Состав покрытия для материала упаковки пищевых продуктов

Состав покрытия для материала упаковки пищевых продуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение касается подхода к предупреждению заражения насекомыми-вредителями, в частности, оно относится к композициям гормона, более конкретно - к содержащему гормон слою покрытия для применения на материалах-субстратах для упаковки пищевых продуктов.

Уровень техники.

Заражение пищевых продуктов насекомыми-вредителями и их личинками (гусеницами) достаточно хорошо описано в литературе. Одним из таких особенно вредных насекомых является южная амбарная огневка (Plodia interpunctella), которая, как известно, заражает товары длительного срока хранения, технологически обработанные пищевые продукты в упаковках и продукты, поставляемые на рынок кормов для домашних животных и птичьих кормов. Заражение часто остается невидимым вплоть до конечной стадии развития гусениц, называемой “фазой передвижения”, на которой гусеницы начинают искать место для окукливания. Гусеницы большинства чешуекрылых по мере своего развития становятся более стойкими к инсектицидам. В результате этого фазу передвижения гусениц южной амбарной огневки довольно трудно контролировать

Традиционно покрытия, которые отпугивают насекомых, нарушают их питание и мешают яйцекладке, наносились на упаковочные материалы для пищевых продуктов. Например, патент США №5843215 (Whalon et al.) направлен на покрытия, которые содержат смолу на водной основе или растворимую в воде смолу и вторичные метаболиты растений. Вторичные метаболиты растений состоят из соединений, которые обладают инсектицидной активностью, т.е. репеллентной (отпугивающие запах) активностью, антифидантной (непригодность для употребления) активностью и овицидной (убивают яйца паразитов) активностью.

Патент США №5688509 (Radwan et al.) описывает устройство для контролируемого высвобождения репеллента насекомых и способ отпугивания насекомых от пищевых продуктов, табака или других потребительских товаров. Устройство включает композицию репеллента насекомых, контактирующую с субстратом. Устройство изготовляется способом, предусматривающим нанесение композиции репеллента насекомых на субстрат, в котором используемое соединение с репеллентной активностью присутствует в устройстве с контролируемым высвобождением репеллента насекомых в таком количестве, которое, будучи высвобожденным, не является токсичным для человека и животных. Способ отпугивания насекомых предусматривает размещение устройства с контролируемым высвобождением репеллента насекомых в таком месте, где могут присутствовать насекомые-вредители. Композиция репеллента насекомых содержит соединение с репеллентной активностью и агент контролируемого высвобождения, включающий соединение, которое может быть синтетическим и/или природным, и (необязательно) растворителем. Соединение с репеллентной активностью может выбираться из группы, состоящей из эфирных масел и активных ингредиентов эфирных масел.

Хотя пестициды с определенным успехом использовались на упаковочных материалах для пищевых продуктов, токсичность этих соединений часто делает их не пригодными для применения на упаковочных материалах для пищевых продуктов. Некоторые ювенильные гормоны насекомых, их аналоги и их производные являются менее токсичными, чем традиционные пестициды. Ювенильные гормоны служат регуляторами роста насекомых, поскольку они участвуют в процессе развития молодых насекомых, но не всегда вызывают гибель взрослых насекомых. В феврале 2002 г. был повторно пересмотрен регулятор роста вредителей - метопрен - с целью применения его в подлежащих хранению товарах в дозах 1; 2,5 и 5,0 частей на миллион частей (ppm).

Метопрен и многие другие гормоны относительно летучи, вследствие чего обычные средства для высвобождения пестицида могут быть неприемлемыми для высвобождения гормона, потому что гормон может улетучиться с нежелательно высокой скоростью, в результате чего не будет обеспечен требуемый срок хранения продукта. Таким образом, существует потребность в новых составах покрытий, содержащих гормоны, и способах их получения, которые обеспечивают покрытия в виде слоя, обладающие требуемыми характеристиками высвобождения гормона и продолжительности хранения продукта.

Раскрытие изобретения.

Настоящее изобретение обеспечивает композиции содержащего гормон слоя покрытия, обладающие требуемыми характеристиками высвобождения гормона и продолжительности хранения продукта. Композиции покрытия настоящего изобретения предпочтительно наносятся на упаковочные материалы для пищевых продуктов и кормов для животных с целью надежной и эффективной защиты продуктов в указанных упаковочных материалах от заражения насекомыми-вредителями. В одном из вариантов изобретение представляет собой композицию гормона, которая включает субстрат, имеющий внешнюю поверхность, и слой покрытия, расположенный на указанной внешней поверхности. Слой покрытия содержит полимер сетчатой структуры, материал, защищающий от действия ультрафиолетовых лучей (далее - УФ-защитный материал), и примерно от 1 wppm (масс. частей на миллион масс. частей) до 100000 wppm гормона, диспергированного в сетчатой структуре полимера.

