CN105050705B - 喷雾干燥的微胶囊 - Google Patents
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Abstract
用颗粒喷雾干燥微胶囊、由这样的喷雾干燥产生的微胶囊以及包括喷雾干燥的微胶囊的组合物和制备所述组合物方法。
Description
技术领域
本公开一般性涉及组合物和微胶囊,且具体地涉及喷雾干燥微胶囊和得到的喷雾干燥的用颗粒包衣的微胶囊。
背景技术
许多产品包括微胶囊。微胶囊是微小尺寸的结构。许多微胶囊具有以微米测量的外形尺寸。
微胶囊典型地具有包囊囊心材料的壳。微胶囊可以用于包囊各种物质。例如,微胶囊可以用于包囊香料。
微胶囊壳可以由各种材料制成。一些壳材料是可熔化的。可熔化材料是具有低玻璃转化温度的材料。例如,壳可以由聚丙烯酸酯制成,其可以是可熔化的材料,也可以不是可熔化的材料。本文涉及的可熔化微胶囊是指具有可熔化壳的微胶囊。
微胶囊用于使囊心材料与其环境隔离,直到被包囊的材料准备好释放为止。根据微胶囊种类的不同,囊心材料可以以不同方式释放。一类微胶囊是易脆的微胶囊。易脆的微胶囊被配置成可在其壳破裂时释放其囊心物质。这种破裂可以由施加于壳上的力导致。
可以以各种形式提供微胶囊。例如,可以将微胶囊提供在液体介质中,例如水性淤浆。为了由该淤浆得到微胶囊,可以使淤浆脱水。例如,可以用喷雾干燥方法使淤浆脱水。喷雾干燥方法将液体分散成小液滴。这些液滴可以被运动入干燥室内部的工作流体(例如空气)携带。工作流体(可以被加热)可以导致液体蒸发,从而遗留下干燥的微胶囊。然后可以从加工设备中收集干燥的微胶囊。令人遗憾的是,喷雾干燥方法可能对一些种类的微胶囊构成困难。
在喷雾干燥过程中,微胶囊的强硬冲击可以导致问题情况。当微胶囊在干燥室内部循环运动时,微胶囊倾向于冲击室和其它微胶囊内表面。对于易脆微胶囊,这些冲击可以导致它们的壳过早地破裂。那些破裂的微胶囊不再用于使其囊心与它们的环境隔离,因为一些或全部囊心材料不再被壳包囊。如果在喷雾干燥过程中较大百分比的微胶囊破裂,则该方法可能不具有商业活力。
解决这样的过早破裂的一种方法是用薄膜给微胶囊包衣。例如,可以用可溶性薄膜给微胶囊外壳包衣。然而,用薄膜包衣的微胶囊可能需要更为复杂的方式使囊心释放。例如,用可溶性薄膜包衣的微胶囊可能首先需要溶解包衣衣料的步骤,且随后是第二步,其包括施加力以使壳破裂,从而释放囊心材料。这种额外的复杂性对于一些应用而言可能是不期望的。
在喷雾干燥过程中,另一个困难的工艺条件是高热。当加热工作流体时,微胶囊也加热。对于具有可熔化壳的微胶囊,这种加热可能导致其壳变粘性。加热的微胶囊可能倾向于粘附干燥室内表面。通常不能轻易从加工设备中收集粘附这些表面的微胶囊。如果不能从喷雾干燥过程中收集较大百分比的微胶囊,则该方法对于一些应用而言可能不具有商业活力,如生产包括微胶囊的组合物。
此外,可熔化的微胶囊倾向于在加热过程中彼此团簇。彼此团簇的微胶囊可能难以进一步加工,例如通过将微胶囊掺入终产品。如果较大百分比的喷雾干燥的微胶囊不能用于终产品,则该方法对于一些应用而言可能不具有商业活力,如生产包括微胶囊的组合物。
发明内容
制备组合物的方法可以包含用颗粒喷雾干燥多个微胶囊,所述微胶囊包含囊心材料和包囊囊心材料的壳,以形成喷雾干燥的微胶囊,所述喷雾干燥的微胶囊包含囊心材料和包囊囊心材料的壳;并且将多个喷雾干燥的微胶囊添加到辅助成分中,以形成组合物;其中用所述颗粒给所述喷雾干燥的微胶囊包衣。
该组合物可以包含:多个微胶囊,其包含囊心材料和包囊所述囊心材料的壳;和辅助成分;并具有3微米-25微米的中值体积加权(median volume-weighted)平均粒度;其中用所述颗粒给所述微胶囊壳包衣。
微胶囊可以包含囊心材料和包囊所述囊心材料的壳;并具有3微米-25微米的中值体积加权平均粒度;其中用所述颗粒给所述微胶囊壳包衣。
喷雾干燥微胶囊的方法可以包含用多个颗粒喷雾干燥多个微胶囊,以形成多个喷雾干燥的微胶囊;其中所述微胶囊包含囊心材料和包囊所述囊心材料的壳;其中所述喷雾干燥的微胶囊包含囊心材料和包囊所述囊心材料的壳;其中用所述颗粒给所述微胶囊壳包衣。
附图说明
图1是示例如现有技术中所公知的示例性喷雾干燥设备的主要部件的立视图的简图。
图2是示例喷雾干燥方法中的步骤的流程图。
图3示例喷雾干燥的液体介质的放大图,其中液体介质包括液体、湿微胶囊和湿颗粒。
图4示例图3的一些液体介质的明显放大的视图,所述液体介质包括湿微胶囊之一和一些湿颗粒,其被喷雾成雾化液滴。
图5示例来自图4的已经干燥的微胶囊和颗粒的明显放大的视图。
