln K1 über die funktionellen Gruppen R2 - R2 intravernetzt.
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zweikomponentensystems.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Zweikomponentensystem ein Zweikomponenten- Mikrokapselsystem.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Zweikomponentensystem ein Zweikomponenten - Mikrokapselsystem, das noch nicht über eine vordefinierte Wechselwirkung miteinander reagiert hat.
Insbesondere sind zwei unterschiedliche Kapselpopulationen K1 und K2 dargestellt, wobei ein erster Stoff N1 in der ersten Kapsel K1 ist und ein zweiter Stoff N2 in der zweiten Kapsel K2 ist.
Die dargestellten Kapseln K1 und K2 stehen exemplarisch für eine Vielzahl von Kapseln K1 und K2, z.B. zu bezeichnen als Kapselpopulationen. ln diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Stoff N1 in der einen Kapsel K1 eine erste Klebstoffkomponente.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der zweite Stoff N2 in der zweiten Kapsel K2 eine zweite Klebstoffkomponente.
In anderen Worten, der erste Stoff und der zweite Stoff sind Bestandteile eines Mehrkomponentenklebstoffes, insbesondere Zweikomponentenklebstoffes.
Es ist generell möglich, dass die zwei unterschiedlichen Kapselpopulationen K1 und K2 in separaten Batch Reaktoren hergestellt wurden.
Die Kapseln K1 und K2 der beiden Kapselpopulationen sind funktionalisiert.
Die ersten Kapseln K1 wurden mit zwei verschiedenen Linkern L1 und L3 unterschiedlicher Länge und mit unterschiedlichen funktionellen Gruppen R1 und R2 an der Oberfläche ausgebildet (Oberflächenfunktionalisierung).
Mit anderen Worten, die funktionellen Gruppen R sind heterogen ausgebildet.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die funktionellen Gruppen R homogen ausgebildet sind.
Die zweiten Kapseln K2 wurden mit dem Linker L2 und mit der funktionellen Gruppe R21 ausgebildet.
Die funktionelle Gruppe R21 der zweiten Kapsel K2 reagiert kovalent mit der funktionellen Gruppe R2 der ersten Kapsel K1 .
In diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die ersten Kapseln K1 mit einer größeren Anzahl an Kapseln K verbunden sind bzw. verbindbar sind als die zweiten Kapseln K2.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die zweiten Kapseln K2 mit einer größeren Anzahl an Kapseln K verbunden sind bzw. verbindbar sind als die ersten Kapseln K1 .
Der Linker L3 und die funktionelle Gruppe R1 soll die ersten Kapseln K1 untereinander vernetzen (Intravernetzung). Über den Linker L1 und die funktionelle Gruppe R2 und den Linker L2 und die funktionelle Gruppe R21 werden die Kapseln K2 kovalent an die erste Kapsel K1 gebunden (Intervernetzung).
Durch Aktivierung beider Kapseln K1 und K2 kann der Inhalt der Kapseln K1 und K2 freigesetzt werden, was zu einer Vermischung beider Komponenten führt.
Es ist generell möglich, über die Dichte der Oberflächenfunktionalisierung bzw. Anzahl an funktionellen Gruppen R2 der ersten Kapsel K1 die Anzahl an zweiten Kapseln K2, die an die ersten Kapseln K1 binden, zu bestimmen.
Generell können in den Kapseln K1 und K2 zwei reaktive Stoffe voneinander getrennt eingekapselt und in einem bestimmten Verhältnis über u.a. kovalente (z.B. Click-Chemie), schwache Wechselwirkung, biochemisch (z.B. Biotin-Streptavidin) oder auf andere Art und Weise gebunden werden.
Es ist generell möglich, dass mehr als zwei unterschiedliche Kapseln Kn mehr als zwei unterschiedliche Stoffe, z.B. reaktive Stoffe einkapseln.
Es ist generell möglich, dass die unterschiedlichen Kapseln Kn mit mehr als zwei Linkern Ln und mit unterschiedlichen funktionellen Gruppen Rn ausgebildet sind.
Es ist generell möglich, dass ein Linker L jede Form von Verbindung zwischen einer Kapsel und einer funktionellen Gruppe ist.
Es ist generell möglich, dass bei heterogener Funktionalisierung eine funktionelle Gruppe R zum Binden an Oberflächen, Fasern oder Textilien verwendet werden kann.
Wie bei bestehenden Kapselsystemen kann jeder denkbare Stoff in die Kapseln K1 und/oder K2 und/oder Kn eingebracht werden.
Die Aktivierung des Zweikomponentensystems kann durch wenigstens eine Änderung von Druck, pH-Wert, UV-Strahlung, Osmose, Temperatur, Lichtintensität, Feuchtigkeit, Induktion oder dergleichen erfolgen.
Generell könnte ein Zweikomponenten-Kapselsystem in jedem beliebigen Medium umgesetzt werden. Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen intravernetzten Kapselsystems.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das intravernetze erfindungsgemäße Kapselsystem ein intravernetzes Mikrokapselsystem.
Gezeigt ist ein Einkomponentensystem.
Gezeigt ist eine Kapselpopulation K1 .
Die Kapseln K1 sind mit einem Stoff N1 gefüllt.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kapseln K1 mit einem Klebstoff gefüllt.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kapseln K1 mit einem Ein -Komponentenklebstoff gefüllt.
Alternativ können die Kapseln K1 mit jedem denkbaren gasförmigen, festen, viskosen und/oder flüssigen Stoff gefüllt sein.
Alternativ können die Kapseln K1 auch mit lebenden Organismen und/oder Viren gefüllt sein.
Die Kapseln K1 wurden funktionalisiert.
Die Kapseln K1 wurden mit Linkern L3 versehen.
Nicht gezeigt ist, dass die Kapseln K1 mit funktionellen Gruppen R1 (am Linker L3) ausgebildet sind.
Die Linker L3 vernetzen die Kapseln K1 untereinander (Intravernetzung).
Der Abstand der Kapseln K1 kann durch die Länge der Linker L3 bestimmt werden.
Abhängig von der Dichte der Oberflächenfunktionalisierung R1 kann der Grad der Intravernetzung der Kapseln K1 bestimmt werden.
Die Länge des Linkers L3 ist so zu wählen, dass der Radius des Inhaltes der entleerten Flüssigkeit der Kapseln K1 sich mit dem Inhalt der Nachbarkapseln K1 leicht überschneidet, um eine Vernetzung zu gewährleisten. Bei einem höher viskosen Umgebungsmedium (wie z.B. einem Klebeband) wären die Länge des Linkers L3 kleiner zu wählen als bei einem niedrig viskoseren Medium wie eine Paste oder Flüssigkeit.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen inter-und intravernetzten Zweikomponentensystems gemäß Fig. 7.
Die ersten Kapseln K1 und die zweiten Kapseln K2 sind mit unterschiedlichen Stoffen gefüllt.
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Kapseln K1 eine im Wesentlichen identische Größe auf.
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Kapseln K2 eine im Wesentlichen identische Größe auf.
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Kapseln K1 und die Kapseln K2 eine unterschiedliche Größe auf.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Kapseln K1 und die Kapseln K2 eine im Wesentlichen identische Größe aufweisen.
Das Grundsystem entspricht der Darstellung in Fig. 8.
Zudem sind die ersten Kapseln K1 heterogen mit einem Linker L1 ausgebildet.
An den Linker L1 bindet eine zweite Kapselpopulation K2, vgl. Fig. 1 .
In anderen Worten, das Zweikomponentensystem weist eine (Netzwerk)-Struktur mit Zwischenräumen auf, wobei die (Netzwerk) -Struktur von den ersten Kapseln K1 ausgebildet wird, und wobei in den Zwischenräumen zumindest abschnittsweise je wenigstens eine Kapsel K2 angeordnet ist.
Es ist generell möglich, dass die Zweikomponenten-Kapseln K1 und K2 mit unterschiedlichem Inhalt, in die Gasphase eingebracht werden. So könnten diese z.B. in Inhalationsgeräten oder anderen Drug Delivery Systemen angewandt werden. Die inaktivierten Kapseln gelangen zum Wirkort und werden dort aktiviert und der Inhalt wird freigesetzt. Auch könnten Oberflächen mit dieser Dispersion beschichtet werden.
Es ist generell möglich, dass die Zweikomponenten-Kapseln K1 und K2 mit unterschiedlichen Inhalten in ein pastöses Medium eingebracht werden. Zum Beispiel könnte ein Zweikomponenten-Klebstoff hierfür verwendet werden. Die Paste ist inaktiv und kann gut verarbeitet werden, bis die Kapseln aktiviert werden und miteinander reagieren. Das ideale Mischungsverhältnis der Klebstoffe ist wie oben beschrieben durch das Verhältnis der ersten und zweiten Kapseln K1 und K2 bestimmt.
Auch in flüssigen Systemen kann der Vorteil des idealen Zusammensetzens der Zweikomponenten-Kapselsysteme genutzt werden. Da sich beide Kapseln K1 und K2 des Zweikomponenten-Kapselsystems in direkter Nähe befinden ist es sehr wahrscheinlich, dass die Kapseln K1 und K2 schneller und definierter miteinander reagieren als einzeln in Dispersion.
Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm des Workflows der Herstellung eines erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Klebebandes.
Fig. 10 basiert im Wesentlichen auf einem Zweikomponenten -Kapselsystem gemäß Fig. 7.
Insgesamt gliedert sich die Herstellung eines erfindungsgemäßen Zweikomponenten- Klebebandes in vier Schritte S1 -S4.
In einem ersten Schritt S1 werden die ersten Kapseln K1 und die zweiten Kapseln K2 funktionalisiert, vgl. Fig. 7.
Bei dem vorliegenden Zweikomponentensystem werden die ersten Kapseln K1 mit zwei Linkern L1 und L3 heterogen mit den funktionellen Gruppen R1 und R2 ausgebildet.
In einem separaten Batch Ansatz wird die zweite Population der Kapseln K2 mit dem Linker L2 mit der funktionellen Gruppe R21 funktionalisiert.
Die funktionelle Gruppe R21 ist so zu wählen, dass diese im späteren Reaktionsschritt (kovalent) mit der funktionellen Gruppe R2 der ersten Kapsel K1 reagiert.
In einem zweiten Schritt S2 werden die funktionalisierten zweiten Kapseln K2 zu den funktionalisierten ersten Kapseln K1 gegeben.
Die funktionellen Gruppen R2 und R21 binden (kovalent) aneinander (Intervernetzung).
Es ist generell möglich, dass auch eine dritte oder beliebig viele weitere Kapselpopulationen K3-Kn zu einer ersten Kapselpopulation K1 und/oder einer zweiten Kapselpopulation K2 hinzugegeben werden.
Jede zusätzliche Kapselpopulation K3-Kn kann wiederum mit mindestens einer funktionellen Gruppe funktionalisiert sein.
In einem dritten Schritt S3 wird die heterogene Kapseldispersion aus dem vorangegangenen Schritt S2 in den noch niedrig viskosen Haftklebstoff, hier ein Klebeband B, eingebracht.
Es kommt zu einer vorgegebenen (Intra)-Vernetzungsreaktion, welche sich durch den gesamten Bereich des Klebebandes B ausbildet.
In einem vierten Schritt S4 werden die vernetzten Zweikomponenten-Kapselpopulationen aufgetragen und das Klebeband B wird getrocknet.
Hierbei erhöht sich die Viskosität des Klebebandes B deutlich, das Netzwerk bleibt jedoch homogen auf dem Klebeband verteilt.
Gezeigt ist, dass im Schritt S1 , damit die ersten Kapseln K1 nicht schon vorzeitig untereinander während der Funktionalisierung miteinander vernetzen , noch eine Schutzgruppe SG an der funktionellen Gruppe R1 des Linkers L3 ausgebildet sein kann.
Weiter gezeigt ist, dass im Schritt S3 die Schutzgruppen SG entfernt werden.
Durch die Entfernung der Schutzgruppe kann die Intravernetzung der Kapseln K1 ermöglicht werden.
Anwendungsmöglichkeiten in unterschiedlichen Umgebungsmedien:
Ausgehend von dem hier beschriebenen Workflow zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Klebebandes, kann das Zweikomponenten- Kapselsystem alternativ in anderen Medien und mit sämtlichen verkapselten Stoffen angewandt werden.
Als Umgebungsmedium sind unter anderem Gas, flüssige, pastöse, niedrig- und hochviskose Medien sowie feste Oberflächenbeschichtungen denkbar.
Es ist generell möglich, dass die Kapseln K als Nanokapseln oder Mikrokapseln ausgebildet sind. Generell ermöglicht das Verfahren die Herstellung weiterer Mehrkomponentensysteme mit wenigstens einem ersten Stoff und mit wenigstens einem zweiten Stoff, wobei der erste Stoff und der zweite Stoff in mehreren Stoffportionen vorliegen, wobei das Mehrkomponentensystem aktivierbar ist, umfassend die folgenden Schritte: die ersten Stoffportionen werden mit wenigstens einer ersten funktionellen Gruppe R2 ausgebildet und mit einem ersten Linker versehen L1 , die zweiten Stoffportionen werden mit wenigstens einer zweiten funktionellen Gruppe R21 ausgebildet und mit einem zweiten Linker L2 versehen, die erste funktionelle Gruppe R2 reagiert über eine vordefinierte Wechselwirkung mit der zweiten funktionellen Gruppe R21 , so dass diese miteinander verbunden werden, und der Abstand der funktionellen Gruppen R zu der jeweiligen Stoffportion wird durch den jeweiligen Linker L bestimmt.