В другом варианте изобретение представляет собой композицию гормона с контролируемым высвобождением гормона, которая включает субстрат, имеющий внешнюю поверхность, и слой покрытия, расположенный на внешней поверхности. Слой покрытия включает полимер сетчатой структуры, примерно от 1 wppm до 100000 wppm гормона, диспергированного в сетчатой структуре полимера, и примерно от 0,1 мас.% до 20 мас.% композиции ацетата целлюлозы.

В одном из вариантов настоящее изобретение обеспечивает композицию гормона, которая включает субстрат, имеющий внешнюю поверхность, и слой покрытия, расположенный на внешней поверхности. Слой покрытия в этом варианте включает примерно от 1 wppm до 100000 wppm гормона, диспергированного в сетчатой структуре полимера, и примерно от 0,01 мас.% до 20 мас.% диатомита, также диспергированного в сетчатой структуре полимера.

Настоящее изобретение направлено также на способы получения композиций гормона. В одном из вариантов способ включает стадии: (а) обеспечения субстрата, имеющего внешнюю поверхность; (б) обеспечения жидкого материала покрытия, содержащего примерно от 10 мас.% до 80 мас.% мономера, примерно от 0,1 мас.% до 15 мас.% третичного амина, примерно от 1 wppm до 100000 wppm гормона и примерно от 0,1 мас.% до 20 мас.% фотоинициатора; (в) нанесения жидкого материала покрытия на внешнюю поверхность субстрата с получением субстрата с не отвердевшим покрытием и (г) воздействия излучения на субстрат с не отвердевшим покрытием в условиях, эффективных для получения субстрата с отвердевшим покрытием.

В другом варианте способ настоящего изобретения включает комбинирование эмульсии мономера, фотоинициатора и ювенильного гормона с получением эмульсии ювенильного гормона. Эмульсия ювенильного гормона включает примерно от 10 мас.% до 80 мас.% эмульсии мономера, примерно от 0,1 мас.% до 20 мас.% фотоинициатора и примерно от 1 wppm до 100000 wppm ювенильного гормона. Эмульсия ювенильного гормона перемешивается и наносится на субстрат. Затем эмульсия ювенильного гормона на субстрате подвергается воздействию ультрафиолетового излучения в условиях, эффективных для отвердения эмульсии ювенильного гормона с образованием слоя покрытия, содержащего ювенильный гормон.

В одном из вариантов способ настоящего изобретения включает обеспечение субстрата, имеющего внешнюю поверхность, и обеспечение жидкого материала покрытия. Жидкий материал покрытия включает примерно от 10 мас.% до 50 мас.% олигомера, примерно от 0,1 мас.% до 15 мас.% третичного амина, примерно от 1 wppm до 100000 wppm гормона и примерно от 0,1 мас.% до 20 мас.% фотоинициатора. Жидкий материал покрытия наносится на внешнюю поверхность субстрата с получением субстрата с не отвердевшим покрытием, который подвергается воздействию излучения в условиях, эффективных для получения субстрата с отвердевшим покрытием.

В другом варианте изобретение направлено на способ получения содержащей гормон композиции покрытия, причем способ включает стадии: (а) обеспечения субстрата, имеющего внешнюю поверхность; (б) обеспечения жидкого материала покрытия, содержащего полимер, носитель полимера и примерно от 1 wppm до 100000 wppm гормона; (в) нанесения жидкого материала покрытия на внешнюю поверхность субстрата с получением субстрата с жидким покрытием и (г) удаления носителя полимера из субстрата с жидким покрытием в условиях, эффективных для получения субстрата с твердым покрытием. Стадия удаления необязательно включает тепловую обработку субстрата с жидким покрытием в условиях, эффективных для выпаривания, по меньшей мере, частичного, носителя полимера. В одном из вариантов полимер и носитель полимера образуют эмульсию. Жидкий материал покрытия необязательно содержит также примерно от 0,1 до 50 мас.% деионизированной воды; примерно от 1 до 40 мас.% эмульсии полиэтиленового воска или эмульсии полипропиленового воска; примерно от 0,001 до 5 мас.% гасителя пены и/или примерно от 0,1 до 20 мас.% водного агента сшивания.