图6示例来自图5的已经干燥的、用图5的颗粒部分包衣的微胶囊的明显放大的视图。
图7示例干燥的、部分包衣的、在收集表面上收集的微胶囊(包括图6的干燥的微胶囊)的放大视图。
图8是显示喷雾干燥的、未包衣的微胶囊的显微照片。
图9是显示由第一浓度颗粒得到的部分喷雾干燥的微胶囊的显微照片。
图10是显示由第二浓度颗粒得到的喷雾干燥的未包衣的微胶囊的显微照片。
发明详述
对于微胶囊,已经令人意外地发现,纳米大小的无机颗粒的部分 包衣能够使得这样的微胶囊在商业上具有活力的方法中得以成功地喷 雾干燥。不希望受到该理论约束,认为这种颗粒包衣起如下所述的作 用。这种颗粒包衣显而易见有助于防止壳在喷雾干燥过程中被微胶囊 所经历的强硬冲击破裂。这种颗粒包衣显然还有助于防止微胶囊与干 燥室内表面粘附和喷雾干燥过程中所经历的高热中彼此粘附。
作为这种颗粒包衣的结果,较大百分比的微胶囊在喷雾干燥后保 持完整且可以从喷雾干燥加工设备中收集较大百分比的微胶囊。与独 立地喷雾干燥微胶囊比较这能够得到较高工艺收率。此外,当包括所 述颗粒时,微胶囊在喷雾干燥过程中彼此团簇的可能性较低。这能够 更便利地进一步加工,以便掺入终产品,如组合物。这些有益性使得 喷雾干燥微胶囊在商业上具有活力。
因为颗粒包衣仅覆盖至少一些微胶囊的部分壳,所以部分包衣的 微胶囊可以以与未包衣的微胶囊类似的方式释放其囊心材料。部分包 衣并不完全密封壳。因此,包衣衣料无需开放、溶解、或者使用额外 步骤除去。这使得部分包衣的微胶囊壳被可以使未包衣的微胶囊壳破 裂的机械相互作用种类所破裂。部分包衣也无法完全给微胶囊壳包衣。 因此,部分包衣无法显著地改变微胶囊外壳的断裂强度特性。这使得 部分包衣的微胶囊壳以与可以破裂未包衣的微胶囊壳类似程度的力被 破裂。作为结果,本文所述的部分包衣的微胶囊可以提供上述举出的 有益性,同时仍然以与未包衣的微胶囊类似的方式释放其囊心材料。
尽管本文所述的纳米大小的无机颗粒给比如那些易脆和/或可熔 化的微胶囊提供有益性,但是关注这样的包衣衣料还可以给本领域公 知的其它种类的微胶囊提供有益性。关注本文所述的任意包衣衣料可 以有益地适用于易脆、但不一定可熔化的微胶囊。此外,关注本文所 述的任意包衣衣料可以适用于可熔化、但不一定易脆的微胶囊。此外, 关注本文所述的包衣衣料可以适用于既不易脆、也不可熔化的微胶囊。
图1是示例如现有技术中所公知的示例性喷雾干燥设备121的主
喷雾干燥设备121包括加热器122、入口温度传感器123和出口温度传感器126。喷雾干燥设备121还包括喷雾器131、干燥室151、旋风分离室171和收集室181。加热器122是任选的且可以不使用。喷雾干燥设备121可以改变以包括任意数量的任意类型的另外的和/或可替代选择的喷雾干燥设备,它们以本领域公知的任意方式配置。
图1还示例被喷雾干燥的材料和用于喷雾干燥方法的工作流体。图1显示液体介质111,其可以包括一种或多种液体(例如水)和所干燥的另一种材料(例如一般是微胶囊)。
图1还显示用于喷雾液体介质111的加压气态工作流体112(例如空气)。液体介质111和工作流体112被提供至喷雾器131。喷雾干燥设备121可以使用任意数量的任意种类的本领域公知的工作流体。工作流体112是任选的且可以不使用,在此情况中,喷雾器是离心旋转盘或轮式喷雾器。
图1显示另一种用于携带和干燥湿颗粒的气态工作流体113(例如空气)。将工作流体113提供给喷雾干燥设备121,且任选被加热器122加热以形成加热的工作流体153。工作流体113可以被加热至本领域公知的任意可操作温度。加热的工作流体153被转入干燥室151。入口温度传感器123在进入干燥室151时测量加热的工作流体153的温度。例如可以加热工作流体113,使得入口温度传感器123测量时加热的工作流体153温度可以为125-350摄氏度,或在该范围内的任意整数值,或可以由任意这些温度值形成的任意范围。
喷雾器131使用加压的工作流体112以便将130液体介质111喷入干燥室151中加热的工作流体153。或者,离心喷雾器也可以用于将液体111在干燥室内转化成雾化液滴。喷雾131形成包括液体介质111的液体和微胶囊的雾化液滴。加热的工作流体153干燥雾化液滴的液体,得到干燥的微胶囊。加热的工作流体153携带155干燥颗粒通过干燥室151并且将159干燥的微胶囊转出干燥室151。出口温度传感器126测量离开干燥室151时加热的工作流体153的温度。例如,可以加热工作流体113,使得加热的工作流体153的温度在出口温度 传感器126测量时可以为100-325摄氏度,或在该范围内的任意整数值,或可以由任意这些温度值形成的任意范围。