Es ist generell möglich, dass die ersten Stoffportionen mit wenigstens einer dritten funktionellen Gruppe R1 ausgebildet und mit einem dritten Linker L3 versehen sind.
Es ist generell möglich, dass die dritte funktionelle Gruppe R1 jeweils wenigstens eine Schutzgruppe SG aufweist, so dass an die Stoffportionen des ersten Stoffes nur entsprechend funktionalisierte Stoffportionen des ersten Stoffes binden können.
Es ist generell möglich, dass das Verfahren weiter wenigstens den Schritt umfasst, dass die Schutzgruppen SG zunächst vorliegen und erst dann entfernt werden, wenn die ersten Stoffportionen mittels der dritten funktionellen Gruppen R1 miteinander verbunden werden sollen.
Es ist generell möglich, dass die funktionellen Gruppen R1 jeweils wenigstens eine Schutzgruppe aufweisen, so dass an die Stoffportionen des ersten Stoffes nur entsprechend funktionalisierte Stoffportionen des zweiten Stoffes binden können.
Ferner ist es generell möglich, dass das Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponentensystems weiter wenigstens den Schritt umfasst, dass die Schutzgruppen zunächst vorliegen und erst dann entfernt werden, wenn die ersten und zweiten Stoffportionen mittels der ersten und zweiten funktionellen Gruppen R2, R21 miteinander verbunden werden sollen. Fig. 11 A zeigt eine schematische Darstellung von intravernetzten Kapseln eines Einkomponentensystems in einem hochviskosen System gemäß der vorliegenden Erfindung.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das vernetzte Einkomponentensystem, wie in Fig. 8 beschrieben, in ein hochviskoses System eingebracht.
Das hochviskose System ist ein Klebeband B.
Alternativ sind andere hochviskose, flüssige, gasförmige, pastöse oder niedrigviskose Systeme denkbar.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Klebeband B ein einseitiges Klebeband B.
Alternativ sind auch doppelseitige Ausführungen eines Klebebands B möglich.
Üblicherweise besteht bei hochviskosen Systemen ein Diffusionsproblem, so dass der Inhalt der Kapseln K1 im Klebeband B keine Quervernetzung zwischen den beiden zu verklebenden Materialen erreicht.
Durch die (Intra)-Vernetzung des Einkomponentensystems kann der Abstand und der Vernetzungsgrad der Kapseln K1 so gewählt werden, dass der Inhalt der Kapseln K1 ein vernetzendes System durch den hochviskosen Klebstoff bildet.
Dieses Grundprinzip kann auch auf ein Zweikomponentensystem wie in Fig. 12A dargestellt ausgeweitet werden. Dort wird der (Inter- und lntra-)-Vernetzungsmechanismus verwendet.
Nicht gezeigt ist, dass das Zweikomponentensystem auch nur mit einer vorherigen Intervernetzung der Kapseln K1 und der Kapseln K2 in das Klebeband eingebracht werden kann.
Fig. 11 B zeigt eine schematische Darstellung von intravernetzten Kapseln eines Einkomponentensystems und unvernetzten, mit Gas befüllten Kapseln gemäß der vorliegenden Erfindung.
Alternativ können die unvernetzten Kapseln auch mit festen oder flüssigen Stoffen befüllt sein.
Zusätzlich zu den intravernetzten Kapseln K1 des Einkomponentensystems gemäß Fig. 11 A kann eine weitere Population an unvernetzten, mit Gas gefüllten Kapseln KG in den hochviskosen Klebstoff, wie zum Beispiel ein Klebeband B, eingebracht werden, welche beim Aufplatzen das Gas freisetzen und somit entweder Freiraum für die flüssige Komponente der Kapseln K1 schaffen oder es ermöglichen das Klebeband wieder zu entfernen.
Es wäre außerdem denkbar, einen sich auflösenden Platzhalter (z.B. Fasern oder ähnliches) in das Klebeband B einzubringen.
So würden Kanäle geschafft werden, in denen sich der flüssige Klebstoff der Kapseln K1 ausbreiten und über einen großen Bereich innerhalb des Klebebandes B vernetzen kann.
Eine weitere Möglichkeit wäre die flüssig gefüllten Kapseln K1 in Röhrchen zu füllen und diese im Klebeband B einzubringen.
So könnte eine Vernetzung im Ausmaß der Röhrchenlänge stattfinden.
Dieses Grundprinzip kann auch auf ein Zweikomponentensystem wie in Fig. 12B dargestellt, ausgeweitet werden.
Hier wird der Inter- und Intravernetzungsmechanismus verwendet.
Zusätzlich zu den ersten Kapseln K1 des Einkomponentensystems wird eine zweite Kapselpopulation K2 eingeführt.
Dieser Mechanismus ermöglicht ein Zweikomponenten -Klebesystem in einem Klebeband B einzuführen.
Die beschriebenen Systeme sind nicht auf Einkomponenten -Kapselsysteme oder Zweikomponenten-Kapselsysteme beschränkt.
Abhängig von der Größe und Funktionalisierung des jeweiligen Systems können beliebig viele Kapselpopulationen Kn aneinandergebunden und untereinander vernetzt werden.
Durch Kombination der einzelnen Komponenten kann ein sehr breites Spektrum an neuen Funktionsweisen und somit neuen Anwendungsmöglichkeiten entwickelt werden.
Im Folgenden wird exemplarisch die Herstellung von Polymethylmethacrylat Mikrokapseln beschrieben: Zunächst werden 2,5 g Polymethylmethacrylat (PMMA) in 1 1 ,5 ml Toluol gelöst. Anschließend wird Öl eingerührt. Für die Mikroverkapselung wird die homogene Lösung in 45 ml einer 1 Gewichts-%igen Polyvenylalkohol (PVA) Lösung gegeben. Die Emulsion wird mit 800 U/min für 30 min gerührt. Anschließend wird das Toluol verdampft. Die so erhaltenen Mikrokapseln K mit einem PMMA Coating-Material werden mit destilliertem Wasser gewaschen und bei 5.000 U/min zentrifugiert und über Nacht bei 50 °C in einem Vakuumofen getrocknet.
Dann wird die Oberfläche der Mikrokapseln silanisiert. Die Mikrokapseln werden in einen Wirbelschichtreaktor gegeben. Als Coating -Material wird eine 5 %ige, wässrige (3- Aminopropyl)triethoxysilane (APTES) Lösung verwendet. Nach dem Coatingprozess werden die Mikrokapseln für 1 h bei 80 °C im Vakuumofen getrocknet, um eine optimale Anbindung des Aminosilans an die Oberfläche zu erhalten. Zusätzlich kann vor der Reaktion die Oberfläche der Mikrokapseln K mit Sauerstoffplasma aktiviert werden.
Für die Intervernetzung zweier Kapselpopulationen K1 und K2 (Kapseln K mit unterschiedlichem Inhalt), kann die komplementäre Kapselpopulation K mit Carboxyl- Gruppen funktionalisiert werden. Hier ist das Vorgehen analog zu der oben beschriebenen Silanisierung. Jedoch wird anstatt des (3-Aminopropyl)triethoxysilane (APTES) ein Silan- PEG-COOH verwendet.
Anschließend können die Kapseln K noch mit einem Sieb mit unterschiedlicher Porengröße gesiebt werden, um die Monodispersität zu erhöhen. Dies hat den Vorteil, dass im späteren Bindungsprozess die Volumenverhältnisse der beiden Kapselinhalte über die Größe der Kapseln K genau bestimmt werden kann.
Dann erfolgt die Mikrokapselbindung. Die erste Mikrokapsel K1 ist mit primären Aminen funktionalisiert, während die zweite Mikrokapsel K2 mit Carboxylgruppen funktionalisiert ist. Im nächsten Schritt werden 80pl einer 10%igen Carboxyl-funktionaliserten Mikrokapselsuspension in eine wässrigen Lösung gegeben und 7pL einer 2M (1 -Ethyl-3-(3- dimethylaminopropyl)carbodiimid)-Lösung (EDC-Lösung) und 7pL einer 0,3M N- Hydroxysuccinimid)-Lösung (NHS-Lösung) hinzugegeben und eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Die Carboxylfunktion wird zum Aktivester umgesetzt. Anschließend werden im selben Verhältnis wie die Carboxyl-Mikrokapseln K2 die Amin- Mikrokapseln K1 in die Lösung hinzugegeben und zwei Stunden bei Raumtemperatur und leichtem Rühren aneinandergebunden. Anschließend werden die funktionellen Gruppen, die nicht miteinander reagiert haben, mit Ehanolamin geblockt und die Kapseln über ein Sieb abfiltriert, mit destilliertem Wasser gewaschen und im Vakuumofen eine Stunde bei 50 °C getrocknet.
In Fig. 13 ist zu erkennen, dass die meisten Mikrokapseln K im Verhältnis 1 :1 aneinanderbinden.
Zudem gibt es ein paar Mikrokapseln K, die im Verhältnis 1 :2 binden oder gar nicht aneinandergebunden haben.
Um die Qualität der Zweikomponenten-Mikrokapseln K sicherzustellen werden die Mikrokapseln K anschließend über ein Sieb mit verschiedenen Porengrößen nach der Größe bzw. nach ihrem Bindungsverhältnis aufgereinigt. Über die Anzahl der funktionellen Gruppen an den Mikrokapseln K kann auch das Bindungsverhältnis der Mikrokapseln K beeinflusst werden.
Es ist möglich, dass Mikrokapseln K mit der gleichen Größe (z.B. 8pm) aber mit einer unterschiedlichen Funktionalisierung aneinandergebunden wurden. Bei der Funktionalisierung mit linearen Polymeren überwiegt die 1 :1 Bindung, vgl. Fig. 14. Bei einer Funktionalisierung mit Polymeren die eine Multivalenz aufweisen überwiegt die Dreifach- Bindung.
Es ist auch möglich, dass die Funktionalisierung von Mikrokapseln über Adsorption erfolgt.
Insbesondere bei Mikrokapseln mit Kunststoffoberflächen kann die Funktionalisierung von Mikrokapseln über Adsorption erfolgen. Bevorzugte Beispiele für Kunststoffoberflächen sind Acrylharz, Polymilchsäure, Nylon 6 und 12, Epoxidharze sowie Polystyrol.
Für die Adsorption an die Oberfläche der Mikrokapseln werden bevorzugt Alkylketten oder primäre Amine verwendet.
Die zweite funktionelle Gruppe kann frei gewählt werden und steht somit im nächsten Schritt für die Bindung der Mikrokapseln zur Verfügung.
Die Kunststoffoberfläche der Mikrokapseln kann direkt im Mikroverkapselungsverfahren entstehen oder in einem zweiten Schritt durch eine so erhaltene Multischichtmikrokapsel.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die zweite Mikrokapselpopulation mit Metallpartikeln bzw. einer Metallhülle hergestellt und/oder beschichtet werden. Die beiden Mikrokapselpopulationen mit 4-aminobenzenthiol als Binder beider Mikrokapselpopulationen werden hinzugegeben.
Das primäre Amin bindet über Adsorption an die Mikrokapseln mit der Kunststoffoberfläche, die Thiolgruppe bindet an die Metalloberfläche.
Ferner ist eine Funktionalisierung während des Mikrokapselprozesses wie in WO2017192407 beschrieben möglich.
Demnach wird beispielsweise eine Mischung, welche Wasser (20 ml), Ethylacetat (5 ml), Natriumhydrogencarbonat (0,580 g), etwa 1 ,0 mg Sudan Black und einen Tropfen Tween 20 umfasst, bei Raumtemperatur unter Verwendung eines mechanischen Rührers (etwa 500 ml) kräftig gemischt (5 Minuten bei 500 rpm). Dem Gemisch werden 77 mg 1 ,3- Bischlorsulfonylbenzol zugesetzt, worauf für etwa 3 Minuten gerührt wird. Die Mischung wird dann mit 3,5-Diaminobenzoesäure behandelt und weitere 72 Stunden kräftig gerührt. Um die in der Mischung stattfindende Reaktion zu beobachten, werden dreißig Minuten nach Beginn des kräftigen Rührens, sowie danach in Intervallen von 12 Stunden Aliquots entnommen. Bei mikroskopischer Beobachtung zeigen die Aliquots eine Bildung Kapseln mit einem Durchmesser von 1 bis 2 Mikrometern, mit dem darin enthaltenen Farbstoff Sudan-Schwarz. Die Reaktion ist nach einigen Stunden beendet. Es wird postuliert, dass die Kapseln mehrere -COOH-Gruppen auf der Oberfläche haben.
Ferner ist eine Funktionalisierung während des Mikrokapselprozesses nach den weiteren in WO2017192407 beschrieben Verfahren möglich.