В еще одном варианте изобретение направлено на состав покрытия, содержащий (а) примерно от 25 до 99 мас.% эмульсии, содержащей полимер; (б) примерно от 0,1 до 20 мас.% водного агента сшивания; (в) примерно от 0,001 до 5 мас.% гасителя пены; (г) примерно от 1 до 40 мас.% эмульсии полиэтиленового воска или эмульсии полипропиленового воска и (д) примерно от 1 wppm до 100000 wppm гормона. Состав покрытия необязательно содержит также примерно от 0,1 до 50 мас.% деионизированной воды. Эмульсия, содержащая полимер, необязательно содержит стиролакриловые полимеры, гидроксид аммония и полипропиленгликоль.

В другом варианте изобретение представляет собой способ получения содержащей гормон композиции покрытия из эмульсии полимера. В этом варианте обеспечивается субстрат, имеющий внешнюю поверхность. Обеспечивается также жидкий материал покрытия, содержащий эмульсию полимера и примерно от 1 wppm до 100000 wppm гормона. Эмульсия полимера включает полимер и эмульгатор. Жидкий материал покрытия наносится на внешнюю поверхность субстрата с получением субстрата с жидким покрытием. Эмульгатор удаляется из субстрата с жидким покрытием в условиях, эффективных для получения субстрата с твердым покрытием. В указанном варианте жидкий материал покрытия необязательно содержит примерно от 25 до 99 мас.% эмульсии полимера, примерно от 0,1 до 20 мас.% водного агента сшивания, примерно от 0,001 до 5 мас.% гасителя пены и примерно от 1 до 40 мас.% эмульсии полиэтиленового воска или эмульсии полипропиленового воска.

Краткое описание фигур.

Сущность настоящего изобретения можно лучше понять из его подробного описания со ссылкой на прилагаемые фигуры, из которых:

На фиг.1А-1Е представлены фотографии, показывающие характеристики паутины гусениц южной амбарной огневки после воздействия на них слоя покрытия с различной концентрацией метопрена;

На фиг.2 графически представлена зависимость степени выживаемости гусениц южной амбарной огневки от времени воздействия (в днях);

На фиг.3 графически представлена зависимость среднего количества яиц из расчета на одну взрослую особь южной амбарной огневки от времени воздействия.

Осуществление изобретения.

Настоящее изобретение относится к содержащим гормон композициям покрытия, каждая из которых обеспечивает слой покрытия, обладающий требуемыми характеристиками высвобождения гормона и продолжительности хранения продукта, Изобретение относится также к способам получения содержащих гормон материалов покрытия согласно настоящему изобретению. Композиции покрытия настоящего изобретения предпочтительно наносятся на упаковочные материалы для пищевых продуктов и кормов для животных с целью надежной и эффективной защиты упакованных в указанные упаковочные материалы продуктов от заражения насекомыми-вредителями.

В одном из вариантов настоящее изобретение направлено на композицию гормона, которая включает субстрат, имеющий внешнюю поверхность, и слой покрытия, расположенный на внешней поверхности или наклеенный на внешнюю поверхность. Слой покрытия включает полимер сетчатой структуры, УФ-защитный материал и примерно от 0,01 wppm до 10 мас.% гормона, диспергированного в сетчатой структуре полимера. Более конкретно, в рамках нижних пределов диапазона, слой покрытия содержит по меньшей мере примерно 0,01 wppm, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 0,1 wppm, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 1 wppm, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 10 wppm и наиболее предпочтительно - по меньшей мере примерно 100 wppm гормона. В рамках верхних пределов диапазона слой покрытия содержит по меньшей мере примерно 10 мас.% или менее, более предпочтительно - примерно 5 мас.% или менее, более предпочтительно - примерно 1 мас.% или менее, более предпочтительно - примерно 100000 wppm или менее и наиболее предпочтительно - примерно 10000 wppm или менее гормона. Таким образом, слой покрытия согласно настоящему изобретению может включать примерно от 0,01 wppm до 5 мас.%, примерно от 0,01 wppm до 1 мас.%, примерно от 1 wppm до 100000 wppm, примерно от 1 wppm до 10000 wppm или примерно от 10 wppm до 10000 wppm гормона либо любой другой комбинации в пределах указанного для гормона диапазона. В идеальном варианте слой покрытия содержит примерно от 100 wppm до 10000 wppm гормона.

В контексте описания термин " мас.%" означает процентное содержание по массе конкретной композиции в пересчете на общую массу слоя покрытия согласно настоящему изобретению. Равным образом, термин "wppm" означает масс. частей на миллион масс. частей каждой конкретной композиции в пересчете на общую массу слоя покрытия согласно настоящему изобретению. Если нет ссылки на другую размерность, то термины " мас.%" и "wppm" для каждой конкретной композиции указываются скорее в пересчете на общую массу сухого (в случае покрытия на основе растворителя) или отвердевшего (в случае УФ-облученного покрытия) слоя покрытия, чем в пересчете на общую массу предварительно нанесенного жидкого состава покрытия. Равным образом, термин "слой покрытия" означает твердое в основном покрытие, расположенное на субстрате, а термин "состав покрытия" означает композицию, пригодную для нанесения на субстрат и способную к образованию слоя покрытия.