将159转出干燥室151的干燥的微胶囊被169转入旋风分离室 171。旋风分离室171使用回荡气态工作流体173(例如空气)的气旋 作用175以便从工作流体173中分离干燥的微胶囊。在这种分离后, 工作流体173被转出199旋风分离室171,且分离的干燥的微胶囊被转出179旋风分离室171,进入收集室181。干燥的微胶囊典型地包含 小于10%重量的湿度。
图2是示例喷雾干燥方法200中的步骤210-280的流程图。尽管 步骤210-280按照数字次序描述,但是这些步骤的一些或全部可以按 照另外的次序和/或在重叠时间和/或同时进行,正如本领域技术人员 可以理解的。
喷雾干燥方法200包括:提供包括液体和微胶囊的液体介质的步 骤210;包括提供喷雾干燥设备的步骤220,所述喷雾干燥设备包括: 喷雾器、干燥室、旋风分离室和收集室;步骤230,其包括通过使用 喷雾器将液体介质喷入干燥室以形成包括液体和微胶囊的雾化液滴; 包括将颗粒提供入干燥室的步骤240;包括将干燥室内的雾化液滴的 液体干燥成干燥的微胶囊的步骤250;在喷雾干燥过程中用颗粒给微 胶囊外表面部分包衣的步骤260,以形成干燥的部分包衣的微胶囊; 分离旋风分离室内干燥的部分包衣的微胶囊的步骤270,以形成分离 的干燥的部分包衣的微胶囊;和收集在收集室内的分离的干燥的部分 包衣的微胶囊的步骤280。
在提供包括液体和微胶囊的液体介质的步骤210中,液体、微胶 囊和液体介质可以采用各种形式。液体介质可以是水性淤浆或任意其 它种类的液体介质,其可以由本领域公知的任意种类的液体的一种或 多种构成。例如液体介质在步骤210中可以替代图1的液体介质111 和/或图3的液体介质311。
在步骤210中提供的微胶囊的一些或全部可以是易脆的,可以是可熔化的,可以是既易脆又可熔化的,或既不易脆也不可熔化的。所 述微胶囊可以具有由任意材料制成的本领域公知的任意大小、形状和结构的壳。所述壳的一些或全部可以包括聚丙烯酸酯材料,例如聚丙烯酸酯随机共聚物。例如,聚丙烯酸酯随机共聚物可以具有总聚丙烯酸酯质量,其包括选自如下的成分,包括:占总聚丙烯酸酯质量0.2%-2.0%的胺成分;占总聚丙烯酸酯质量0.6%-6.0%的羧酸;和占总聚丙烯酸酯质量0.1%-1.0%的胺成分和0.3%-3.0%的羧酸的组合。
当微胶囊壳包括聚丙烯酸酯材料且该壳具有总质量时,聚丙烯酸酯材料可以构成总质量的5-100%,或在该范围内的任意百分比值,或由任意这些百分比值形成的任意范围。作为实例,聚丙烯酸酯材料可以构成总质量的至少5%、至少10%、至少25%、至少33%、至少50%、至少70%或至少90%。
所述壳的一些或全部可以包括一种或多种其它材料,例如聚乙烯类、聚酰胺类、聚苯乙烯类、聚异戊二烯类、聚碳酸酯类、聚酯类、聚脲类、聚氨基甲酸酯类、聚烯烃类、多糖类、环氧树脂类、乙烯基聚合物及其混合物。
在一个方面中,有用的壳材料包括足以不能透过囊心材料的材料和在囊心材料在该环境中基本上不释放的材料。适合的不能透过的壳材料包括选自如下的材料:一种或多种胺类与一种或多种醛类的反应产物,例如与甲醛或戊二醛交联的脲、与甲醛交联的蜜胺;任选地与戊二醛交联的明胶-聚磷酸酯凝聚物;明胶-阿拉伯树胶凝聚物;交联硅氧烷流体;与聚异氰酸酯类反应的聚胺;通过自由基聚合聚合的丙烯酸酯单体及其混合物。
在步骤210中提供的微胶囊的一些或全部可以具有不同的断裂强度。对于提供的至少第一组微胶囊,在根据断裂强度试验方法测定时,每个微胶囊可以具有0.2-10.0兆帕斯卡断裂强度的外壳,或该范围内以0.1兆帕斯卡表示的任意递增值,或任意这些断裂强度值形成的任意范围。作为实例,微胶囊可以具有0.2-2.0兆帕斯卡断裂强度的外壳。
在步骤210中提供的微胶囊的一些或全部可以具有不同的囊心与 壳质量比。对于提供的至少第一组微胶囊,每个微胶囊可以具有壳、壳内的囊心和大于或等于如下值的囊心与壳质量比:70%-30%、75%-25%、80%-20%、85%-15%、90%-10%或95%-5%。
在步骤210中提供的微胶囊的一些或全部可以具有不同的壳厚度。对于提供的至少第一组微胶囊,一些微胶囊可以具有1-300纳米壳的总厚度,或该范围内的任意的纳米整数值,或任意这些厚度值形成的任意范围。作为实例,微胶囊可以具有2-200纳米总厚度的壳。
在步骤210中提供的微胶囊的一些或全部可以具有不同的大小。对于至少一些胶囊,微胶囊可以具有3-25微米的总中值体积加权粒度,或该范围内的任意的纳米整数值,或任意这些总中值体积加权粒度值形成的任意范围。此外,对于至少一些微胶囊,壳的总中值体积加权粒度可以具有7-13微米的中值,或该范围内的任意的纳米整数值,或任意这些总中值体积加权粒度值的中值形成的任意范围。