Demnach kann eine zweite Stoffportion in einem separaten Batch Ansatz nach derselben Methode, nur mit primären Aminen auf der Oberfläche hergestellt werden.
Anschließend kann die Mikrokapselpopulation mit COOH auf der Oberfläche wie im Beispiel zuvor mit EDC/ NHS aktiviert werden, die Amin-Kapselpopulation wird hinzugegeben werden und die Kapseln binden kovalent aneinander. Im nächsten Schritt können die Kapseln gewaschen, (ggf. filtriert) und getrocknet werden. Die so enthaltenen Kapseln können dann in einem weiteren Umgebungsmedium eingearbeitet werden.
Eine weitere denkbare Herstellungsmethode ist beispielsweise in Yip, J and Luk, MYA, Antimicrobial Textiles, Woodhead Publishing Series in Textiles, 2016, Pages 19-46, 3- Microencapsultion technologies for antimicrobial textiles, beschrieben. Denkbar ist, dass die Mikrokapseln mit Metallpartikeln auch über Ladung aufgebracht werden können. Eine Intravernetzung ist möglich.
Denkbar ist, dass nach der Herstellung der Mikrokapseln mit Metallpartikeln auf der Oberfläche ein Gemisch aus Alkohol und Mercaptane (SAM-Polymer) zu den Kapseln hinzugegeben wird.
Bei funktionalisierten Thiolen kann die zweite funktionelle Gruppe beliebig gewählt werden. Die Thiolbindungen binden an der Metalloberfläche. Der Rest, also die zweite funktionelle Gruppe des Thiolmoleküls, steht als funktionelle Gruppe für die Mikrokapselbindung zur Verfügung.
Durch Wahl einer oder mehrerer SAM Polymere, die zu den Mikrokapseln hinzugegeben werden, können die funktionellen Gruppen der Oberfläche homogen oder heterogen ausgestaltet werden.
Zudem kann die Länge des Linkers durch ein geeignetes Mercaptan bestimmt werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist es möglich, für einen kurzen Linker Ethanethiol zu wählen. Für einen längeren Linker kann ein 11 -Mercaptoundecannoic gewählt werden.
Ferner besteht die Möglichkeit, die so funktionalisierte Oberfläche der Mikrokapseln mit einem zweiten Polymer, z.B. mit einem PEG zu binden, um so die Länge des Linkers weiter zu erhöhen.
Als SAM Oberfläche können Disulfite, Phosphorsäuren, Silane, Thiole und Polyelectrolyte verwendet werden. Insbesondere können Acetylcystein, Dimercaptobernsteinsäure, Dimercaptopropansulfonsäure, Ethanthiol (Ethylmercaptan), Dithiothreitol (DTT), Dithioerythritol (DTE), Captopril, Coenzym, A, Cystein, Penicillamin, 1 -Propanthiol , 2- Propanthiol, Glutathion, Homocystein, Mesna, Methanthiol (Methylmercaptan) und/oder Thiophenol verwendet werden.
Eine Intervernetzung ist möglich.
Die Mikrokapseln mit den Metallnanopartikeln können wie oben beschrieben hergestellt werden.
Anschließend kann ein Gemisch aus Alkohol und Dithioether hinzugeben werden. Die eine funktionelle Gruppe R ist geschützt.
So werden die Mikrokapseln funktionalisiert.
Über die Anzahl an Metallnanopartikeln, die sich auf der Oberfläche der Mikrokapseln befinden, kann dann die Anzahl, bzw. die Dichte der Funktionalisierung und somit die Anzahl an funktionellen Gruppen bestimmt werden. Damit ist eine Bestimmung der Anzahl an Mikrokapseln K2, die miteinander über Intra- oder Intervernetzung miteinander reagieren, möglich.
Im nächsten Schritt können die Mikrokapseln in das gewünschte Umgebungsmedium eingebracht werden, wie z.B. in einen Haftklebstoff (oder dergleichen).
Für Intervernetzung ist die Verwendung von 4-lsocyanat Butan-1 -Thiol denkbar, wobei die NCO-Gruppen geschützt sind.
Die Entfernung der Schutzgruppen und somit die Aktivierung der funktionellen Gruppen R erfolgt hier in dem noch niedrig viskosen Haftklebstoff. Die so freiwerdenden NCO-Gruppen können in wässriger Umgebung (z.B. dem Lösemittel des Haftklebstoffes) untereinander zu Harnstoff vernetzen.
Fig. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2.
Gezeigt ist ein Mehrkomponentensystem mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2, wobei der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 in jeweils einer Stoffportion vorliegen.
Alternativ können mehrere Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und mehrere Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 vorliegen.
Alternativ kann das Mehrkomponentensystem noch mindestens einen dritten Stoff N3 umfassen, welcher in einer oder mehreren Stoffportionen vorliegen kann.
In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 auf einer Oberfläche OF angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 auf einer Oberfläche OF als Bahnen appliziert. Die beiden Stoffportionen sind zunächst separat, d.h. ohne Berührungspunkte oder Berührungslinien miteinander auf der Oberfläche OF angebracht.
Alternativ können die Stoffportionen auch mit Berührungspunkten und/oder Berührungslinien auf der Oberfläche OF angebracht sein, vgl. Fig. 17.
Alternativ und/oder zusätzlich können der erste Stoff N1 und/oder der zweite Stoff N2 als Punkte, Kugeln, Striche, Kreise, Ellipsen oder in anderen geometrischen oder nichtgeometrischen Formen appliziert sein, vgl. Fig. 18 und Fig. 19.
Generell können der erste Stoff N1 und/oder der zweite Stoff N2 auf einem Unterabschnitt der Oberfläche OF appliziert sein (z.B. am Rand, in einer Ecke, in mehreren Ecken, entlang einer Bahn oder eines Kreises etc.) oder auf der ganzen Oberfläche OF.
Generell kann die mindestens eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 und/oder des zweiten Stoffes N2 in einem geometrischen Muster oder in unregelmäßiger Art und Weise auf der Oberfläche OF appliziert sein.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche OF eine Metalloberfläche.
Alternativ kann die Oberfläche eine Kunststoffoberfläche, Folie, Holzoberfläche, Textiloberfläche, Papieroberfläche, Wachsoberfläche oder ähnliches sein.
In diesem Ausführungsbeispiel wurden der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 mit einem Dispenser appliziert.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Stoff N1 ein Einkomponentenklebstoff.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der zweite Stoff N2 ein Einkomponentenklebstoff.
Alternativ kann der erste Stoff N1 und/oder der zweite Stoff N2 kein Klebstoff sein, sondern eine abdichtende, isolierende, wärmeleitende, elektrisch leitende, antibiotische, antimikrobielle oder andere Komponente.
Der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Eigenschaften. In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann alternativ der erste Stoff N1 eine erste Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes und der zweite Stoff N2 eine zweite Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann.
In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann der erste Stoff N1 einen ersten Mehrkomponentenklebstoff mit einer ersten Zusammensetzung, und der zweite Stoff N2 einen zweiten Mehrkomponentenklebstoff mit einer zweiten Zusammensetzung umfassen kann.
In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann der erste Stoff N1 einen Epoxidklebstoff mit einer ersten Zusammensetzung und der zweite Stoff N2 einen Epoxidklebstoff mit einer zweiten Zusammensetzung umfassen kann.
In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann alternativ der erste Stoff N1 einen Mehrkomponentenklebstoff und der zweite Stoff N2 einen Einkomponentenklebstoff umfassen kann.
In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann alternativ der erste Stoff N1 eine erste Komponente eines Epoxidklebstoff umfassen kann, wobei die erste Komponente in mehreren Stoffportionen vorliegt, welche verkapselt sind, insbesondere in Nanokapseln und/oder Mikrokapseln und der zweite Stoff N2 eine zweite Komponente eines Epoxidklebstoffes umfassen kann, wobei der zweite Stoff N2 in mehreren Stoffportionen vorliegt, wobei die Stoffportionen verkapselt sind, insbesondere in Nanokapseln und/oder Mikrokapseln.
In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann alternativ der erste Stoff N1 einen Epoxidklebstoff mit einer ersten Zusammensetzung und der zweite Stoff N2 einen silikonbasierten Klebstoff mit einer zweiten Zusammensetzung umfassen kann.
In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann alternativ der erste Stoff N1 einen Epoxidklebstoff mit einer ersten Zusammensetzung und der zweite Stoff N2 einen Polyurethanklebstoff mit einer zweiten Zusammensetzung umfassen kann.
In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann alternativ der erste Stoff N1 einen Epoxidklebstoff mit einer ersten Zusammensetzung und der zweite Stoff N2 einen Acrylatklebstoff mit einer zweiten Zusammensetzung umfassen kann. In anderen Worten, es kann sich bei dem Mehrkomponentensystem um ein Hybridklebstoffsystem handeln. In einer Ausführungsform der Fig. 15 kann mindestens eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 und/oder des zweiten Stoffes N2 in einer Kapsel K, insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet sein kann, vgl. Fig. 21 und Fig. 22.
Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 , einem zweiten Stoff N2 und einem dritten Stoff N3.
Gezeigt ist ein Mehrkomponentensystem mit einem ersten Stoff N1 , einem zweiten Stoff N2 und einem dritten Stoff N3, wobei der erste Stoff N1 , der zweite Stoff N2 und der dritte Stoff N3 in jeweils einer Stoffportion bzw. Klebstoffbahn vorliegen.
Alternativ können mehrere Stoffportionen des ersten Stoffes N1 , mehrere Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 und/oder mehrere Stoffportionen des dritten Stoffes N3 vorliegen.
Alternativ kann das Mehrkomponentensystem noch mindestens einen vierten Stoff umfassen, welcher in einer oder mehreren Stoffportionen vorliegen kann.
In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Stoff N1 , zweite Stoff N2 und der dritte Stoff N3 auf einer Oberfläche OF angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffe N1 , N2, N3 auf einer Oberfläche OF als Bahnen appliziert, wobei der dritte Stoff N3 zwischen dem ersten Stoff N1 und dem zweiten Stoff N2 vorliegt.
Die drei Stoffportionen sind zunächst separat und ohne Berührungspunkte miteinander auf der Oberfläche OF angebracht.
Alternativ können die drei Stoffportionen zumindest teilweise miteinander in Berührung stehen vgl. Fig. 17
Alternativ und/oder zusätzlich können der erste Stoff N1 und/oder der zweite Stoff N2 und/oder der dritte Stoff N3 als Punkte, Kugeln, Striche, Kreise, Ellipsen oder in anderen geometrischen oder nicht-geometrischen Formen appliziert sein.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche OF eine Metalloberfläche.
Alternativ kann die Oberfläche eine Kunststoffoberfläche, Folie, Holzoberfläche, Textiloberfläche, Papieroberfläche, Wachsoberfläche oder ähnliches sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Stoff N1 eine erste Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der zweite Stoff N2 eine zweite Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der dritte Stoff N3 ein inerter Stoff, der die Reaktion zwischen dem ersten Stoff N1 und dem zweiten Stoff N2 bis zur Aktivierung verhindert.
Fig. 17 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 , einem zweiten Stoff N2 und einem dritten Stoff N3.
Gezeigt ist ein Mehrkomponentensystem mit einem ersten Stoff N1 , einem zweiten Stoff N2 und einem dritten Stoff N3, wobei der erste Stoff N1 , der zweite Stoff N2 und der dritte Stoff N3 in jeweils einer Stoffportion vorliegen.
Alternativ können mehrere Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und/oder mehrere Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 und/oder mehrere Stoffportionen des dritten Stoffs N3 vorliegen.
Alternativ kann das Mehrkomponentensystem noch mindestens einen vierten Stoff umfassen, welcher in einer oder mehreren Stoffportionen vorliegen kann.
In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Stoff N1 , der zweite Stoff N2 und der dritte Stoff N3 auf einer Oberfläche OF angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Stoff N1 , der zweite Stoff N2 und der dritte Stoff N3 auf einer Oberfläche OF als Bahnen appliziert.
Die Stoffportionen sind mit Berührungslinien (zwischen dem ersten Stoff N1 und dem zweiten Stoff N2, sowie dem zweiten Stoff N2 und dem dritten Stoff N3) auf der Oberfläche OF angebracht.
Alternativ wären einzelne Berührungspunkte möglich.
Alternativ wären Berührungspunkte und/oder Berührungslinien nur zwischen dem ersten Stoff N1 und dem zweiten Stoff N2 oder dem zweiten Stoff N2 und dem dritten Stoff N3 möglich. Alternativ können die Stoffportionen auch, insbesondere zunächst, separat, d.h. ohne Berührungspunkte oder Berührungslinien miteinander auf der Oberfläche OF angebracht sein, vgl. Fig. 15 oder Fig. 16.
Alternativ und/oder zusätzlich können der erste Stoff N1 und/oder der zweite Stoff N2 und/oder der dritte Stoff N3 als Punkte, Kugeln, Striche, Kreise, Ellipsen oder in anderen geometrischen oder nicht-geometrischen Formen appliziert sein, vgl. Fig. 18.