В слое покрытия настоящего изобретения могут использоваться различные гормоны. В контексте описания термин "гормон" включает природные или синтетические гормоны, их аналоги и имитаты. Перечень гормонов, не ограничивающийся только названными здесь, включает: регуляторы роста насекомых, ювенильные гормоны насекомых, ингибиторы синтеза хитина, экдистероиды (гормоны линьки и метаморфоза насекомых, к которым относится и экдизон, и их структурные аналоги) и агонисты экдизона. Примерный, но не ограничивающийся только названными здесь, перечень регуляторов роста насекомых включает: бупрофезин, циклопентадекатриен, вирус cydia pmonella granulosis, дицикланил, гексагексилдистанноксан, гекситиазокс, овекс (Ovex) и поли-i-пара-ментен. В частности, предпочтительными гормонами, пригодными для применения в настоящем изобретении, являются гидропрен, метопрен, димилин и феноксикарб.

В предпочтительном варианте гормон представляет собой ювенильный гормон. В контексте описания термин "ювенильный гормон" включает природные и синтетические ювенильные гормоны, а также их аналоги и имитаты. Природные ювенильные гормоны являются липофильными сесквитерпеноидами, содержащими эпоксидную и метилоэфирную группы. Аналоги ювенильных гормонов - соединения, напоминающие по структуре ювенильные гормоны насекомых. Не ограничивающийся только названными здесь перечень аналогов ювенильных гормонов, пригодных для применения в настоящем изобретении, включает - пирипроксифен: 4-феноксифенил-(RS)-2-2(2-пиридилокси)-пропиловый эфир; феноксикарб: этил{2-(4-феноксифенокси)этил}карбамат; кинопрен: 2-пропинил-(Е)-3,7,11-триметил-2,4-додекадиеноат; метопрен: изопропил-(2Е,4Е)-11-метокси-3,7,11-триметил-2,4-додекадиеноат; гидропрен: этил-(Е,Е)-(R,S)-3,7,11-триметилдодека-2,4-диеноат. Таким образом, гормон, содержащийся в покрытии настоящего изобретения, может включать природные или синтетические ювенильные гормоны, такие как метопрен, гидропрен, трипрен, этил- и алкоксипроизводные фурнезиновой кислоты, пирипроксифен (Nylar) и феноксикарб. В частности, предпочтительными ювенильными гормонами, пригодными для применения в настоящем изобретении, являются гидропрен, метопрен и феноксикарб. Поскольку метопрен более других схож по структуре с природными ювенильными гормонами, он является наиболее предпочтительным ювенильным гормоном настоящего изобретения.

В другом варианте настоящего изобретения гормон включает ингибитор синтеза хитина. В контексте настоящего описания термин "ингибитор синтеза хитина" обозначает природные и синтетические ингибиторы синтеза хитина, а также их аналоги и имитаты. Ингибиторы синтеза хитина классифицируются как бензоилфенилмочевины и обладают рядом галогенированных заменителей. Наружный скелет (кутикула) насекомых формируется главным образом из белка и хитина. Хитин представляет собой полисахарид N-ацетилглюкозамина. В процессе линьки старая кутикула насекомого сбрасывается и вырастает новая. Образование этого соединения с помощью реакции полимеризации прерывается ингибирующими препаратами. Не ограничивая масштаба настоящего изобретения частным механизмом действия, авторы заявки полагают, что механизм действия указанных ингибиторов включает блокирование транспорта UDP-N-ацетилглюкозамина через мембрану. Потеряв способность к образованию хитина, насекомое становится не способным к яйцекладке, либо не способным достигнуть полного развития из-за не сформировавшейся кутикулы. Путем торможения процесса образования хитина можно сделать беспозвоночных нежизнеспособными в качестве репродуцирующих или взрослых организмов. Ингибиторы синтеза хитина могут проникать в яйца насекомых из родительской крови еще до яйцекладки в том случае, если ингибитор содержался в пище насекомого-родителя либо после яйцекладки вследствие контакта с хозяином. Из зараженных яиц либо вообще не выводятся личинки, либо выводятся нежизнеспособные личинки. Не ограничивающийся только названными здесь примерный перечень ингибиторов синтеза хитина включает: трифлумерон, хлорфлуазурон, луфенурон, тефлубензурон, флуфеноксурон, N-2,6-дифторбензоил-N'-[2-фтор-4-(1,1,2,3,3,3-гексафторпропокси)-фенил]мочевина и N-2,6-дифторбензоил-N'-[2-фтор-4-(1,1,2,2-тетрафторэтокси)-фенил]мочевина, гексафлумурон и другие ацилированные виды мочевины, дифлубензурон (димилин) и азадирахтин.