在步骤210中提供的微胶囊的一些或全部可以具有不同的玻璃转化温度。对于包囊液体(例如液体香料)的微胶囊,微胶囊的玻璃转化温度和所述微胶囊壳的玻璃转化温度典型地近似相同。对于所提供的微胶囊的至少一些,每个微胶囊可以具有小于或等于75-150摄氏度的玻璃转化温度,或该范围内的任意的整数值,或任意这些温度值形成的任意范围。作为实例,微胶囊可以具有小于或等于125摄氏度、小于或等于105摄氏度乃至小于或等于85摄氏度的玻璃转化温度的壳。
在步骤210中提供的微胶囊的一些或全部可以包囊包括一种或多种有益试剂的囊心材料。所述有益试剂可以包括一种或多种色原、染料、抗菌剂、清凉感觉剂、温热感觉剂、香料、矫味剂、甜味剂、油、色素、药物、杀霉菌剂(moldicides)、除草剂、肥料、相变材料、粘着剂和本领域公知的任意其它种类的有益试剂,为任意组合的形式。在一些实例中,所包囊的香料可以具有小于4.5的ClogP或小于4的ClogP。在一些实例中,微胶囊可以是阴离子、阳离子、两性离子型或带有中性电荷。
在一些实例中,微胶囊壳包含:第一种混合物在第二种混合物的 存在下的反应产物,所述第二种混合物包含乳化剂,第一种混合物包 含i)油溶性或可分散胺与ii)多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体 或寡聚体的反应产物、油溶性酸和引发剂;所述乳化剂包含水溶性或 水可分散的丙烯酸烷基酸共聚物、碱或碱式盐、和任选的水相引发剂。 在一些实例中,所述胺是丙烯酸氨基烷基酯或甲基丙烯酸氨基烷基酯。
在一些实例中,所述微胶囊包括囊心材料和包围囊心材料的壳, 其中所述壳包含:多个胺单体,其选自丙烯酸氨基烷基酯类、烷基氨 基烷基丙烯酸酯类、二烷基氨基烷基丙烯酸酯类、甲基丙烯酸氨基烷 基酯类、烷基氨基氨基烷基甲基丙烯酸酯类、二烷基氨基烷基甲基丙 烯酸酯类、叔丁基胺乙基甲基丙烯酸酯类、甲基丙烯酸二乙基氨基乙 酯类、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯类、甲基丙烯酸二丙基氨基乙酯类 及其混合物;和多个多官能单体或多官能寡聚体。
210的液体介质可以包括任意可操作量的本文公开的微胶囊,且 还可以包括任意可操作量的本领域公知的任意其它微胶囊的一种或多 种。
步骤210可以取消,且喷雾步骤240可以通过以本领域公知的任 意其它方式将微胶囊提供给喷雾器来进行。
在提供喷雾干燥设备的步骤220中,喷雾器可以是图1的喷雾器 131,干燥室可以是图1的干燥室151,旋风分离室可以是图1的旋风 分离室171,且收集室可以是图1的收集室181,由此如本文所公开的 或本领域公知的方式配置。
在通过使用喷雾器将液体介质喷入干燥室以形成包括液体和微胶 囊的雾化液滴的步骤230中,雾化液滴可以采用各种形式,包括本文 公开的或本领域公知的任意形式。例如在步骤230中的雾化液滴的一 些或全部可以具有图4的雾化液滴432的形式。
在将颗粒提供入干燥室的步骤240中,提供可以采用不同形式进 行且颗粒可以采用各种形式,包括本文公开的或本领域公知的任意形 式。
在步骤240中提供的颗粒的一些或全部可以是无机颗粒,例如二 氧化硅颗粒,包括由二氧化硅制成的二氧化硅颗粒。例如二氧化硅颗 粒可以是沉淀硅石、胶体二氧化硅、热解二氧化硅和/或本领域公知的 其它种类的二氧化硅和/或其混合物。或者,无机颗粒的一些或全部可 以包括由柠檬酸、碳酸钠、硫酸钠、氯化镁、氯化钾、氯化钠、硅酸 钠、改性纤维素、沸石和本领域公知的任意其它种类的无机颗粒以任 意组合的形式制成的颗粒。
在步骤240中提供的颗粒的一些或全部可以具有不同大小。对于 至少第一组所提供的颗粒,该颗粒可以具有1-999纳米的总中值体积 加权粒度,或该范围内的任意的纳米整数值,或任意这些总中值体积 加权粒度值形成的任意范围。作为实例,所述颗粒可以具有1-50纳米 或5-50纳米的总厚度。
在步骤240中提供的颗粒的一些或全部可以以各种形式提供。作 为实例,可以将所述颗粒提供在液体介质中,例如溶液或胶体混悬液。
在步骤240中提供的颗粒可以以不同方式提供。可以将颗粒作为 湿颗粒提供入干燥室,通过在第一步210的液体介质中包括它们、在 第二步220喷雾来进行。图3示例其中喷雾干燥的液体介质311包括 液体315、微胶囊317和颗粒349。步骤240可以作为步骤210和步骤 220的组成部分完成。作为实例,可以以胶体混悬液的形式提供二氧 化硅颗粒,将其加入到包括微胶囊的水性淤浆中,以生成包括微胶囊 和二氧化硅颗粒的水性淤浆,然后可以喷雾该水性淤浆。