Fig. 18 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2.
Gezeigt ist ein Mehrkomponentensystem mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2, wobei der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 in jeweils mehreren Stoffportion vorliegen.
Alternativ kann nur eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 und/oder eine Stoffportion des zweiten Stoffes N2 vorliegen, vgl. Fig. 15.
Alternativ kann das Mehrkomponentensystem noch mindestens einen dritten Stoff umfassen, welcher in einer oder mehreren Stoffportionen vorliegen kann.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 auf einer Oberfläche OF angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 auf einer Oberfläche OF als Punkte appliziert.
Die Stoffportionen sind zunächst separat, d.h. ohne Berührungspunkte oder Berührungslinien miteinander auf der Oberfläche OF angebracht.
Alternativ können die Stoffportionen auch mit Berührungspunkten und/oder Berührungslinien auf der Oberfläche OF angebracht sein, vgl. Fig. 17.
Alternativ und/oder zusätzlich können der erste Stoff N1 und/oder der zweite Stoff N2 als Kugeln, Striche, Kreise, Ellipsen, Bahnen, Linien oder in anderen geometrischen oder nichtgeometrischen Formen appliziert sein, vgl. Fig. 15.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 über die gesamte Oberfläche OF verteilt. Alternativ können die Stoffportionen des ersten Stoffes N2 und/oder die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 nur auf einem Unterabschnitt der Oberfläche OF verteilt sein, beispielsweise in Bahnen (vgl. Fig. 19) oder Kreisen, entlang des Rands, in den Ecken, etc.
Fig. 19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2.
Die Figurenbeschreibung von Fig. 19 ist im Wesentlichen der Figurenbeschreibung von Fig. 18 zu entnehmen. Die Stoffportionen des ersten Stoffes N2 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 sind jedoch nur in einem Unterabschnitt der Oberfläche OF verteilt, hier in einer (Doppel-)Bahn.
Alternativ können die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 in mehreren Bahnen auf der Oberfläche verteilt vorliegen.
Alternativ können die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 in getrennten Bahnen vorliegen, vgl. Fig. 23.
Generell ist es möglich, dass zwischen einzelnen Bahnen ein inerter Stoff (beispielweise auch in Form einer Bahn) angeordnet ist, vgl. Fig 23.
Fig. 20 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems.
In diesem Ausführungsbeispiel sind ein erster Stoff N1 und ein zweiter Stoff N2 als Bahnen auf einer Oberfläche OF aufgebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel ist auf dem ersten Stoff N1 ein dritter Stoff N3 in mehreren Stoffportionen angebracht, hier in Form von Kapseln (insbesondere Mikrokapseln oder Nanokapseln).
Alternativ kann der dritte Stoff N3 auch in dem ersten Stoff N1 oder neben dem ersten Stoff N1 angebracht sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 20 kann der erste Stoff N1 eine erste Komponente eines Epoxidklebstoff umfassen kann und der dritte Stoff N3 eine zweite Komponente eines Epoxidklebstoffes umfassen kann, wobei der dritte Stoff N3 in mehreren Stoffportionen vorliegt, wobei die Stoffportionen verkapselt sind, insbesondere in Nanokapseln und/oder Mikrokapseln.
In anderen Worten, der dritte Stoff N3 umfasst eine Komponente eines Epoxidklebstoff, welche in Kapseln, insbesondere Mikrokapseln oder Nanokapseln vorliegt und der erste Stoff N1 eine weitere Komponente eines Epoxidklebstoffes, welche nicht in Kapseln vorliegt, sondern auf einer Oberfläche OF angebracht ist.
Das Mehrkomponentensystem umfasst hier auch einen zweiten Stoff N2, beispielsweise einen anderen Klebstoff (z.B. einen Silikonklebstoff oder Polyurethanklebstoff).
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kapseln aktivierbar.
In einer Ausführungsform der Fig. 20 kann der erste Stoff N1 und der dritte Stoff N3 ein aktivierbares Zweikomponentenklebesystem darstellen.
In einer Ausführungsform der Fig. 20 kann alternativ beide Komponenten eines Zweikomponentenklebstoffes in Kapseln vorliegen können.
In einer Ausführungsform der Fig. 20 kann in, auf oder an dem zweiten Stoff N2 ein vierter Stoff N4 angebracht sein kann, welcher verkapselt vorliegt (beispielsweise in Form von Mikrokapseln oder Nanokapseln. Beispielsweise kann eine Komponente eines Polyurehtanklebstoffes als Stoff N4 verkapselt vorliegen, wobei mindestens eine Komponente eines Polyurethanklebstoffes als Stoff N3 vorliegen kann.
In einer Ausführungsform der Fig. 20 kann alternativ der zweite Stoff N2 in verkapselter Form vorliegen kann.
Fig. 21 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems.
Gezeigt ist ein Mehrkomponentensystem mit wenigstens einem ersten Stoff N1 und mit wenigstens einem zweiten Stoff N2, wobei der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 in mehreren Stoffportionen vorliegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 und des zweiten Stoffes N2 in jeweils einer Kapsel K, insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 auf einer Oberfläche OF angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche OF eine Metalloberfläche.
Alternativ kann die Oberfläche OF eine Holzoberfläche, Kunststoffoberfläche, Papieroberfläche, Textiloberfläche, Folie oder ähnliches sein.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 nicht mit einem definierten Abstand zueinander angeordnet.
Alternativ und/oder zusätzlich können die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 in einem definierten Abstand zueinander angeordnet sein, vgl. Fig. 22.
In einer Ausführungsform der Fig. 21 kann der erste Stoff N1 eine erste Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes, z.B. eines Epoxidklebstoffes, sein kann.
Alternativ kann der erste Stoff ein Silikon- oder ein Einkomponentenklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 21 kann der zweite Stoff N2 eine zweite Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes, z.B. eines Epoxidklebstoffes sein kann.
Alternativ kann der zweite Stoff ein Silikon-, Kunststoff - oder Polyurethanklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 21 kann alternativ eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 und eine Stoffportion des zweiten Stoffes N2 in einer gemeinsamen Kapsel K oder in einer Doppelkapsel oder Mehrkomponentenkapsel vorliegen können. Bei einer Doppelkapsel oder Mehrkomponentenkapsel kann die Bindung einer Kapsel mit dem ersten Stoff N1 und einer Kapsel mit dem zweiten Stoff N2 über schwache Wechselwirkung und/ oder über eine kovalente Bindung erfolgen.
In einer Ausführungsform der Fig. 21 kann zusätzlich zu den Kapseln des erstens Stoffes N1 und den Kapseln des zweiten Stoffes N2 noch Kapseln mit einem dritten Stoff vorliegen können.
Der dritte Stoff N3 kann auch nicht verkapselt vorliegen.
Der dritte Stoff N3 kann eine weitere Eigenschaft aufweisen wie z.B. abdichtende, wärmeleitende, isolierende, elektrisch leitende Funktion, etc. Der dritte Stoff N3 kann auch eine klebende Eigenschaft aufweisen.
Der dritte Stoff N3 kann beispielsweise ein Silikonklebstoff und/oder Polyurethanklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 21 kann auch mehr als drei Stoffe möglich sind.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kapseln mit den Stoffen N1 und N2 als vorapplizierbarer Klebstoff auf der zu verklebenden Oberfläche OF aufgebracht.
In einer Ausführungsform der Fig. 21 kann die Kapseln über Druck, Temperaturunterschied, Induktion und/oder Ultraschall aktiviert werden können, sodass der erste Stoff N1 und/oder der zweite Stoff N2 aus den Kapseln freigesetzt wird.
Generell kann der Aktivierungsmechanismus und/oder die notwendige Aktivierungsenergie für die Kapseln mit dem ersten Stoff N1 und die Kapseln mit dem zweiten Stoff N2 unterschiedlich oder gleich sein.
In diesem Ausführungsbeispiel verhindert der vorapplizierbare Klebstoff die Bildung einer Oxidschicht auf der Metalloberfläche OF.
In einer Ausführungsform der Fig. 21 kann die Kapseln auch in eine Umgebungsmatrix eingebettet sein können, vgl. Figs. 27-32. Die Umgebungsmatrix ermöglicht ein einfaches Aufträgen der Kapseln und schützt die Metalloberfläche OF zusätzlich vor Oxidation. Die Umgebungsmatrix kann beispielsweise eine Acrylfarbe, oder ein Acryllack, ein oder ein wasserbasierter Klebstoff sein.
Die unterschiedlichen Auftragungsmuster der Umgebungsmatrix sind beispielsweise analog zu den Auftragungsmustern in den Figuren 15-20 und 22-25.
Fig. 22 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems.
Gezeigt ist ein Mehrkomponentensystem mit wenigstens einem ersten Stoff N1 und mit wenigstens einem zweiten Stoff N2, wobei der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 in mehreren Stoffportionen vorliegen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 und des zweiten Stoffes N2 in jeweils einer Kapsel K, insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 auf einer Oberfläche OF angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 in einem definierten Abstand zueinander angeordnet.
Insbesondere ist sowohl der Abstand zwischen den einzelnen Stoffportionen eines Stoffes (N1 oder N2) definiert, als auch der Abstand zwischen den Stoffportionen der unterschiedlichen Stoffe.
Alternativ kann nur der Abstand zwischen den einzelnen Stoffportionen eines Stoffes (N1 oder N2) definiert sein oder der Abstand zwischen den Stoffportionen der unterschiedlichen Stoffe.
Alternativ und/oder zusätzlich können die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und/oder die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 nicht in einem definierten Abstand zueinander angeordnet sein, vgl. Fig. 21 . In einer Ausführungsform der Fig. 22 kann der erste Stoff N1 eine erste Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann.
Alternativ kann der erste Stoff ein Silikon- oder ein Einkomponentenklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 22 kann der zweite Stoff N2 eine zweite Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann.
Alternativ kann der zweite Stoff ein Silikon-, Kunststoff - oder Polyurethanklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 22 kann zusätzlich zu den Kapseln des erstens Stoffes N1 und den Kapseln des zweiten Stoffes N2 noch Kapseln mit mindestens einem weiteren Stoff vorliegen können (insgesamt drei oder mehr Stoffe).
Fig. 23 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems.
Die Figurenbeschreibung von Fig. 23 ist im Wesentlichen der Figurenbeschreibung von Fig. 18 zu entnehmen. Die Stoffportionen des ersten Stoffes N2 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 sind jedoch nur in Unterabschnitten der Oberfläche OF verteilt, hier in Bahnen.
In diesem Ausführungsbeispiel liegen die Stoffportionen des ersten Stoffes und die Stoffportionen des zweiten Stoffes in getrennten Bahnen vor.
Alternativ können die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 in einer oder mehreren gemeinsamen Bahnen vorliegen, vgl. Fig. 19.
Zwischen der Bahn des ersten Stoffes N1 und der Bahn des zweiten Stoffes N2 kann zudem noch ein dritter Stoff N3, beispielsweise ein inerter Stoff angebracht sein, vgl. Fig. 24.
Fig. 24 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems.
Die Figurenbeschreibung von Fig. 24 ist im Wesentlichen der Figurenbeschreibung von Fig. 23 zu entnehmen. Zwischen der Bahn des ersten Stoffes N1 und der Bahn des zweiten Stoffes N2 ist zudem noch ein dritter Stoff N3 appliziert, hier ein inerter Stoff.
Fig. 25 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems.
Gezeigt ist ein Mehrkomponentensystem einem ersten Stoff N1 , einem zweiten Stoff N2, einem dritten Stoff N3 und einem vierten Stoff N4, wobei der erste Stoff N1 , der zweite Stoff N2, der dritte Stoff N3 und der vierte Stoff N4 in mehreren Stoffportionen vorliegen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist je eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 , des zweiten Stoffes N2, des dritten Stoffes N3 und des vierten Stoffes N4 in jeweils einer Kapsel K, insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 , des zweiten Stoffes N2, des dritten Stoffes N3 und des vierten Stoffes N4 auf einer Oberfläche OF angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 in einem definierten Abstand zueinander angeordnet.
Die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 sind in Form von einer Bahn auf der Oberfläche OF angeordnet.
Die Stoffportionen des dritten Stoffes N3 und die Stoffportionen des vierten Stoffes N4 sind in Form von einer Bahn auf der Oberfläche OF angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des dritten Stoffes N3 und die Stoffportionen des vierten Stoffes N4 in einem definierten Abstand zueinander angeordnet.
Insbesondere ist sowohl der Abstand zwischen den einzelnen Stoffportionen eines Stoffes (N1 , N2, N3 oder N4) definiert, als auch der Abstand zwischen den Stoffportionen der unterschiedlichen Stoffe.
Alternativ kann nur der Abstand zwischen den einzelnen Stoffportionen eines Stoffes (N1 , N2, N3 oder N4) definiert sein oder der Abstand zwischen den Stoffportionen der unterschiedlichen Stoffe. Alternativ und/oder zusätzlich können die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und/oder die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 und/oder die Stoffportionen des dritten Stoffes und/oder die Stoffportionen des vierten Stoffes N4 nicht in einem definierten Abstand zueinander angeordnet sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 25 kann dass der erste Stoff N1 eine erste Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann.