Дополнительно или в качестве альтернативы гормоном может быть агонист экдизона. В контексте описания термин "агонист экдизона" включает природные и синтетические агонисты экдизона, а также их аналоги и имитаты. Агонисты экдизона - это соединения, очень близкие по своему действию к гормону экдизону, регулирующему процесс линьки беспозвоночных. Хотя структуры агонистов, таких как RH-2485 (метоксифенозид), RH-5849 (дибензоилгидразин) и RH-5992 (тебуфенозид), и отличаются от экдизона, но на молекулярном уровне они действует через рецептор экдизона и инициирует процесс линьки через ген-регулятор. Метоксифенозид, дибензоилгидразин и тебуфенозид считаются нестероидными агонистами экдизона вследствие структурных различий между ними и экдизоном. Однако гормон, применяемый в покрытии согласно настоящему изобретению, может быть экдистероидом, вызывающим либо линьку, либо метаморфоз в зависимости от стадии развития насекомого, таким как экдизон, 3-дегидроэкдизон, Макистерон А и 20-гидроксиэкдизон. Воздействие агонистов экдизона на личинки, еще до достижения у них пикового значения природного экдизона, приводит к неполной линьке. После поедания соединения у личинки начинается формирование новой кутикулы. Однако новая кутикула не дубеет, а старая кутикула не сбрасывается/абсорбируется. Бурсикон, гормон, ответственный за дубление и отвердение кутикулы, требует для своего действия отсутствия 20-гидроэкдизона. Не желая ограничивать масштаб настоящего изобретения никаким частным механизмом действия, авторы заявки полагают, что присутствие агониста экдизона ингибирует высвобождение бурсикона. В результате этого личинки остаются в состоянии частичной линьки, пока не погибнут, и, как следствие, не способны к репродукции.

Покрытия настоящего изобретения необязательно включают один или более химических инсектицидов или микробных патогенов либо токсических веществ. Примерами токсических веществ являются (но перечень не ограничивается только указанными здесь) бораты (борная кислота, тетрагидрат динатриевого октабората), мирекс, сульфлурамид и соответствующие фторалкил-сульфонамиды, гидраметилнон, авермектин, А-9248 (дийодометил-пара-толил-сульфон), фторсульфонаты, имидаклоприд, азадирахтин и циромазин.

Многие из вышеперечисленных гормонов, например, метопрен, разрушаются при воздействии УФ-излучения. В результате этого покрытия настоящего изобретения предпочтительно включают один или более УФ-защитные материалы, которые в идеальном случае представляют собой неполимерные композиции, поглощающие УФ-излучение. Предпочтительно слой покрытия содержит примерно от 0,01 мас.% до 20 мас.%, более предпочтительно - примерно от 0,1 мас.% до 15 мас.% и наиболее предпочтительно - примерно от 1 до 10 мас.% УФ-защитного материала. В идеальном случае УФ-защитный материал диспергируется в сетчатой структуре полимера. Однако в альтернативном варианте УФ-защитный материал содержится во втором слое покрытия, смежном со слоем покрытия, который содержит композицию гормона. Предпочтительно второй слой покрытия включает один или более полимеров, описанных выше, которые действуют как подложка для УФ-защитного материала. В этом последнем варианте второй слой покрытия, содержащий УФ-защитный материал, предпочтительно ориентирован наружу в направлении слоя покрытия, содержащего композицию гормона, с тем чтобы уменьшить воздействие УФ-излучения на содержащий гормон слой покрытия. Не ограничивающийся только названными здесь, примерный перечень УФ-защитных материалов, которые могут вводиться в слой покрытия настоящего изобретения, включает: бензофенон; гидроксизамещенные бензофеноны, такие как 2-гидрокси-4-метоксибензофенон, 2,2'-дигидрокси-4-метоксибензофенон, 2-гидрокси-4-акрилоилоксиэтаксибензофенон, 2-гидрокси-4-n-октоксибензофенон и др.; гидрокси-фенил-бензоприазиды (benzopriazdes); замещенные акрилонитрилы и селективные абсорбционные пигменты. Примерный перечень селективных абсорбционных пигментов, не ограничивающийся только названными здесь, включает оксид цинка, сульфид цинка, красный оксид железа, газовую сажу и диоксид рутил-титана. УФ-защитный материал может также включать отражающие пигменты. Дополнительные УФ-защитные материалы перечислены в патенте США №5965123, который включен в перечень ссылок, учтенных при составлении настоящей заявки. В состав покрытия (необязательно) также может входить один или более пигментов с тем, чтобы слой покрытия мог служить в качестве типографской краски в процессах печати.