可以将颗粒通过在另一种液体介质中包括它们作为湿颗粒提供入 干燥室,所述的另一种液体介质与第一步210的液体介质隔离,其中 将另一种液体介质与第二步220中的喷雾分开喷入到干燥室。或者, 可以将颗粒以本领域公知的任意其它方式加入到干燥室中。例如,关 注到能够将所述颗粒提供给干燥室,成为干燥颗粒。
在步骤240中提供的颗粒可以以任意可操作量的本文公开的任意 颗粒提供,且其还可以包括任意可操作量的本领域公知的任意其它颗
在干燥室内干燥雾化液滴液体以形成干燥微胶囊的步骤250中,干燥的微胶囊可以采用各种形式,包括本文公开的或本领域公知的任意形式。例如,在第5步250中干燥的微胶囊可以具有图5的干燥的微胶囊517形式。
干燥可以包括通过使用工作流体干燥微胶囊,将所述工作流体加热至大于微胶囊的玻璃转化温度。例如,干燥可以包括通过使用工作流体干燥微胶囊,将所述工作流体加热至大于微胶囊的玻璃转化温度的25-175摄氏度的平均温度。作为另一个实例,干燥可以包括通过使用工作流体干燥微胶囊,将所述工作流体加热至大于微胶囊的玻璃转化温度的50-100摄氏度的平均温度。在微胶囊的玻璃转化温度方面,工作流体的较高温度有助于防止在喷雾干燥过程中破裂。
在步骤260中,可以给来自步骤250的干燥的微胶囊壳的外表面部分包衣,以形成被颗粒包衣的喷雾干燥的微胶囊。例如,包衣可以包括部分包衣喷雾干燥的微胶囊,使得对于至少第一组喷雾干燥的微胶囊,每个微胶囊壳的外表面的15-85%被颗粒包衣。作为另一个实例,包衣可以包括仅部分包衣喷雾干燥的微胶囊,使得对于至少第一组喷雾干燥的微胶囊,微胶囊壳外表面的30-70%被颗粒包衣。
在步骤270中,可以在旋风分离室中分离来自步骤260的喷雾干燥的微胶囊,例如图1旋风分离室171,从而形成分离的喷雾干燥的微胶囊。
在步骤280中,可以在收集室中收集来自步骤270的分离的喷雾干燥的微胶囊,例如图1的收集室181。作为上述颗粒包衣的结果,较大百分比的喷雾干燥的微胶囊在喷雾干燥后保持完整,使得喷雾干燥的微胶囊包括囊心材料和包囊囊心材料的壳。此外,该过程能够从喷雾干燥过程的设备中收集较大百分比的喷雾干燥的微胶囊。这产生了高工艺收率,能够使得喷雾干燥方法200对于微胶囊(包括、但不限于易脆和/或可熔化微胶囊)而言具有商业活力。
当根据工艺收率试验方法测定时,喷雾干燥方法200可以用于生产工艺收率为60-95%的完整的喷雾干燥的微胶囊,或该范围内的任意 整数百分比值,或任意这些百分比值形成的任意范围。作为实例,根据工艺收率试验方法,该喷雾干燥方法可以用于生产工艺收率为70-95%的完整的喷雾干燥的微胶囊或工艺收率为80-95%的完整的喷雾干燥的微胶囊或工艺收率为90-95%的完整的喷雾干燥的微胶囊。该方法还可以得到根据工艺收率测试法大于22%但小于或等于66%的完整的、喷雾干燥的微胶囊。该方法还可以得到大于22%而小于或等于95%的收率。
图3示例喷雾干燥的液体介质311的放大视图,其中液体介质311包括液体315、液体表面316、微胶囊317和颗粒349。液体介质311是水性淤浆,其可以按照本文公开的或本领域公知的任意方式配置。液体介质311还可以采用各种其它形式,包括本文公开的或本领域公知的任意形式。
将微胶囊317混悬于液体介质311。可以以本文公开的或本领域公知的任意形式配置微胶囊317。微胶囊317的一些或全部可以采用各种其它形式,包括本文公开的或本领域公知的任意形式。
颗粒349是二氧化硅颗粒,其可以以本文公开的或本领域公知的任意形式配置。颗粒349的一些或全部可以采用各种其它形式,包括本文公开的或本领域公知的任意形式。颗粒349可以是可溶性物质,在干燥时,其可以使这些溶解的物质沉淀在微胶囊表面上。
可以根据图2的方法200喷雾干燥液体介质311。特别地,可以根据图2的方法200的步骤230、通过使用喷雾器将液体介质311喷入干燥室。液体介质311可以不包括颗粒317;可以以湿的、干燥的或一些其它方式提供颗粒。
图4示例干燥室内部部件403的明显放大的视图,在所述干燥室中喷入了图3的液体介质311。图4显示携带并且被加热的工作流体453干燥的雾化液滴432。根据图2的方法200的步骤230,液滴432由图3的通过使用喷雾器喷入的一些液体介质311形成。
液滴432包括微胶囊417、颗粒449和喷雾的液体介质435。微胶囊417是图3的微胶囊317之一。颗粒449是一些图3的颗粒349。 液体介质435是一些图3的液体介质311。将微胶囊417和颗粒449混悬于液体介质435。液滴432包括外壁434。
