Microcápsulas, su producción y empleo.

Microcápsulas, que incluyen

(A) en el rango de 50 a 95 partes en peso de material núcleo lipófilo,

que exhibe una transición de fasessólido/líquido en el rango de temperatura de -20 a 120°C,

(B) en el rango de 4 a 50 partes en peso de pared de cápsula, y

(C) en el rango de 0,01 a 10 partes en peso de por lo menos un material coloreado o que aporta color,elegido de entre colorantes solubles en aceite y aclaradores solubles en aceite,donde los datos en partes en peso se refieren al peso total de las microcápsulas en cuestión,donde la pared de cápsula (B) es un (co)polímero, que está construido de30 a 100 % en peso de por lo menos un monómero (monómero I), elegido de entre ácido acrílico, ácidometacrílico, ácido maleico y alquilésteres C1-C24 del ácido (met)acrílico,

0 a 70 % en peso de uno o varios monómeros bi- o polifuncionales (monómero II), el (los) cual(es) es o bien sonno solubles en agua o difícilmente solubles en agua y

0 a 40 % en peso de uno o varios otros monómeros (monómero III),donde los datos en % en peso se refieren al peso total de la pared de cápsula (B).

Microcápsulas, su producción y empleo La presente invención se refiere a microcápsulas, como se definen en la reivindicación 1.

Además la presente invención se refiere a un método para la producción de las microcápsulas acordes con la invención. Además la presente invención se refiere al empleo de las microcápsulas acordes con la invención para el equipamiento de sustratos. Finalmente, la presente invención se refiere a sustratos que están equipados con las microcápsulas acordes con la invención.

Los reservorios de calor latente microencapsulado, que pueden también ser denominados como "material de cambio de fase " o en forma abreviada PCM, encuentran siempre amplia aplicación por ejemplo en materiales de construcción o en textiles. El efecto de los reservorios de calor latente microencapsulados consiste esencialmente en que ellos exhiben en el núcleo un material que exhibe una transición de fases, preferiblemente una transición de fases sólido/líquido en un rango de temperatura de -20 a 120°C. A temperaturas que están por encima de la temperatura de transición de fases, se almacena la energía de transición de fase (entalpía de transición de fases) . Si baja la temperatura del ambiente, por ejemplo en el caso de un edificio, la temperatura exterior o - condicionado por ella - la temperatura interior, por debajo de la temperatura de transición de fases entonces tiene lugar la transición de fases y se libera la energía de transición de fases (entalpía de transición de fases) y puede emplearse por ejemplo para atemperar el edificio o -en el caso de piezas de vestir - para el calentamiento del cuerpo. Este procedimiento es reversible y puede ser repetido con cualquier frecuencia.

Para equipar sustratos coloreados con reservorios microencapsulados de calor latente, se aconseja por regla general mezclar íntimamente en el equipamiento un colorante, en particular un pigmento. Se observa sin embargo que en muchos casos las propiedades no son satisfactorias. De allí que se observa que los materiales coloreados que están equipados con reservorios microencapsulados de calor latente, exhiben muy pronto una coloración brillante.

En los documentos US, A, 3 919 110, US, A, 5 585 051, WO, A, 02/090445 como también WO, A, 021064246 se describen así mismo mezclas encapsuladas que contienen por ejemplo colorantes en el núcleo.

Por consiguiente el objetivo consistió en poner a disposición un método mediante el cual pudiesen equiparse sustratos que usen las propiedades de un reservorio de calor latente y que simultáneamente exhiban una coloración brillante con excelentes propiedades. Además fue objetivo poner a disposición materiales que sean adecuados para equipar sustratos que empleen las propiedades de un reservorio de calor latente y que simultáneamente exhiban una coloración brillante con excelente pureza.

Por consiguiente se encontraron las microcápsulas definidas al principio.

En el sentido de la presente invención, las microcápsulas pueden exhibir un diámetro en el rango de fracciones de micrómetros hasta un milímetro.

En una forma de operar de la presente invención, el diámetro promedio de las microcápsulas acordes con la invención (promedio Z, determinado por medio de dispersión de luz) está en el rango de 0, 5 a 100 µm, preferiblemente a 50 µm y de modo particular preferiblemente a 30 µm.

El material de núcleo (A) de las microcápsulas acordes con la invención es un material reservorio de calor latente, también conocido bajo el nombre PCM (material de cambio de fase) . Los materiales reservorio de calor latente son sustratos que exhiben una transición de fases en el rango de temperatura en el cual debiera llevar a cabo una transferencia de calor. De acuerdo con la invención, los materiales núcleo (A) son una sustancia lipófila que exhibe una transición de fases sólido/líquido en un rango de temperatura de -20 a 120°C.