Как указывалось выше, слой покрытия настоящего изобретения включает полимерную матрицу или сетчатую структуру. Промежутки или полости внутри сетчатой структуры или матрицы полимера предпочтительно включают гормон в слое покрытия, обеспечивая тем самым требуемое контролируемое высвобождение активного ингредиента гормона. В одном из вариантов изобретения полимеры получают и вводят в материал покрытия перед нанесением материала покрытия на субстрат. Альтернативно окончательная полимеризация может осуществляться после нанесения материала покрытия на субстрат.

В одном из вариантов состав покрытия настоящего изобретения включает 90 мас.% или менее, более предпочтительно - примерно от 10 мас.% до 80 мас.% и наиболее предпочтительно - примерно от 20 мас.% до 80 мас.% мономера или эмульсии мономера. Предпочтительно полимер образуется из одного или более акрилатных мономеров и/или олигомеров. Не ограничивающийся только названными здесь, перечень пригодных для данной цели мономеров включает триметилолпропантриакрилат, метилакрилат, метилметакрилат, стирол, акрилонитрил, винилацетат, малеиновый ангидрид, винилхлорид, 1,3-бутадиен, изопрен, тетрафторэтилен, 2(2-этоксиэтокси)этилакрилат, лаурилметакрилат, 2-феноксиэтилакрилат, изоборнилакрилат, 1,6-гександиолдиакрилат, трипропиленгликольдиакрилат, этоксилированные бисфенолом А диакрилаты, алкоксилированные гександиолдиакрилаты, триметилолпропантриметакрилат, триметилолпропантриакрилат, трис(2-гидроксиэтил)изоцианурат-триакрилат, этоксилированные триметилолпропантриакрилаты, пропоксилированные триметилолпропантриакрилаты, пропоксилированные глицерилтриакрилаты, пентаэритритолтетраакрилат, дипентаэритритолпентаакрилат, этоксилированные пентаэритритолтетраакрилаты, акриловая кислота, метакриловая кислота и их соли, амиды и сложные эфиры. Таким образом, полимер в слое покрытия может включать один или более следующих полимеров: политриметилолпропантриакрилат, полиметакрилат, полиметилметакрилат, полистирол, полиакрилонитрил, поливинилацетат, полималеиновый ангидрид, поливинилхлорид, полибутадиен, полиизопрен, политетрафторэтилен, поли-2(2-этоксиэтокси)этилакрилат, полилаурилметакрилат, поли-2-феноксиэтилакрилат, полиизоборнилакрилат, поли-1,6-гександиолдиакрилат, политрипропиленгликольдиакрилат, полиэтоксилированные бисфенолом А диакрилаты, полиалкоксилированные гександиолдиакрилаты, политриметилолпропантриметакрилат, политриметилолпропантриакрилат, политрис(2-гидроксиэтил)изоцианураттриакрилат, полиэтоксилированные триметилолпропантриакрилаты, полипропоксилированные триметилолпропантриакрилаты, полипропоксилированные глицерилтриакрилаты, полипентаэритритолтетраакрилат, полидипентаэритритолпентаакрилат, полиэтоксилированные пентаэритритолтетраакрилаты, полиакриловая кислота и полиметакриловая кислота. В одном из вариантов полимер представляет собой сополимер, образованный из двух или более вышеперечисленных мономеров.

Полимеры в слое покрытия дополнительно или альтернативно образуются из одного или более олигомеров, предпочтительно акриловых олигомеров. Предпочтительными, в частности, являются бис-фенил-эпоксиакриловые олигомеры. В идеальном случае олигомеры имеют молекулярную массу примерно от 50 до 100000, более предпочтительно - примерно от 100 до 20000. Примерный перечень олигомеров включает эпоксиакрилаты, акриловые уретаны, акриловые полиэфиры, этерифицированные полиолакрилаты и акриловые масла. Если в состав покрытия настоящего изобретения вводятся олигомеры, то состав покрытия предпочтительно включает примерно менее 60 мас.% олигомеров, более предпочтительно - примерно от 10 мас.% до 50 мас.% и наиболее предпочтительно - примерно от 20 мас.% до 40 мас.% олигомеров.