根据图2的方法200的步骤250,液滴432可以被携带通过干燥 室并且在其中干燥。图4欲以显示液滴432中发现的成分且表示其大 小上的相对差异。然而,喷雾干燥的液滴可以具有不同大小和形状且 可以包括不同数量的微胶囊和颗粒。
图5示例干燥室内部部件505的明显放大的视图,在所述干燥室 中喷入了图3的液体介质311。图5示例来自图4的微胶囊517和颗 粒549的明显放大的视图553。
图6示例图5的微胶囊517的喷雾干燥的微胶囊617的明显放大 的视图653,所述微胶囊部分被图5的颗粒549包衣。喷雾干燥的微 胶囊617是喷雾干燥后可以存在于收集室606中的一个实例。注意, 存在喷雾干燥的微胶囊617的壳661。还注意喷雾干燥的微胶囊617 的壳661可以被单一颗粒649-2和颗粒簇649-3包衣,且喷雾干燥的 微胶囊617的壳661仅部分被单一颗粒649-2和颗粒簇649-3包衣。 此外,在收集室606中可能存在可以游离的颗粒649-1,它们未包衣 喷雾干燥的微胶囊617的壳661。
图7示例喷雾干燥的部分包衣的微胶囊738的放大视图708,包 括图6的喷雾干燥的微胶囊617,它们在收集表面782上被收集。当 根据总流量能(Bulk Flow Energy TestMethod)测试时,收集的喷 雾干燥的微胶囊可以具有1-800毫焦耳、1-500毫焦耳或1-200毫焦 耳的总流量能(bulk flow energy)。
图8是显示喷雾干燥的未包衣的微胶囊817A的显微照片。
图9是显示由如本文所述淤浆辅助的1.5%胶体二氧化硅(Ludox HS-30)方法被颗粒849部分包衣的喷雾干燥的微胶囊817B的显微照 片。
图10是显示由如本文所述淤浆辅助的3%胶体二氧化硅(Ludox HS-30)方法被颗粒849部分包衣的喷雾干燥的微胶囊817C的显微照 片。
各种(含水或无水)组合物可以包含通过图2的喷雾干燥方法200 生产的微胶囊,其包括:流体织物强化剂;固体织物强化剂;流体香波;固体香波;粉末香波;粉末毛发或皮肤修复剂;流体护肤制品;固体护肤制品;护发素;沐浴露、沐浴液、条皂、无水洗手液、固体止汗剂、半固体止汗剂、流体止汗剂、固体除臭剂、半固体除臭剂、流体除臭剂、流体洗涤剂、固体洗涤剂、流体硬表面清洁剂、固体硬表面清洁剂;和包含洗涤剂和包囊所述洗涤剂的水溶性薄膜的单位剂量洗涤剂。
下文示例的辅助成分的非限制性清单适用于组合物,且例如,可以理想地掺入它们以辅助或增强性能,从而处理所清洁的底物,或在香料、着色剂、染料等的情况中改变组合物的美观。应理解这样的辅助成分包含在通过喷雾干燥的微胶囊提供的成分中。这些辅助成分的精确性质及其掺入水平取决于组合物的物理性质和所使用的操作性质。适合的辅助材料包括、但不限于聚合物,例如阳离子聚合物、表面活性剂、增效助剂、鳌合剂、染料转移抑制剂、分散剂、酶、酶稳定剂、催化物质、漂白活化剂、聚合物分散剂、粘质土除去剂/防再沉积剂、增白剂、抑泡剂、染料、另外的香料和香味递送系统、结构可塑剂、衣物柔顺剂、载体、助水溶物、加工助剂和/或色素、止汗活性成分、护肤活性成分(例如烟酰胺(nicacinamide))、甘油及其混合物。在一些实例中,辅助成分可以是载体,如水。还关注组合物中可以包括一种以上类型的辅助成分。
所述组合物可以用作消费品(即预以不经进一步改变或加工销售给消费者的产品)。此外,喷雾干燥的微胶囊可以适用于任意制品,例如织物或任意吸附材料,包括、但不限于女性卫生产品、尿布和成年人失禁产品。还可以将所述组合物掺入制品。
固体止汗组合物
无水组合物、如固体止汗组合物可能需要具有20%以下水、优选5%以下水的微胶囊。这样的无水组合物中的自由水可以导致止汗活性成分结晶,从而可能在使用时影响组合物的性能。在包含入固体止汗组合物前喷雾干燥微胶囊淤浆是减少与微胶囊结合的水量的一种方 式。然而,已经发现,用于喷雾干燥的常规方法可能导致喷雾干燥的微胶囊的收率极低。这样差的收率通常不能维持在20%左右。令人意外地发现,当用如本文所述的那些颗粒喷雾干燥微胶囊时,所述颗粒改善了工艺收率,而对微胶囊的性能有益性没有明显的损害。因此,用颗粒喷雾干燥微胶囊的方法可以有益于生产包括微胶囊的固体止汗组合物。
另外,对于至少一些易脆的微胶囊,这样的微胶囊可以在包含高含量水的环境中更具有灵活性。例如对于至少一些微胶囊,所述微胶囊在以超水化状态施加摩擦或其它机械力时不能释放其囊心材料(例如香料)。通过在包含在组合物之前喷雾干燥所述微胶囊,所述微胶囊更易于破裂并且释放其囊心材料。