En el sentido de la presente invención, son lipófilas aquellas sustancias que exhiben coeficientes de agua-octanol

(coeficiente de distribución octanol-agua) mayor a 1 o bien un coeficiente de reparto mayor a cero.

A modo de ejemplo se mencionan como materiales núcleo (A) :

- compuestos hidrocarburos alifáticos como hidrocarburos C10-C40 saturados o insaturados, que son ramificados o preferiblemente lineales, por ejemplo n-tetradecano, n-pentadecano, n-hexadecano, n-heptadecano, n-octadecano, n-nonadecano, n-eicosano, n-heneicosano, n-docosano, n-tricosano, n-tetracosano, n-pentacosano, n-hexacosano, n-heptacosano, n-octacosano, así como hidrocarburos cíclicos, por ejemplo ciclohexano, ciclooctano, ciclodecano;

- compuestos hidrocarburos aromáticos como naftaleno, bifenilos, orto o meta-terfenilo, hidrocarburos aromáticos sustituidos una o varias veces con alquilo C1-C40 y preferiblemente sustituidos con alquilo n-C10-C40 como paraxileno, n-dodecilbenceno, n-tetradecilbenceno, n-hexadecilbenceno, además n-hexilnaftaleno y n-decilnaftateno;

- ácidos grasos C6-C30 saturados o insaturados como ácido láurico, ácido esteárico, ácido oleico o ácido behénico, preferiblemente mezclas eutécticas de ácido decanoico con por ejemplo ácido mirístico, ácido palmítico o ácido láurico;

- alcoholes grasos como laurilalcohol, estearilalcohol, oleilalcohol, miristilalcohol, cetilalcohol, mezclas como alcohol graso de coco así como los denominados oxoalcoholes, que se obtienen mediante hidroformilación de a-olefinas y otras reacciones;

- aminas grasas C6-C30, como decilamina, dodecilamina, tetradecilamina o hexadecilamina;

- ésteres como alquilésteres C1-C10 de ácidos grasos como propilpalmitato, metilstearato o metilpalmitato así como preferiblemente sus mezclas eutécticas, o metilcinamato;

- ceras naturales y sintéticas como cera de ácido montánico, cera de ésteres de montana, cera carnauba, cera de polietileno, ceras oxidadas, ceras de poliviniléter, ceras de etilenvinilacetato o ceras endurecidas según el método de Fischer-Tropsch;

- hidrocarburos halogenados como cloroparafina, bromoctadecano, bromopentadecano, bromononadecano, bromoeicosano, bromodocosano.

Además son adecuadas mezclas de sustancias previamente mencionadas, en tanto no ocurra una reducción del punto de fusión por fuera del rango deseado o el calor de fusión de la mezcla sea muy pequeño para una aplicación útil.

Por ejemplo es ventajoso el empleo de n-alcanos puros, n-alcanos con una pureza superior a 80% o de mezclas de alcanos, como surgen como destilado industrial y son comunes en el mercado como tales.

Además puede ser ventajoso añadir como núcleo de cristalización las sustancias lipófilas previamente mencionadas en sus compuestos solubles, para impedir de ese modo el ocasional retardo de la cristalización que ocurre por sustancias particularmente apolares lipófilas. De modo ventajoso se emplean, como se describe en la US 5, 456, 852, compuestos con un punto de fusión superior en 20 a 110°C al de la verdadera sustancia núcleo. Son compuestos adecuados los ácidos grasos, alcoholes grasos, amidas grasas así como compuestos de hidrocarburos alifáticos mencionados arriba como sustancias lipófilas. Ellos son añadidos en cantidades de 0, 1 a 10 % en peso referidas al núcleo de cápsula.

Los materiales núcleo lipófilos (A) son elegidos dependiendo del rango de temperatura en el cual se desea la aplicación del reservorio de calor latente. Por ejemplo en climas moderados se emplean para la aplicación en material de construcción preferiblemente materiales núcleo (A) , cuya transición de fase sólido/líquido está en el rango de temperatura de 0 a 60°C. Para aplicaciones en espacios interiores pueden elegirse materiales núcleo lipófilos con una transición de fase sólido/líquido con temperaturas de transformación de 15 a 30°C. Para aplicaciones en el sector textil son ventajosas sobre todo temperaturas de transformación de 0 a 40 °C.