Предпочтительно полимеризация мономеров и/или олигомеров в составе покрытия облегчается коинициатором. Коинициатор (необязательно) расщепляется в ходе процесса Норриша (фотолиз), протекающего по I или по II типу. Согласно предпочтительному механизму инициации УФ-излучение вызывает переход электронов в фотоинициаторе в возбужденное состояние. Коинициатор отщепляет водород от возбужденного фотоинициатора, следствием чего являются активные центры свободных радикалов на фотоинициаторе и на коинициаторе, которые инициируют затем полимеризацию мономеров и/или олигомеров в составе покрытия.

В одном из вариантов коинициатором является третичный амин. При осуществлении варианта настоящего изобретения с УФ-отвердением покрытия предполагается, что кислород замедляет скорость полимеризации, образуя относительно стабильные пероксиды. Введение третичных аминов в состав покрытия увеличивает скорость полимеризации за счет минимизации образования пероксидов. В дополнение к этому третичный амин способен облегчать механизмы переноса цепей. Например, отщепивший водород третичный амин способен передавать радикал другому мономеру в составе покрытия и инициировать синтез другой полимерной цепи. Таким образом, присутствие коинициатора в составе покрытия настоящего изобретения снижает чувствительность к кислороду и увеличивает скорость полимеризации. Не ограничивающийся только названными здесь, примерный перечень третичных аминов-коинициаторов включает алканоламины, такие как метилдиэтаноламин (MDEA), триалкиламины, такие как триэтиламин (TEA), акриловые третичные амины, аминоакрилаты, такие как 2-(диметиламино)этилакрилат, и ароматические амины, такие как сложные эфиры 4-диметиламинобензойной кислоты. Предпочтительно слой покрытия содержит примерно от 0,1 мас.% до 15 мас.%, более предпочтительно - примерно от 0,5 мас.% до 10 мас.% и наиболее предпочтительно - примерно от 4 мас.% до 8 мас.% коинициатора, который формирует концы полимерных цепей в отвердевшей композиции покрытия.

В одном из вариантов полимеры образуются из инициаторов свободных радикалов. Инициаторы свободных радикалов могут выбираться из одной или более следующих групп: пероксиды, гидропероксиды, азосоединения, оксилительно-восстановительные инициаторы и фотоинициаторы, которые способны к образованию свободных радикалов под воздействием видимого света или УФ-излучения. Примерный перечень инициаторов пероксидов и гидропероксидов включает бензоилпероксид, диацетилпероксид, ди-t-бутилпероксид и гидропероксиды, такие как кумиловый гидропероксид. Инициаторы могут также начинать полимеризацию при воздействии излучения высокой энергии, например, излучения α- и β-частиц, γ-излучения и рентгеновского излучения. Образование полимеров может также происходить путем плазменной полимеризации, при которой полимеризация инициируется частично ионизированным газом, генерируемым высокочастотным тлеющим разрядом. Образование полимера может также происходить без инициатора, если сам мономер является достаточно реакционоспособным. Например, стирол, галогенированные материалы, такие как хлорированные мономеры и полимеры (напр., хлорированные полиэфиры), метоксиакрилаты, метилметакрилат и некоторые циклоалкены с вытянутым кольцом, подвергаются полимеризации при нагревании в отсутствие любых добавляемых инициаторов свободных радикалов.

В особенно предпочтительном варианте фотоинициатор вводится в материал покрытия с целью инициирования полимеризации мономеров и/или олигомеров под воздействием УФ-излучения. Как указывалось выше, фотоинициатор предпочтительно взаимодействует с коинициатором, например, через отщепление водорода, в условиях, эффективных, для инициирования полимеризации. Предпочтительно слой покрытия содержит примерно от 0,1 мас.% до 20 мас.%, более предпочтительно - примерно от 0,1 мас.% до 15 мас.% и наиболее предпочтительно - примерно от 0,2 мас.% до 10 мас.% фотоинициатора. Пероксиды и азосоединения подвергаются фотолитической диссоциации (а также тепловой).