固体止汗组合物可以包括适合于涂布于人体皮肤上的止汗活性成分。在组合物中止汗活性成分的浓度应足以提供期望的增强的防潮特性。例如,所述活性成分的存在量可以占组合物重量的约0.1%、约0.5%、约1%、约5%或约10%;至约60%、约35%、约25%或约20%。这些重量百分比基于不包括水的无水金属盐和任意配位试剂(例如甘氨酸、甘氨酸盐或其它配位试剂)计算。
止汗活性成分可以包括任意的化合物、组合物或具有止汗活性的其它材料。这样的活性成分可以包括收敛金属盐,尤其是铝、锆和锌的无机盐和有机盐及其混合物。例如,止汗活性成分可以包括含锆的盐或材料,例如氧锆基卤氧化物、氧锆基羟基卤化物及其混合物;和/或含铝的盐,例如卤化铝、水合氯化铝、羟基卤化铝及其混合物。
1.铝盐
本文有用的铝盐可以包括符合下式的那些:
Al2(OH)aClb·x H2O
其中a是约2-约5;a和b之和约为6;x是约1-约6;其中a、b和x可以具有非整数值。例如氯化氢氧化铝称作"5/6碱性氯氢氧化物",其中a约为5;和"2/3碱性氯氢氧化物",其中可以使用a=4。
2.锆盐
本文有用的锆盐可以包括符合下式的那些:
ZrO(OH)2_aCla·xH2O
其中a约为1.5-约1.87;x约为1-约7;且其中a和x可以均 为非整数值。有用的是还包含铝和甘氨酸的锆盐配合物,通常称作"ZAG 配合物"。这些配合物可以包含氯化氢氧化铝和符合上述通式的羟基氯 化锆。两种这样的配合物的实例包括铝锆三氯水合物(aluminum zirconium trichlorohydrex)和铝锆四氯水合物(aluminum zirconiumtetrachlorohydrex)。
止汗组合物还可以包括构造剂(structurant)以有助于给组合物 提供期望的粘度、流变性、质地和/或产品硬度,否则就是有助于使任 意分散的固体或液体混悬于组合物中。术语"构造剂"可以包括任意已 知、否则就是有效地给组合物提供混悬、胶凝、粘着、固化或增稠特 性或者另外给结构提供终产品形式的材料。这些构造剂具有包括,例 如胶凝剂、聚合或非聚合试剂、无机增稠剂或增粘剂。增稠剂可以包 括,例如有机固体、硅氧烷固体、结晶或其它胶凝剂、无机颗粒例如 粘土或二氧化硅或其组合。
为用于止汗组合物选择的构造剂的浓度和类型取决于期望的产品 形式、粘度和硬度。适用于本文的增稠剂可以具有占组合物重量约 0.1%、约2%、约3%、约5%;或约10%;至约35%、约20%、约10%或 约8%的浓度。软固体通常包含低于固体组合物用量的构造剂。例如, 软固体可以包含占组合物重量约1.0%-约9%的构造剂,而固体组合物 可以包含占组合物重量约15%-约25%的构造剂。然而这并非硬性和永 久的规定,因为可以通过例如在从包装中调配时剪切所述产品形成具 有较高构造剂的软固体产品。
适合的胶凝剂的非限制性实例包括脂肪酸胶凝剂、脂肪酸盐、羟 基酸、羟基酸胶凝剂、脂肪酸酯类和酰胺类或羟基脂肪酸胶凝剂、胆 固醇材料、二亚苄基醛糖醇类、羊毛脂材料、脂肪醇类、甘油三酯类、 蔗糖酯类例如SEFA山嵛酸酯、无机材料例如粘土或二氧化硅、其它酰 胺或聚酰胺胶凝剂及其混合物。
适合的胶凝剂包括具有约10-约40个碳原子的脂肪酸胶凝剂, 例如脂肪酸和羟基或α羟基脂肪酸;和这样的胶凝剂的酯和酰胺类。 这样的胶凝剂的非限制性实例包括、但不限于12-羟基硬脂酸、12-羟 基月桂酸、16-羟基十六烷酸、山嵛酸、芥子酸、硬脂酸、辛酸、月桂 酸、异硬脂酸及其组合。优选的胶凝剂是12-羟基硬脂酸、12-羟基硬 脂酸的酯类、12-羟基硬脂酸的酰胺类及其组合。
其它适合的胶凝剂包括酰胺胶凝剂,例如二-取代的或支链的单酰 胺胶凝剂、单取代的或支链的二酰胺胶凝剂、三酰胺胶凝剂及其组合, 包括n-酰基氨基酸衍生物,例如n-酰基氨基酸酰胺类,由谷氨酸、赖 氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺及其组合制备的n-酰基氨基酸酯类。
适合的胶凝剂的其它实例包括具有至少约8个碳原子、至少约12 个碳原子、但不超过约40个碳原子、不超过约30个碳原子或不超过 约18个碳原子的脂肪醇类。例如,脂肪醇类包括、但不限于鲸蜡醇、 肉豆蔻醇、十八烷醇及其组合。
适合的甘油三酯胶凝剂的非限制性实例包括三硬脂精、氢化植物 油、三羟基硬脂酸甘油酯(R,购自Rheox,Inc.)、油菜籽 油、蓖麻蜡、鱼油、三棕榈精、HRC和HGL-C (购自Croda,Inc.)。
其它适合的增稠剂包括蜡或蜡样材料,其具有高于65℃、更典 型地约65℃-约130℃的熔点,它们的实例包括、但不限于蜡,例如 蜂蜡、巴西棕榈蜡、蜡果杨梅蜡、小烛树蜡、褐煤蜡、地蜡、地蜡、 氢化蓖麻油(蓖麻蜡)、合成蜡和微晶纤维素蜡。在该组中优选蓖麻蜡。 合成蜡可以是,例如聚乙烯、聚甲烯或其组合。一些适合的聚亚甲基 类可以具有约65℃-约75℃的熔点。一些适合的聚乙烯类的实例包括 具有约60℃-约95℃的熔点的那些。