Alternativ kann der erste Stoff ein Silikon- oder ein Einkomponentenklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 25 kann der zweite Stoff N2 eine zweite Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann.
Alternativ kann der zweite Stoff N2 ein Silikon-, Kunststoff - oder Polyurethanklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 25 kann der dritte Stoff N3 eine erste Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann.
Alternativ kann der dritte Stoff N3 ein Silikon- oder ein Einkomponentenklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 25 kann der vierte Stoff N4 eine zweite Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann.
Alternativ kann der vierte Stoff N4 ein Silikon-, Kunststoff - oder Polyurethanklebstoff sein.
Fig. 26 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems.
Gezeigt ist ein Mehrkomponentensystem einem ersten Stoff N1 , einem zweiten Stoff N2 und einem dritten Stoff N3, wobei der erste Stoff N1 , der zweite Stoff N2 und der dritte Stoff N3 in mehreren Stoffportionen vorliegen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist je eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 , des zweiten Stoffes N2 und des dritten Stoffes N3 in jeweils einer Kapsel K, insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 , des zweiten Stoffes N2 und des dritten Stoffes N3 auf einer Oberfläche OF angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 in einem definierten Abstand zueinander angeordnet.
Die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 sind in Form von einer Bahn auf der Oberfläche OF angeordnet.
Die Stoffportionen des dritten Stoffes N3 sind in Form von einer Bahn auf der Oberfläche OF angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stoffportionen des dritten Stoffes N3 in einem definierten Abstand zueinander angeordnet.
Insbesondere ist sowohl der Abstand zwischen den einzelnen Stoffportionen eines Stoffes (N1 , N2, N3) definiert, als auch der Abstand zwischen den Stoffportionen der unterschiedlichen Stoffe (N1 , N2).
Alternativ kann nur der Abstand zwischen den einzelnen Stoffportionen eines Stoffes (N1 , N2, N3) definiert sein oder der Abstand zwischen den Stoffportionen der unterschiedlichen Stoffe.
Alternativ und/oder zusätzlich können die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und/oder die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 und/oder die Stoffportionen des dritten Stoffes nicht in einem definierten Abstand zueinander angeordnet sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 26 kann der erste Stoff N1 eine erste Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann.
Alternativ kann der erste Stoff ein Silikon- oder ein Einkomponentenklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 26 kann der zweite Stoff N2 eine zweite Komponente eines Zweikomponentenklebstoffes sein kann. Alternativ kann der zweite Stoff N2 ein Silikon-, Kunststoff - oder Polyurethanklebstoff sein.
In einer Ausführungsform der Fig. 26 kann der dritte Stoff N3 ein Silikon- oder Polyurethankebstoff sein kann.
In Ausführungsformen der Figuren 15-26 kann das Volumen der einen oder mehreren Stoffportionen des mindestens einen ersten Stoffes N1 im Wesentlichen in einem definierten Verhältnis zum Volumen der einen oder mehreren Stoffportionen des mindestens einen zweiten Stoffes N2 stehen kann, sodass bei einer Vermischung der einen oder mehreren Stoffportionen des mindestens einen ersten Stoffes N1 mit den einen oder mehreren Stoffportionen des mindestens einen zweiten Stoffes N2 ein definiertes Mischungsverhältnis der Stoffe erzielt wird.
Insbesondere können die Volumina und das Mischungsverhältnis so gewählt sein, dass sich aus dem Produkt der Vermischung der Stoffe eine Wirkung ergibt, welche über die Wirkung der einzelnen Stoffe hinaus geht.
In Ausführungsformen der Figuren 15-26 kann über die Anordnung der einen oder mehreren Stoffportionen des mindestens einen ersten Stoffes N1 und die Anordnung der einen oder mehreren Stoffportionen des mindestens einen zweiten Stoffes N2 auf der Oberfläche OF, insbesondere bei Aktivierung, z.B. durch Druck, Ultraschall, Temperaturänderung, etc., z.B. bei der Verklebung der Oberfläche OF mit einer weiteren Oberfläche OF, eine Vermischung der Stoffe, insbesondere eine optimale Vermischung der Stoffe, und damit eine gewünschte Eigenschaft des entstandenen Hybridstoffs erzielt werden kann.
Fig. 27, Fig. 28, Fig. 29, Fig. 30, Fig. 31 und Fig. 32 zeigen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Mehrkomponentensysteme, eingebettet in jeweils eine Umgebungsmatrix.
Gezeigt ist jeweils ein Mehrkomponentensystem mit einem ersten Stoff N1 und mit einem zweiten Stoff N2, wobei der erste Stoff N1 und der zweite Stoff N2 in mehreren Stoffportionen vorliegt.
Es ist jeweils eine Stoffportion des ersten Stoffes N1 und des zweiten Stoffes N2 in jeweils einer Kapsel K, insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet. Die Stoffportionen des ersten Stoffes N1 und die Stoffportionen des zweiten Stoffes N2 sind auf einer Oberfläche OF angebracht.
Die Oberfläche OF eine Metalloberfläche.
Alternativ kann die Oberfläche OF eine Holzoberfläche, Kunststoffoberfläche, Papieroberfläche, Textiloberfläche, Folie oder ähnliches sein.
Die Kapseln sind in eine Umgebungsmatrix eingebettet (Fig. 27: Umgebungsmatrix Acrylfarbe, Fig. 28: Umgebungsmatrix Acryllack, Fig. 29: Umgebungsmatrix wasserbasierter Klebstoff 1 , Fig. 30: Umgebungsmatrix wasserbasierter Klebstoff 2, Fig. 31 : vernetzender Klebstoff 1 , Fig. 32: vernetzender Klebstoff 2.)
Mögliche Auftragungsmuster der Umgebungsmatrix sind beispielsweise analog zu den Auftragungsmustern in den Figuren 15-20 und 22-25 denkbar.
Fig. 33 zeigt die verstärkte Wirkung eines Hybridklebstoffes, verglichen mit der Verwendung der Einzelkomponenten.
In diesem Ausführungsbeispiel wurde die Haftkraft eines erfindungsgemäßen Hybridklebstoffsystems umfassend zwei verschiedene Klebstoffe mit der Haftkraft der einzelnen Klebstoffe verglichen.
Dazu wurde als erste Kontrolle Aluminium mit Aluminium mittels eines Epoxidklebstoffs verklebt (erster Balken von links).
Ferner wurde als zweite Kontrolle Kunststoff mit Kunststoff mittels eines Epoxidklebstoffs verklebt (zweiter Balken von links).
Ferner wurde als dritte Kontrolle Aluminium mit Aluminium mittels eines
Polyurethanklebstoffes verklebt (mittlerer Balken).
Ferner wurde als vierte Kontrolle Kunststoff mit Kunststoff mittels eines
Polyurethanklebstoffesverklebt (zweiter Balken von rechts). Die Verwendung der Kombination aus Epoxidklebstoff und Polyurethanklebstoff (rechter Balken) zeigt eine höhere Haftkraft bei der Verklebung von Aluminium und Kunststoff verglichen mit der Haftkraft der Kontrollen.
Fig. 34 zeigt einen Vergleich von vorapplizierten Mehrkomponentensystemen der Erfindung, bei denen die Systeme mit Umgebungsmedium über das Normverfahren ASTM D823 mit einer Schichtdicke von 200pm auf Aluminium-Probenkörper aufgebracht wurden.
Dabei zeigt Abb. A ein Zweikomponentensystem der Erfindung ohne Bindung im inaktivierten Zustand. In Abb. B ist ist das in Abb. A gezeigte System bei 160°C aktiviert worden. Dabei zeigt Abb. C ein Zweikomponentensystem der Erfindung mit Verbindung zwischen den Kapseln im inaktivierten Zustand. In Abb. D ist das in Abb. C gezeigte System bei 160°C aktiviert worden. Es ist zu erkennen, dass der Klebstoffauftrag bei dem aneinander gebundenen Kapseln deutlich homogener ist als ohne Bindung. Dies zeigt sich sowohl vor der Aktivierung des Klebstoffes wie auch nach der Aktivierung bei 160°C.
Die Probenreinigung vor Verklebung erfolgte nach EN 13887. Der Klebstoffauftrag erfolgte nach ASTM D823 mit einer Klebschichtlänge von 12,5mm x 25mm nach DIN1465.
Dabei wurden die verwendeten Kapseln nach dem folgenden Verfahren hergestellt.
In einer ersten Lösung (Lösung 1 ) wird die Harz-Komponente in 10 ml Dichlormethan (DCM) gelöst. In einer zweiten Lösung (Lösung 2) wird 9 g SDS in H2O gelöst. Nach dem sich sowohl das Harz wie auch das SDS in den Lösungen 1 und 2 gelöst haben, wird Lösung 1 auf 26 °C erhitzt. Anschließend wird die Lösung 1 tropfenweise zur Lösung 2 hinzugegeben, wodurch die Harzkomponente eingekapselt wird. Anschließend wird die Lösung 30 min bei 30°C gerührt. Anschließend wird nach 30 Min eine 6%ige SDS-Lösung hinzugegeben und die Temperatur auf 35°C erhöht, so dass das restliche Lösemittel verdampft. Um die eingekapselte Harz-Komponente aus dem restlichen Lösemittel zu entfernen, wird die Lösung 3 min. bei 3000 rpm. zentrifugiert und der Überstand entnommen. Alternativ können die Mikrokapseln über das vollständige Verdampfen des Lösemittels extrahiert werden.
Äquivalent kann mit dem Härter und der Silikonkomponente verfahren werden. Vernetzung der Mikrokapselhüllen
Über den Vernetzungsgrad der Mikrokapseln kann die Freisetzung (bzw. Aktivierung) des Inhaltes der Kapseln bestimmt werden. Je geringer der Vernetzungsgrad ist, desto schneller und mehr Inhalt wird freigegeben.
Einstellung des Vernetzungsgrades über eine Cokomponente:
Durch Zugabe einer zweiten Komponente zu dem Hüllenmaterial wie PMMA kann ein zusätzlicher Vernetzer wie z.B. SDS hinzugegeben werden. Es wurden unterschiedliche Mengen an SDS eingesetzt (2 Gew.%; 4 Gew.%, 6 Gew%. und 9 Gew.%). Je mehr SDS in Kombination mit PMMA in DCM eingesetzt wird, desto höher wird der Vernetzungsgrad der Hülle, die sich ausbildet.
Einstellung des Vernetzungsgrades über UV-Vernetzung
Eine radikalische Polymerisation wird photoinduziert in Gang gesetzt. Dabei wird wie im vorangegangenen Beispiel vorgegangen. Doch anstatt PMMA als Hüllenmaterial zu verwenden, wird MMA eingesetzt. Durch die Exposition von 254 nm UV- Licht wird das MMA zu PMMA umgesetzt und somit die Vernetzung und darausfolgend das Hüllenmaterial generiert. Der Vernetzungsgrad hängt von der mittlernen Länge des MMA-Polymers ab, sowie von der Dauer der Exposition mit UV-Licht. Je länger das Polymer, bzw. je kürzer die Exposition des UV-Lichtes ist, desto geringer ist der Vernetzungsgrad des Hüllenmaterial.
Einstellung des Vernetzungsgrades über die Anzahl an funktionellen Gruppen des Hüllenmaterials
Wie in den oben zuvor beschriebenen Beispielen weist das Hüllenmaterial funktionelle Gruppen auf, die während der Ausbildung der Hülle miteinander vernetzen und somit die Hülle der Mikrokapsel ausbildet. Je mehr funktionelle Gruppen das Polymer aufweist, desto höher wird der Vernetzungsgrad. Bei linearen Polymeren können funktionelle Gruppen an einem Backbone angebracht werden, oder bei Sternpolymeren an den vielen Backbones der Polymerkette. Einstellung der Größe der Mikrokapsel
In dem oben genannten Beispiel wird die unterschiedliche Größe der Mikrokapseln durch die pH-Wert Änderung erreicht. Die Härter-Komponente bestehend aus Amin-Derivaten und weist mit einem pH-Wert von 9 einen deutlich niedrigeren pH-Wert auf als die Harz- Komponente, die aus Bisphenol-Derivaten mit einem pH-Wert von 6 besteht.
Alternativ kann die Mikrokapselgröße durch die Rührgeschwindigkeit, Viskosität der zu verkapselten Materialien, über die Größe der Öffnung der Kapillare bei Mikrofluidischen Systemen, Spray drying und/ oder Tropfverfahren, Anzahl der Hüllen oder dergleichen eingestellt werden.
Bestimmung der Größenverteilung
Die Größenverteilung der Kapseln wurde mit dem Digitalmikroskop Keyence VHX 7000 durchgeführt. Die Größe der Mikrokapseln wurde bestimmt, indem der Durchmesser der Mikrokapseln gemessen wurden ist. Die Größenverteilung wurde mit einem Mikroskop internen Programm gemessen.
Die Mikrokapseln können nach dem Verfahren, welche z.B. in den internationalen Anmeldungen WG2020/193526 und WG2020/193536 beschrieben sind, verknüpft.