Преимущество фотоинициации состоит в том, что реакция может происходить в основном независимо от температуры. Более того, возможен более точный контроль полимеризации, поскольку может использовать узкий диапазон длин волн для инициации распада фотоинициатора и начала полимеризации. В дополнение к этому реакцию можно прервать простым удалением источника УФ-излучения. Существует большое разнообразие фотолабильных соединений, включая (но перечень их не ограничивается только названными здесь) дисульфиды, бензоин и бензил. Примерный (но не ограничивающийся только названными здесь) перечень фотоинициаторов включает бензофенон, триметилбензофенон, тиоксантон, 2-хлоротиоксантон, 9,10-антрахинон и бис-4,4-диметиламинобензофенон (кетон Михлера). В одном из вариантов фотоинициатором является фотоинициатор I типа или II типа. Перечень фотоинициаторов I типа (не ограничивающийся только названными здесь) включает бензоиновые эфиры, бензилкетали, α-диалкоксиацетофеноны, α-гидроксиалкилфеноны (например, в комбинации с бензофеноном), α-аминоалкилфеноны (например, в комбинации с тиоксантонами) и оксиды ацилфосфинов. Перечень (не ограничивающийся только названными здесь) фотоинициаторов II типа включает бензофеноны/амины и тиоксантоны/амины. Бензофенон является особенно предпочтительным фотоинициатором, поскольку он действует как УФ-абсорбент в готовом слое покрытия. В другом варианте фотоинициатором является видимый фотоинициатор, например, титаноцены.

Материал покрытия настоящего изобретения предпочтительно включает также гаситель пены или противопенное средство с целью ограничения газообразования в составе материала покрытия. Газообразование в составе покрытия крайне нежелательно, поскольку нанесение состава с газовыми пузырьками на субстрат может привести к неравномерному профилю его по поверхности субстрата. Противопенные средства снижают поверхностное натяжение состава покрытия, вследствие чего газовые структуры лопаются, обеспечивая тем самым требуемые пригодность для обработки или эксплуатационные характеристики. Примерный перечень (не ограничивающийся только названными здесь) противопенных средств включает: силиконовые масла, воски, жирные кислоты, твердые носители (например, силикаты) и фторированные соединения. Если противопенное средство вводится в материал покрытия, то материал покрытия предпочтительно содержит примерно от 0,001 мас.% до 10 мас.%, более предпочтительно - примерно от 0,01 мас.% до 5,0 мас.% и наиболее предпочтительно - примерно от 0,1 мас.% до 1,0 мас.% противопенного средства.

Материал покрытия дополнительно, но необязательно включает присадку, улучшающую реологию (характеристики деформации и текучести). Присадки, улучшающие реологию, повышают жиронепроницаемость и обеспечивают требуемую контролируемую способность к высвобождению гормона, который диспергируется в сетчатой структуре полимера. Не желая сводить настоящее изобретение к частному механизму действия, авторы заявки полагают, что агент, улучшающий реологию, облегчает удерживание активного ингредиента в слое покрытия, например гормона, за счет медленного высвобождения гормона в окружающую среду в течение срока хранения продукта. То есть присадка, улучшающая реологию, облегчает миграцию гормона изнутри полимера сетчатой структуры в слое покрытия на внешнюю поверхность. Если указанная присадка вводится в материал покрытия, то материал покрытия предпочтительно содержит примерно от 0,1 мас.% до 20 мас.%, более предпочтительно - примерно от 0,1 мас.% до 10 мас.% и наиболее предпочтительно - примерно от 0,5 мас.% до 5 мас.% присадки, улучшающей реологию. Предпочтительно в качестве такой присадки используется композиция замещенного ацетата целлюлозы. Примерный перечень (не ограничивающийся только названными здесь) присадок, улучшающих реологию, включает ацетобутират целлюлозы (CAB) и ацетопропионат целлюлозы (CAP).

В особенно предпочтительном варианте слой покрытия настоящего изобретения включает инертные пыли, такие как кремнеземные пыли, например диатомит, и цеолитические композиции (алюмосиликаты щелочных металлов). Диатомит состоит главным образом из аморфного или бесформенного кремнезема (диоксида кремния), образуемого диатомовыми водорослями (диатомеями). Диатомит имеет средний размер частиц предпочтительно примерно от 1 микрона до 50 микрон, более предпочтительно - примерно от 5 микрон до 25 микрон и наиболее предпочтительно - примерно от 5 микрон до 15 микрон. Частицы менее 1 микрона в диаметре не учитываются при определении "среднего размера частиц" частиц диатомита в образце диатомита.

Не ограничиваясь механизмом действия слоя покрытия настоящего изобретения, авторы заявки полагают, что острые углы, которые имеют частицы диатомита, оказывают раздражающее или ранящее действие на личинки или взрослые особи насекомых-вредителей, которые перемещаются по слою покрытия. Поэтому в одном из вариантов состав покрытия и слой покрытия включают ранящий вредителей материал и/или ранящий личинки материал. Предполагается, что это раздражающее или ранящее действие облегчает попадание гормона к организму-объекту изобретения. Как результат этого, действие гормона на указанный организм может возрастать, что привод