Son materiales núcleo lipófilos (A) preferidos los hidrocarburos alifáticos, de modo particular preferiblemente los enumerados arriba a modo de ejemplo. De modo muy particular se prefieren hidrocarburos alifáticos con 14 a 20 átomos de carbono así como sus mezclas.

Las microcápsulas acordes con la invención exhiben además una pared de cápsula (B) . La pared de cápsula es preferiblemente un polímero orgánico o una resina orgánica. Son ejemplos de resinas orgánicas las resinas de aminoplástico como resinas de melamina-formaldehído. Sin embargo, preferiblemente la pared de cápsula es un polímero orgánico, el cual está formado por polimerización de uno o varios (co) monómeros etilénicamente insaturados.

En la invención la pared... [Seguir leyendo]

1. Microcápsulas, que incluyen

(A) en el rango de 50 a 95 partes en peso de material núcleo lipófilo, que exhibe una transición de fases sólido/líquido en el rango de temperatura de -20 a 120°C,

(B) en el rango de 4 a 50 partes en peso de pared de cápsula, y

(C) en el rango de 0, 01 a 10 partes en peso de por lo menos un material coloreado o que aporta color, elegido de entre colorantes solubles en aceite y aclaradores solubles en aceite, donde los datos en partes en peso se refieren al peso total de las microcápsulas en cuestión, donde la pared de cápsula (B) es un (co) polímero, que está construido de 30 a 100 % en peso de por lo menos un monómero (monómero I) , elegido de entre ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico y alquilésteres C1-C24 del ácido (met) acrílico, 0 a 70 % en peso de uno o varios monómeros bi- o polifuncionales (monómero II) , el (los) cual (es) es o bien son no solubles en agua o difícilmente solubles en agua y

a 40 % en peso de uno o varios otros monómeros (monómero III) , donde los datos en % en peso se refieren al peso total de la pared de cápsula (B) .

2. Microcápsulas según la reivindicación 1, caracterizadas porque ellas exhiben un diámetro promedio en el rango de 0, 5 a 100 µm (promedio Z) , determinado según dispersión de luz.

3. Microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizadas porque la pared de cápsula (B) es un copolímero que está construido de

4. Microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque el monómero II es elegido de entre una mezcla de monómeros de divinilo y polivinilo, donde la fracción de monómeros de polivinilo es de 2 a 90 % en peso, referida a los monómeros II.

5. Microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque la pared de cápsula (B) está construida de por lo menos dos diferentes monómeros I, dado el caso por lo menos un monómero II y dado el caso por lo menos un monómero III.

6. Empleo de microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 5 para el equipamiento de sustratos bidimensionales.

7. Método para el equipamiento de sustratos bidimensionales empleando microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 5.

8. Sustratos bidimensionales equipados con microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 5.

9. Sustratos según la reivindicación 8, caracterizados porque ellos son elegidos de entre sustratos fibrosos y materiales de construcción.

10. Método para la producción de microcápsulas, caracterizado porque en presencia de

30 a 90 % en peso de uno o varios monómeros I,

10 a 70 % en peso de uno o varios monómero II así como

0 a 30 % en peso de uno o varios monómeros III.

(A) en el rango de 50 a 95 partes en peso de material núcleo lipófilo que exhibe una transición de fases sólido/líquido en el rango de temperatura de -20 a 120°C,

(C) en el rango de 0, 01 a 10 partes en peso de por lo menos un material coloreado o que aporta color, elegido de entre colorantes solubles en aceite y aclaradores solubles en aceite, en el rango de 4 a 50 partes en peso de un monómero o una mezcla de monómeros se (co) polimerizan: 30 a 100 % en peso de por lo menos de un monómero (monómero I) , elegido de entre ácido acrílico, ácido 5 metacrílico, ácido maleico y alquilésteres C1-C24 del ácido (met) acrílico, 0 a 70 % en peso de uno o varios monómeros bi- o polifuncionales (monómero II) , el cual no es soluble o es difícilmente soluble en agua y 0 a 40 % en peso de uno o varios otros monómeros (monómero III) ,

donde los datos en % en peso se refieren al peso total de los monómeros I, II y III, 10 y donde los datos en partes en peso se refieren al peso total de las microcápsulas listas.

11. Método según la reivindicación 10, caracterizado porque se elige la temperatura de (co) polimerización por encima de la temperatura a la cual el material núcleo lipófilo (A) tiene su transición de fases sólido/líquido.

12. Formulaciones acuosas que contienen microcápsulas según una de las reivindicaciones 1 a 5.

13. Formulaciones acuosas según la reivindicación 12, que contienen además por lo menos un agente ligante.