Die Mikrokapseln werden wie oben beschrieben über radikalische Polymerisation von MMA in einem ersten Batch-Verfahren hergestellt. Durch dieses Verfahren weist die Mikrokapsel auf der gesamten Oberfläche Carboxylgruppen auf. Äquivalent wird mit der zweiten Mikrokapselkomponente in einem zweiten Batch verfahren. Anschließend werden die Carboxylgruppen der Oberfläche der beider Komponenten in getrennten Batches mit einem Gemisch aus 3:1 NHS/EDC für 1 h bei Raumtemperatur aktiviert. Anschließend werden die Mikokapseln zentrifugiert und gewaschen. Im nächsten Schritt wird im Überschuss zu den Mikrokapseln mit der Härterkomponente ein Diamin gegeben. Über die Kopplung mit den aktivierten Carboxylgruppen bindet eine der endständigen Amingruppen mit der Carboxylgruppe. Da das Amin im Überschuss zugegeben worden ist, ist das zweite endständige Amin für die Bindung der zweiten Mikrokapsel frei an der Oberfläche der Härterkomponente verfügbar. Nach waschen und zentrifugieren wird die Harzkomponente mit den aktivierten Carboxylgruppen zu der Härterkomponente mit den endständigen Amingruppen auf der Oberfläche zusammengebracht. Über die Reaktion der aktivierten Carboxylgruppen mit den endständigen Amingruppen. Über die unterschiedliche Größe der beiden Komponenten, sowie die sterischen Effekte und limitierende Anzahl an funktionellen Gruppen die auf der Oberfläche der Mikrokapseln kann somit ein ideales Mischungsverhältnis der beiden Komponenten erreicht werden.
Fig. 35 zeigt das Ergebnis von Untersuchungen der erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensysteme mit einem Silikon (Elastosil® E43).
In diesem Anwendungsbeispiel wurde die Haftwirkung eines erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems getestet, bei welchem ein zweikomponentiger Epoxidklebstoff zusammen mit einem einkomponenten Silikon verkapselt wurde. Dabei sind die Kapseln, die die Komponenten des Epoxidklebstoff enthalten aneinander gebunden. Es wurde ein Gemisch 50:50 (Epoxidklebstoff zu Silikon) auf eine Aluminiumoberfläche aufgebracht. Anschließend wird eine Klebstoff paste mit den beiden Mikroverkapselten Klebstoffen auf die Metalloberfläche aufgebracht und 30 min bei 40 °C getrocknet.
Die so aufgebrachte Klebstoffschicht weist keine Taktizität auf und ist somit weder klebrig noch reaktiv. Somit kann die Verklebung erst aktiviert werden, wenn diese benötigt wird und unabhängig von der Tropfzeit verarbeitet werden.
Durch die Kombination des Epoxidklebstoffes mit Sil ikon klebstoff konnte eine Erhöhung der Haftkraft des Silikonklebstoffes erzielt werden.
Hierzu wurden die Proben nach DIN 1465 verklebt und mittels einer Zwick in einem Zugversuch die Haftkraft ermittelt. Bei der Verklebung der DIN Norm 1465 müssen folgende Parameter berücksichtig werden:
Die Versuche nach DIN 1465 erlauben insbesondere Rückschlüsse auf Verbundsfestigkeit, Qualität der Klebstoffe, Alterungsverhalten, sowie Klebstoffverarbeitung.
Probengeometrie: b: Probenbreite (25mm)
I: Probenlänge (100mm)
L_2: Klebschichtlänge (12,5mm) Fügeteil:
100x25x1 ,6mm
Klebung:
12,5x25mm
Anzahl der Wiederholeinheiten pro Testung: 6
Prüfgeschwindigkeit: Probe muss bei Belastung innerhalb von 65 +/- 20s zerstört werden.
Einflüsse auf die Zugscherversuche:
Klebstoff, Raumtemperatur, Prüfgeschwindigkeit, Alter der Proben, Klebstoffdicke.
Durch die Kombination der Klebstoffe in dem erfindungsgemäßen System konnte eine 7 Mal höhere Haftkraft erzielt werden als durch den Silikonklebstoff.
Fig. 36 zeigt das Ergebnis von weiteren Untersuchungen des in Fig. 25 beschriebenen Mehrkomponentensystems der Erfindung.
Dabei wurde die Haftkraft untersucht, wenn unterschiedliche Verhältnisse von Epoxidklebstoff und Silikon eingesetzt wurden.
Der Versuchsaufbau ist äquivalent zu dem für die Fig. 35 beschriebenen Versuchsaufbau.
Dabei wurden folgende Verhältnisse von Epoxidklebstoff: Silikon in den erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystemen getestet: 3:1 , 1 :1 und 1 :3.
Es zeigt sich ein Zusammenhang zwischen der Erhöhung der Haftkraft und der eingesetzten Epoxidklebstoffmenge. Diese Versuche zeigen, dass über die jeweiligen Mengen der eingesetzten Kapseln der verschiedenen Stoffe in dem erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystem die gewünschte Haftkraft präzise über das Verhältnis von Epoxidklebstoff zu Silikon eingestellt werden kann. Somit erlaubt es das erfindungsgemäße System die gewünschten Eigenschaften beider Komponenten einzustellen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden nun noch die folgenden Aspekte explizit offenbart:
Aspekt 1 : Mehrkomponentensystem mit wenigstens einem ersten Stoff (N1 ) und mit wenigstens einem zweiten Stoff (N2), wobei das Mehrkomponentensystem aktivierbar ist, wobei der erste Stoff (N1 ) und der zweite Stoff (N2) in einer oder mehreren Stoffportionen vorliegt.
Aspekt 2: Mehrkomponentensystem nach Aspekt 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkomponentensystem aktivierbar ist.
Aspekt 3: Mehrkomponentensystem nach Aspekt 1 oder Aspekt 2, dadurch gekennzeichnet, wobei dass die ersten Stoffportionen mit wenigstens einer ersten funktionellen Gruppe (R2) ausgebildet und einem ersten Linker (L1 ) versehen sind und wobei die zweiten Stoffportionen mit wenigstens einer zweiten funktionellen Gruppe (R21 ) ausgebildet und einem zweiten Linker (L2) versehen sind, wobei die erste funktionelle Gruppe (R2) über eine vordefinierte Wechselwirkung mit der zweiten funktionellen Gruppe (R21 ) reagiert und diese miteinander verbindet und wobei der Abstand der funktionellen Gruppen zu der jeweiligen Stoffportion durch den jeweiligen Linker (L) bestimmt ist.
Aspekt 4: Mehrkomponentensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Linker (L1 ) länger als der zweite Linker (L2) ist oder umgekehrt.
Aspekt 5: Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stoffportionen und die zweiten Stoffportionen sich dahingehend unterscheiden, dass die ersten Stoffportionen mit einer größeren Anzahl an Stoffportionen verbunden sind bzw. verbindbar sind als die zweiten Stoffportionen oder umgekehrt.
Aspekt 6: Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehende Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionellen Gruppen (R) homogen oder heterogen ausgebildet sind.
Aspekt ?: Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehende Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stoffportionen eine im Wesentlichen identische Größe aufweisen und/oder dass die zweiten Stoffportionen eine im Wesentlichen identische Größe aufweisen.
Aspekt 8: Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehende Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stoffportionen und die zweiten Stoffportionen eine unterschiedliche Größe aufweisen. Aspekt 9: Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehende Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkomponentensystem eine Netzwerkstruktur mit Zwischenräumen aufweist, wobei die Netzwerkstruktur von Stoffportionen des ersten Stoffes ausgebildet ist, wobei in den Zwischenräumen zumindest abschnittsweise je wenigstens eine Stoffportion des zweiten Stoffes angeordnet ist.
Aspekt 10: Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehende Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stoffportion des ersten Stoffes (N1 ) und/oder des zweiten Stoffes (N2) in einer Kapsel (K), insbesondere einer Nanokapsel und/oder Mikrokapsel angeordnet ist.
Aspekt 1 1 : Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehende Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapsel (K1 ) für den ersten Stoff (N1 ) eine andere Größe aufweist als eine Kapsel (K2) für den zweiten Stoff (N2), insbesondere wobei die Kapsel (K1 ) für den ersten Stoff (N1 ) größer ist als die Kapsel (K2) für den zweiten Stoff (N2).
Aspekt 12: Mehrkomponentensystem nach Aspekt 10 oder Aspekt 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kapseln (K1 ) für den ersten Stoff (N1 ) eine identische Größe aufweisen.
Aspekt 13: Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehende Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des Mehrkomponentensystems durch wenigstens eine Änderung von Druck, pH-Wert, UV-Strahlung, Osmose, Temperatur, Lichtintensität, -Feuchtigkeit oder dergleichen erfolgt.
Aspekt 14: Mehrkomponentensystem nach einem der vorhergehende Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stoff (N1 ) und der zweite Stoff (N2) Bestandteile eines Mehrkomponentenklebstoffes, insbesondere Zweikomponentenklebstoffes, sind.
Aspekt 15: Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponentensystems mit wenigstens einem ersten Stoff und mit wenigstens einem zweiten Stoff, wobei der erste Stoff und der zweite Stoff in mehreren Stoffportionen vorliegt, wobei das Mehrkomponentensystem aktivierbar ist, umfassend die folgenden Schritte: die ersten Stoffportionen werden mit wenigstens einer ersten funktionellen Gruppe ausgebildet (R2) und mit einem ersten Linker (L1 ) versehen, die zweiten Stoffportionen werden mit wenigstens einer zweiten funktionellen Gruppe (R21 ) ausgebildet und mit einem zweiten Linker (L2) versehen, die erste funktionelle Gruppe (R2) reagiert über eine vordefinierte Wechselwirkung mit der zweiten funktionellen Gruppe (R21 ), so dass diese miteinander verbunden werden, und der Abstand der funktionellen Gruppen (R2, R21 ) zu der jeweiligen Stoffportion wird durch den jeweiligen Linker (L) bestimmt.
Aspekt 16: Verfahren nach Aspekt 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stoffportionen mit wenigstens einer dritten funktionellen Gruppe (R1 ) ausgebildet und mit einem dritten Linker (L3) versehen sind, wobei die dritte funktionelle Gruppe (R1 ) jeweils wenigstens eine Schutzgruppe (SG) aufweist, so dass an die Stoffportionen des ersten Stoffes nur entsprechend funktionalisierte Stoffportionen des ersten Stoffes binden können, und wobei das Verfahren weiter wenigstens den Schritt umfasst, dass die Schutzgruppen (SG) zunächst vorliegen und erst dann entfernt werden, wenn die ersten Stoffportionen mittels der dritten funktionellen Gruppen (R1 ) miteinander verbunden werden sollen.
Aspekt 17: Verfahren nach Aspekt 15 oder Aspekt 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkomponentensystem ein Mehrkomponentensystem nach einem der Aspekte 1 bis 14 ist.
Bezuqszeichen
B Klebeband
C Kern, Core
K Kapsel/Kapselpopulation
K1 Kapsel 1 /Kapselpopulation 1
K2 Kapsel 2/Kapselpopulation 2
K3 Kapsel 3/Kapselpopulation 2
Kn Kapsel n/Kapselpopulation n
KG Gaskapsel L Linker
L1 Linker 1
L2 Linker 2
N1 Stoff 1 N2 Stoff 2
OF Oberfläche
R funktionelle Gruppe
R1 funktionelle Gruppe 1
R2 funktionelle Gruppe 2 R21 funktionelle Gruppe 21
S Kapsel, Shell
S1 Schritt 1
S2 Schritt 2
S3 Schritt 3 S4 Schritt 4
SG Schutzgruppe
UM Umgebungsmatrix

Claims

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Ansprüche Mehrkomponentensystem umfassend
- einem ersten Stoff N1 , und
- einem zweiten Stoff N2, wobei der erste Stoff N1 in einer Kapsel K1 und der zweite Stoff N2 in einer Kapsel K2 enthalten ist und die Kapseln K1 und K2 optional miteinander verbunden sind. Mehrkomponentensystem nach Anspruch 1 , wobei eine Verbindung der beiden Kapseln K1 und K2 über eine Brücke erfolgt, wobei die Brücke gebildet wird aus der Verbindung des Linkers L1 , der an die Kapsel K1 angeordnet ist, und dem Linkers L2, der an der Kapsel K2 angeordnet ist. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Verbindung der mindestens einen ersten Linker L1 und mindestens einen zweiten Linker L2 der Kapseln K1 und K2 mittels Reaktion von funktionellen Gruppen, wobei die funktionellen Gruppen jeweils an dem mindestens einen ersten Linker L1 und dem mindestens einen zweiten Linker L2 angeordnet sind, erzielt wird. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Brücke zwischen den Kapseln K1 und K2 mittels einer kovalenten Bindung ausgebildet ist. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Linker ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Sternpolymeren, Biopolymeren, Alkane (z.B. (Ci-C2o)Alkane), Alkene (z.B. (C2-C2o)Alkene), Alkine (z.B. (C2- C2o)Alkine), aliphatische Ketten, Proteine, Seide, Polysaccaride, Zellulose, Stärke, Chitin, Nukleinsäure, synthetische Polymere, Homopolymere, Polyethylene, Polypropylene, Polyvinylchlorid, Polylactam, Naturkautschuk, Polyisopren, Copolymere, statistische Copolymere, Gradientcopolymer, alternierendes Copolymer, Blockcopolymer, Pfropfcopolymere, Arcylnitrilbutadien-Styrol (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN), Buthylkautschuk, Polymerblends, Polymerlegierung, anorganische Polymere, Polysiloxane, Polyphophazene, Polysilazane, Keramik, - 87 -
Basalt, isotaktische Polymere, syndiodaktische Polymere, ataktisch Polymere, lineare Polymere, vernetzte Polymere, Elastomere, thermoplastische Elastomere, Duroplasten, teilkristalline Linker, Thermoplaste, cis-trans Polymere, leitfähige Polymere, supramolekulare Polymere, lineare Polymeren, Polymere mit Multivalenz, sternförmige Polyethylenglykolen, self-assembled Monolayer (SAM), Kohlenstoff- Nanoröhrchen, ringförmigen Polymere, Dendrimeren, Leiterpolymeren und oder ähnlichen Stoffen, supramolekulare Polymere oder jeder weiteren Art der Verknüpfung der Kapsel mit einer funktionellen Gruppe.
6. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die funktionelle Gruppe ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Alkane (insbesondere (Ci- C2o)Alkane), Cycloalkane (insbesondere (C3-Ci2)Cycloalkane), Alkene (insbesondere (C2-C2o)Alkene), Alkine (insbesondere (C2-C2o)Alkine), Phenyl- Substituenten, Benzyl-Substituenten, Vinyl, Allyl, Carbene, Alkylhalogenide, Phenol, Ether, Epoxide, Ether, Peroxide, Ozonide, Aldehyde, Hydrate, Imine, Oxime, Hydrazone, Semicarbazone, Halbacetale, Halbketale, Lactole, Acetal/ Ketal, Aminale, Carbönsäure, Carbonsäureester, Lactone, Orthoester, Anhydride, Imide, Carbonsäurehalogenide, Carbonsäurederivate, Amide, Lactame, Peroxysäuren, Nitrile, Carbamate, Hernstoff, Guanidine, Carbodiimide, Amine, Anilin, Hydroxylamine, Hydrazine, Hydrazone, Azoverbindungen, Nitroverbindungen, Thiole, Mercaptane, Sulfide, Phosphine, P-Ylene, P-Ylide, Biotin, Streptavidin, Metallocene, oder dergleichen.
7. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Kapsel K1 mit mehr als einer Kapsel K2 verbunden ist.
8. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 wobei die Kapsel K1 mit bis zu 50, 40, 30, 20, oder 10 Kapseln K2 verbunden ist, bevorzugt wobei die Kapsel K1 mit 2, 3, 4 oder 5 Kapseln K2 verbunden ist. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Stoff N1 in der Kapsel K1 einen Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes umfasst.
10. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Stoff N1 in den Kapsel(n) K1 mindestens eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes - 88 - umfasst, wobei der Mehrkomponentenklebstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, Polyurethanen, und Fibrinklebstoff. . Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Stoff N2 in den Kapseln K2 mindestens eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes umfasst, wobei der Mehrkomponentenklebstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, und Polyurethanenklebstoffen.
12. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der Stoff N1 in der Kapsel K1 ein Harz eines Epoxidklebstoffes umfasst und das Harz bevorzugt ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Glycidyl-basierten Epoxidharzen, Bisphenol-basierten Epoxidharzen, Novolak-Epoxidharzen, aliphatischen Epoxidharzen und halogenierten Epoxidharzen.
13. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Stoff N2 in der mindestens einen Kapsel K2 einen Härter eines Epoxidklebstoffes umfasst und der Härter bevorzugt ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Aminen, wie beispielsweise mehrwertigen Aminen, aliphatischen Aminen und Dicarbonsäureanhydriden.
14. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Stoff N1 in den Kapseln K1 ein Harz eines Mehrkomponentenklebstoffes ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycidyl-basierten Epoxidharzen, Bisphenol-basierten Epoxidharzen, Novolak-Epoxidharzen, aliphatischen Epoxidharzen und halogenierten Epoxidharzen umfasst, und der Stoff N2 in der Kapsel K2 ein Härter eines Mehrkomponentenklebstoffes ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aminen, wie beispielsweise mehrwertigen Aminen, aliphatischen Aminen und Dicarbonsäureanhydriden umfasst, und das Mengenverhältnis der Stoffe N1 zu N2 im Mehrkomponentensystem im Bereich von circa 0,25 bis circa 4, circa 0,5 bis circa 2, bevorzugt circa 0,7 bis circa 1 ,3, mehr bevorzugt circa 0,8 bis circa 1 ,2, und mehr bevorzugt im Bereich von circa 0,9 bis circa 1 ,1 , am meisten bevorzugt circa 1 ist.
15. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Stoff N1 in den Kapseln K1 ein Harz eines Mehrkomponentenklebstoffes ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, Glycidyl-basierten Epoxidharzen, Bisphenol-basierten Epoxidharzen, Novolak-Epoxidharzen, aliphatischen Epoxidharzen und halogenierten Epoxidharzen umfasst, und der Stoff N2 in der Kapsel K2 einen Härter - 89 - eines Mehrkomponentenklebstoffes ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, Aminen, wie beispielsweise mehrwertigen Aminen, aliphatischen Aminen und Dicarbonsäureanhydriden umfasst, und das Verhältnis der Durchmesser der Kapseln K1 zu K2 im Mehrkomponentensystem im Bereich von circa 0,5 bis circa 2, circa 0,5 bis circa 2, bevorzugt circa 0,7 bis circa 1 ,3, mehr bevorzugt circa 0,8 bis circa 1 ,2, und mehr bevorzugt im Bereich von circa 0,9 bis circa 1 ,1 , am meisten bevorzugt circa 1 ist.
16. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei 90% der Kapseln K1 und/oder K2 einen Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser des Maximums der Kapselgrößenverteilung ± 50% des Durchmessers des Maximums entspricht.
17. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Durchmesser der Kapseln K1 circa 10 pm bis circa 200 pm, bevorzugt 40 pm bis 120 pm beträgt, mehr bevorzugt 40 pm bis 80 pm beträgt.
18. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Durchmesser der Kapseln K2 circa 2 pm bis circa 30 pm, bevorzugt 10 pm bis 25 pm beträgt, mehr bevorzugt 10 pm bis 20 pm beträgt.
19. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner umfassend mindestens einen weiteren Stoff N3, der in einer Kapsel K3 angeordnet ist.
20. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Kapsel 3 nicht mit einer der Kapseln K1 oder K2 über eine Brücke verbunden ist.
21 . Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Stoff N3 in der Kapsel K3 einen Klebstoff, eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes oder ein Dichtmaterial, umfasst.
22. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , wobei der Stoff N3 in der Kapsel K3 ein Klebstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, Silikonklebstoffen, Polyurethanklebstoffen, Acrylatklebstoffen, Fibrinklebstoffen, Phase Change Materialen und Kombinationen davon ist.
23. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei der Stoff N3 in der Kapsel K3 ein Silikon umfasst. - 90 -
24. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei der Stoff N1 in der Kapsel K1 eine erste Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes umfasst, der Stoff N2 in der Kapsel K2 eine zweite Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffes umfasst, und der Stoff N3 in der Kapsel K3 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonklebstoffen, Polyurethanklebstoffen, Acrylatklebstoffen, Fibrinklebstoffen, Phase Change Materialen, Dichtmaterialien und Kombinationen davon.
25. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei der Stoff N1 in der Kapsel K1 ein Harz eines Epoxidklebstoffes umfasst, der Stoff N2 in der Kapsel K2 einen Härter eines Epoxidklebstoffes umfasst, und der Stoff N3 in der Kapsel K3 ein Silikon oder einen Polyurethanklebstoff umfasst, wobei die Kapsel K1 kovalent mit der Kapsel K2 über eine Brücke verbunden ist.
26. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei das Mengenverhältnis von Silikon zu Epoxidklebstoff oder Polyurethanklebstoff zu Epoxidklebstoff von circa 1 :9 bis zu circa 9:1 ist, bevorzugt circa 1 :5 bis zu 5:1 , mehr bevorzugt circa 1 :1 ist.
27. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei die Kapseln K1 , K2, und/oder K3 als Mikrokapseln oder Nanokapseln ausgebildet sind.
28. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei mindestens eine der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 mehr als eine Hülle (Shell) umfasst.
29. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei mindestens eine der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. 9, oder 10 Hüllen umfasst.
30. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei die Hülle der Kapsel K1 , K2, und/oder K3 mindestens ein (Co)Polymer, Wachs, Harz, Protein, Polysaccharid, Gummi arabicum, Maltodextrin, Inulin, Metall, Keramik, Acrylat(co)polymer, Mikrogel, Phasenaustauschmaterial, Lipide, Maleinformaldehyde, Kohlenhydrate oder Kombinationen davon umfasst.
31 . Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 27 bis 30, wobei der Stoff N1 in der ersten Kapsel K1 einen pharmazeutischen Wirkstoff umfasst. - 91 -
32. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 27 bis 31 , wobei der Stoff N1 in der ersten Kapsel K1 einen pharmazeutischen Wirkstoff ausgewählt aus der Gruppe der Antibiotika, antimikrobieller Wirkstoffe, Antiseptika, antiinflammatorische Wirkstoffe, Wachstumsfaktoren, oder Kombinationen davon enthält.
33. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 27 bis 32, wobei der Stoff N1 in der ersten Kapsel K1 ein Antibiotikum umfasst.
34. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 27 bis 33, wobei der Stoff N1 in der ersten Kapsel K1 ein Antiseptikum, ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, quartären Ammoniumverbindungen, lod-haltigen Verbindungen, halogenierten Verbindungen, Chinolinderivate, Benzochinonderivate, Phenolderivate, Quecksilber-haltige Verbindungen oder Mischungen davon, ist.
35. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 27 bis 24, wobei der Stoff N1 in der ersten Kapsel K1 ein antiinflammatorischer Wirkstoff ausgewählt ist.
36. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 27 bis 35, wobei der Stoff N2 in der zweite Kapsel K2 einen Klebstoff oder eine Komponente eine Mehrkomponentenklebstoffsystems umfasst.
37. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 27 bis 36, wobei der Stoff N2 in der zweiten Kapsel K2 ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Fibrinklebstoffen, oder Mischungen davon und bevorzugt ein Fibrinklebstoff ist.
38. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 37, wobei die Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch den gleichen oder durch einen unterschiedlichen Mechanismus aktiviert werden.
39. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 37, wobei mindestens eine der Kapseln K1 , K2 oder K3 durch einen anderen Mechanismus aktivierbar ist als die anderen Kapseln K1 , K2 oder K3 des Mehrkomponentensystems.
40. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 39, wobei die Aktivierung der Kapsel(n) K1 , K2, und/oder K3 durch Änderung des Drucks, des pH-Wertes, UV- Strahlung, Osmose, Temperaturänderung, Licht, Änderung der Feuchtigkeit, Zugabe - 92 - von Wasser, Ultraschall, durch Enzyme, durch Diffusion, durch Auflösung der Kapsel, Degradationskontrolle, Erosion oder dergleichen erfolgt. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 40, wobei die Hüllen der Kapseln K1 und K2 ein zumindest teilweise vernetztes (Co)Polymer umfassen, welches einen unterschiedlichen Vernetzungsgrad in den jeweiligen Kapseln K1 und K2 aufweist. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 42, wobei die Hüllen der Kapseln K1 und K2 jeweils ein Polymethacrylat, bevorzugt Polymethylmethacrylat, umfassen, wobei die jeweiligen Poly(methyl)methacrylate der Kapseln K1 und K2 einen unterschiedlichen Vernetzungsgrad aufweisen. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 41 , wobei die Hüllen der Kapseln K1 und K2 aus unterschiedlichen Polymeren gebildet sind. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 43, wobei die Hülle der einen Kapsel K1 , K2, und/oder K3 ein hydrophiles (Co)Polymer umfasst und die Hülle der anderen Kapsel ein hydrophobes (Co)Polymer umfasst. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 44, wobei das Mehrkomponentensystem ein Umgebungsmedium umfasst und wobei das Umgebungsmedium bevorzugt ein flüssiges, pastöses, niedrigviskoses oder hochviskoses Medium oder eine feste Oberflächenbeschichtung ist. Verfahren zum Verkleben von Oberflächen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen mindestens einer Kapsel K1 , wobei die mindestens eine Kapsel K1 einen Stoff N1 umfasst, wobei der Stoff N1 ein Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffs umfasst; b) Optionales Einmischen der Kapsel K1 in Umgebungsmedium; c) Aufträgen der Kapsel K1 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche eines ersten Materials; d) Optionales Trocknen der aufgetragenen Kapseln; e) Aktivieren der Kapsel K1 ; f) Verkleben mindestens eines Teils einer Oberfläche eines zweiten Materials mit dem mindestens einem Teil der Oberfläche des ersten Materials. - 93 - Verfahren gemäß Anspruch 46, wobei das erste Material und das zweite Material identisch sind. Verfahren gemäß Anspruch 46, wobei das erste Material und das zweite Material unterschiedlich sind. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 48, wobei das erste und/oder zweite Material ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Holz, Papier, Textil, Gewebe, Garn, Faserverbundmaterialien, Spiegel, Linsen und Kombinationen davon. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 49, wobei das Material ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schwermetallen, Leichtmetallen, Edelmetallen, Halbedelmetallen, Legierungen und unedlen Metallen ist. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 50, wobei das Material Aluminium oder Aluminiumdruckguss ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 51 , wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:
(i) Bereitstellen mindestens einer weiteren Kapsel K2, wobei die mindestens eine weitere Kapsel K2 einen Stoff N2 umfasst, wobei der Stoff N2 einen Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffs umfasst;
(II) Aufträgen der Kapsel K2 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche eines ersten Materials;
(ill) Aktivieren der Kapsel K2; Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 52, wobei die Kapsel K1 mit der Kapsel K2 über eine Brücke verbunden ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 53, wobei die Kapsel K1 kovalent mit der Kapsel K2 über eine Brücke verbunden ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 54, wobei der Stoff N1 in der Kapsel K1 eine Komponente eines Klebstoffes oder einen Klebstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, Sil Ikon klebstoffen, Polyurethanklebstoffen, Acrylatklebstoffen, Fibrinklebstoffen, Phase Change Materialen oder Kombinationen davon umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 55, wobei der Stoff N1 in der Kapsel K1 eine Komponente eines Epoxidklebstoffes, bevorzugt ein Harz eines Epoxidklebstoffes, umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 56, wobei der Stoff N2 in der Kapsel K2 eine Komponente eines Epoxidklebstoffes, bevorzugt einen Härter eines Epoxidklebstoffes, umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 57, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:
(i) Bereitstellen mindestens einer weiteren Kapsel K3, wobei die mindestens eine weitere Kapsel K3 einen Stoff N3 umfasst, wobei der Stoff N3 einen Klebstoff oder eine Komponente eines Mehrkomponentenklebstoffs umfasst;
(II) Aufträgen der Kapsel K3 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche eines ersten Materials;
(ill) Aktivieren der Kapsel K3. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 58, wobei der Stoff N3 in der Kapsel K3 eine Komponente eines Klebstoffes oder einen Klebstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Epoxidklebstoffen, Sil Ikon klebstoffen, Polyurethanklebstoffen, Acrylatklebstoffen, Fibrin klebstoffen, Phase Change Materialen oder Kombinationen davon umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 59, wobei die Aktivierung der Kapsel(n) K1 , K2, und/oder K3 durch wenigstens eine Änderung des Drucks, des pH-Wertes, UV-Strahlung, Osmose, Temperaturänderung, Licht, Änderung der Feuchtigkeit, Enzyme, Zugabe von Wasser oder dergleichen erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 60, wobei die Aktivierung der Kapsel(n) K1 durch einen anderen Mechanismus erfolgt als die Aktivierung der Kapsel(n) K2 und/oder der Kapsel(n) K3. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 61 , wobei die Aktivierung der Kapsel(n)K1 , K2, und/oder K3 zu den folgenden Zeitpunkten erfolgen kann: (i) Die Aktivierung der Kapsel(n) K1 erfolgt zum gleichen oder einem anderen Zeitpunkt als die Aktivierung der Kapsel(n) K2;
(ii) Für den Fall, dass die Kapsel(n) K1 und K2 miteinander verbunden sind, erfolgt die Aktivierung der Kapsel(n) K1 und K2 bevorzugt gleichzeitig;
(iii) Für den Fall, dass die Kapsel(n) K3 vorhanden ist, erfolgt die Aktivierung der Kapsel(n) K3 zu einem anderen Zeitpunkt als die Aktivierung der Kapsel(n) K1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 45 bis 62, umfassend die folgenden Schritte
Bereitstellen einer ersten Kapsel K1 mit einem Stoff N1 und einer zweiten Kapsel K2, welche kovalent an die erste Kapsel K1 gebunden ist, mit einem Stoff N2, und wobei der erste Stoff N1 umfasst ein Harz eines Epoxidklebstoffes, und der zweite Stoff N2 umfasst einen Härter eines Epoxidklebstoffes; Bereitstellen einer Kapsel K3, die einen weiteren Klebstoff enthält, Aufbringen der Kapseln K1 , K2 und K3 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche eines ersten Materials;
Aktivieren der Kapseln K1 und K2 unter Ausbildung eines Epoxidsklebstoffs; Gleichzeitiges oder sequenzielles Aktivieren der Kapseln K3;
Verkleben mindestens eines Teils einer Oberfläche eines zweiten Materials mit der Oberfläche eines ersten Materials. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 63, wobei der Stoff N3 in der Kapsel K3 einen Klebstoff oder ein Dichtmaterial ist und bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe der Silikone und der Polyurethanklebstoffe. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 64, wobei das Mengenverhältnis des Epoxidklebstoffs zum weiteren Klebstoff im Bereich von ca. 9:1 bis 1 :9 liegt, bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1 :5, mehr bevorzugt von 4:1 bis 1 :4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 65, wobei das erste Material und/oder das zweite Material ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Holz, Papier, Textil, Gewebe, Garn, Faserverbundmaterialien oder Kombinationen davon. - 96 -
67. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 66, wobei das erste Material ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schwermetallen, Leichtmetallen, Edelmetallen, Halbedelmetallen, Legierungen und unedlen Metallen ist.
68. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 67, wobei das erste Material Aluminium ist.
69. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 68, wobei die Kapseln K1 , K2, und/oder K3 auf mindestens ein Material in einer Schichtdicke von nicht mehr als circa 4000 pm, nicht mehr als circa 2000 pm, nicht mehr als circa 1000 pm, nicht mehr als circa 400 pm, nicht mehr als circa 300 pm, nicht mehr als circa 200 pm, nicht mehr als circa 150 pm aufgetragen werden.
70. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 69, wobei die Hülle der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 jeweils mindestens ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polymer, Wachs, Harz, Protein, Polysaccharid, Gummi arabicum, Maltodextrin, Inulin, Metall, Keramik, Acrylatpolymer, Mikrogel, Phasenaustauschmaterial, Lipide, Maleinformaldehyde, Kohlenhydrateund Kombinationen davon umfasst.
71 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 70, wobei die Hüllen von wenigsten zwei der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 ein (Co)Polymer umfasst, wobei die Hülle der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 jeweils einen unterschiedlichen Vernetzungsgrad eines (Co)Polymers aufweisen.
72. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 71 , wobei die Hüllen der wenigsten zwei Kapseln K1 , K2, und/oder K3 jeweils ein Polymethacrylat, bevorzugt Polymethylmethacrylat, umfassen, wobei die jeweiligen Polymethylmethacrylate der Kapseln einen unterschiedlichen Vernetzungsgrad aufweisen.
73. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 72, wobei die Hüllen von wenigsten zwei der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 unterschiedlichen (Co)Polymeren umfassen.
74. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 73, wobei die Hülle der einen Kapsel ein hydrophiles Polymer umfasst und die Hülle der anderen Kapsel ein hydrophobes Polymer umfasst. - 97 -
75. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 74, wobei mindestens zwei der
Kapseln K1 , K2, und K3 eine unterschiedliche Anzahl der Hüllen aufweisen.
76. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 75, wobei eine sequenzielle Aktivierung von mindestens zwei der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch eine Änderung der Temperatur erzielt wird.
77. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 76, wobei mindestens eine der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch UV-Strahlung aktiviert wird.
78. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 77, wobei mindestens eine der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch Ultraschall aktiviert wird.
79. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 78, wobei mindestens eine der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch Druckänderung aktiviert wird.
80. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 79, wobei mindestens eine der Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch pH-Wert Änderung aktiviert wird.
81 . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 80, wobei mindestens eine der mindestens einen Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch Osmose aktiviert wird.
82. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 81 , wobei das erste Material vor dem Aufbringen der mindestens einen Kapseln K1 und K2 auf mindestens einen Teil einer Oberfläche des ersten Materials einer Vorbehandlung unterzogen wird.
83. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 46 bis 82, wobei das zweite Material vor dem Verkleben keiner Vorbehandlung unterzogen wird.
84. Verwendung eines Mehrkomponentensystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 44 zum Verkleben von einem ersten Material mit einem zweiten Material, wobei das erste Material und das zweite Material unterschiedlich oder identisch sein können.
85. Verwendung gemäß Anspruch 83, wobei das erste Material und/oder das zweite Material ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Holz, Papier, Textil, Gewebe, Garn, Faserverbundmaterialien und Kombinationen davon.
86. Material, auf welches ein Mehrkomponentensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 44 aufgetragen ist. - 98 - Material gemäß Anspruch 86, wobei das Material ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kunststoff, Holz, Papier, Textil, Gewebe, Garn, Faserverbundmaterialien und Kombinationen davon, wobei das Material bevorzugt ein Metall, bevorzugt Aluminium ist. Material gemäß einem der Ansprüche 86 und 87, wobei das Mehrkomponentensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 44 sich in einem Umgebungsmedium befindet. Material gemäß einem der Ansprüche 86 bis 88, wobei das Umgebungsmedium einen Klebstoff umfasst, wobei der Klebstoff des Umgebungsmediums sich nicht in einer Kapsel befindet. Material gemäß einem der Ansprüche 86 bis 89, wobei das aufgetragene Mehrkomponentensystem und gegebenenfalls das Umgebungsmedium nach dem Aufträgen getrocknet werden. Material gemäß einem der Ansprüche 86 bis 90, wobei das Material eine Polymerfolie, ein Papier oder ein Gewebematerial ist, auf welchem das Mehrkomponentensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 44 in einem Umgebungsmedium, bevorzugt in einem Klebstoff, welcher sich nicht in einer Kapsel befindet, auf mindestens eine Oberfläche des Materials aufgetragen wird. Material gemäß Anspruch 91 , wobei die mindestens eine beschichtete Oberfläche des Materials durch einen Liner geschützt wird. Verwendung des Mehrkomponentensystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 44 zu medizinischen Zwecken, insbesondere zum (Wieder)Vereinigung von menschlichem oder tierischem Gewebe. Verwendung gemäß Anspruch 93, wobei die (Wieder)Vereinigung des menschlichen oder tierischen Gewebes durch Nähen oder Kleben erfolgt. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 93 und 94, wobei es sich bei der (Wieder)Vereinigung des menschlichen oder tierischen Gewebes um eine chirurgische Naht handelt. - 99 - Mehrkomponentensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 44 für die Verwendung in der Medizin. Mehrkomponentensystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 44 für die Verwendung in der Behandlung von Wunden und Wundheilung. Mehrkomponentensystem gemäß Anspruch 97, wobei die Behandlung ein Aufträgen des Mehrkomponentensystems auf eine Naht oder ein Nahtmaterial wie einem Nahtgarn umfasst. Verfahren, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
Bereitstellen eines Mehrkomponentensystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 44;
Aktivierung mindestens einer der Kapseln K1 oder K2, optional und/oder K3, durch mindestens einen der folgenden Mechanismen: Änderung des Drucks, des pH-Wertes, UV-Strahlung, Osmose, Temperaturänderung, Licht, Änderung der Feuchtigkeit, Zugabe von Wasser, Ultraschall, durch Enzyme, durch Diffusion, durch Auflösung der Kapsel, Degradationskontrolle, Erosion oder dergleichen erfolgt; wobei die Aktivierung der Kapsel(n) zu den folgenden Zeitpunkten erfolgen kann:
(I) Die Aktivierung der Kapsel(n) K1 erfolgt zum gleichen oder einem anderen Zeitpunkt als die Aktivierung der Kapsel(n) K2;
(ii) Für den Fall, dass die Kapsel(n) K1 und K2 miteinander verbunden sind, erfolgt die Aktivierung der Kapsel(n) K1 und K2 bevorzugt gleichzeitig;
(iii) Für den Fall, dass die Kapsel(n) K3 vorhanden ist, erfolgt die Aktivierung der Kapsel(n) K3 zu einem anderen Zeitpunkt als die Aktivierung der Kapsel(n) K1 . Verfahren gemäß Anspruch 99, wobei die Kapseln K1 und K2 miteinander verbunden sind und die Kapsel K3 ist nicht an eine der Kapseln K1 und/oder K2 verbunden ist, wobei die beiden Kapseln K1 und K2 gleichzeitig aktiviert werden und die Kapsel K3 zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 99 und 100, wobei die Stoffe N1 und N2 nach der Aktivierung der Kapseln K1 und K2 miteinander reagieren. - 100 -
102. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 99 bis 101 , wobei mindestens zwei der verschiedenen Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch unterschiedliche Mechanismen aktiviert werden. 103. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 99 bis 102, wobei mindestens zwei der verschiedenen Kapseln K1 , K2, und/oder K3 durch den gleichen Mechanismus aktiviert werden.
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