用于本发明固体止汗组合物的其它构造剂可以包括无机颗粒增稠剂,例如粘土和胶体热解二氧化硅色素。例如胶体热解二氧化硅色素,如 可以使用亚微观颗粒化热解二氧化硅。其它已知或者就是本领域常用的无机颗粒增稠剂也可以用于本发明的固体止汗组合 物。颗粒增稠剂的浓度可以占组合物重量的例如约0.1%、约1%,或约5%;至约35%、约15%、约10%或约8%。
适合的粘土构造剂包括蒙脱石粘土,其实例包括膨润土、锂蒙脱石和胶体硅酸镁铝。可以对这些和其它适合的粘土进行疏水性处理,并且在如此处理时,一般与粘土活化剂组合使用。适合的粘土活化剂的非限制性实例包括碳酸丙烯酯、乙醇及其组合。当存在粘土活化剂时,粘土活化剂的用量占粘土重量的约40%、约25%或约15%;至约75%、约60%或约50%。
固体止汗组合物还可以包括无水液体载体。例如,它们以占组合物重量约10%、约15%、约20%、约25%;至约99%、约70%、约60%或约50%的浓度存在。这样的浓度根据例如产品形式、期望的产品硬度和组合物中其它成分的选择这样的变量的不同而改变。所述无水载体可以是已知用于个人护理用品否则就是适合于局部施用于皮肤的任意无水载体。例如,无水载体可以包括、但不限于挥发性和非挥发性流体。
止汗组合物还可以包括挥发性流体,例如挥发性硅氧烷载体。挥发性流体以占组合物重量例如约20%或约30%;至约80%或约60%的浓度存在。溶剂的挥发性硅氧烷可以是环状、直链和/或支链硅氧烷。本文所用的"挥发性硅氧烷"是指在环境条件下具有可测定的蒸气压的那些硅氧烷材料。
挥发性硅氧烷可以是环状硅氧烷、所述环状硅氧烷可以具有约3个硅原子或约5个硅原子;至约7个硅原子或约6个硅原子。例如可以使用符合如下通式的挥发性硅氧烷:
其中n约为3或约为5;至约7或约6。这些挥发性环状硅氧烷具有在25℃小于约10厘沲的粘度。本文使用的适合的挥发性硅氧烷包括、但不限于环甲硅油D5(商购自G.E.Silicones);Dow Corning 344和Dow Corning 345(商购自Dow Corning Corp.);和GE7207,GE 7158和硅氧烷流体SF-1202和SF-1173(购自General Electric Co.).SWS-03314、SWS-03400、F-222、F-223、F-250、F-251(购自SWS Silicones Corp.);挥发性硅氧烷7158、7207、7349(购自Union Carbide);Masil SF-V(购自Mazer)及其组合。
止汗组合物还可以包含非挥发性流体。这些非挥发性流体可以是 非挥发性有机流体或非挥发性硅氧烷流体。非挥发性有机流体可以以 占组合物重量例如约1%、约2%;至约20%或约15%的浓度存在。
非挥发性流体的非限制性实例包括、但不限于矿物油、PPG-14丁 基醚、肉豆蔻酸异丙酯、凡士林油、硬脂酸丁酯、辛酸鲸蜡酯、肉豆 蔻酸丁酯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、C12-15烷基苯甲酸酯(例如 Finsolv.TM.)、二苯甲酸双丙二醇酯、PPG-15硬脂酰醚苯甲酸酯及其 掺合物(例如Finsolv TPP)、2,2-二甲基丙二醇二庚酸酯(例如Inolex 提供的Lexfeel 7)、辛基十二烷醇、异硬脂酸异硬脂酰酯、苯甲酸辛 基十二烷基酯(octododecyl benzoate)、乳酸异硬脂酰酯、棕榈酸异 硬脂酰酯、异壬酸酯、异二十烷、新戊酸辛基十二烷基酯、氢化聚异 丁烷和硬脂酸异丁酯。
止汗组合物还可以包括非挥发性硅氧烷流体。非挥发性硅氧烷流 体可以在或低于人体皮肤温度下是液体,或者在局部施用过程中或在 局部施用之后不久在无水止汗组合物内为液体形式。非挥发性硅氧烷 的浓度可以占组合物重量的约1%、约2%;至约15%、约10%。本发明 非挥发性硅氧烷流体可以包括符合如下通式的那些:
其中n大于或等于1。这些线性硅氧烷材料一般可以具有约5厘 沲、约10厘;至约100,000厘沲、约500厘沲、约200厘沲或约50 厘沲的粘度值,正如在环境条件下所测定的。
适合的非挥发性硅氧烷流体的具体非限制性实例包括Dow Corning 200、六甲基二硅醚、Dow Corning 225,Dow Corning 1732、 Dow Coming 5732、Dow Coming 5750(购自Dow Corning Corp.);和 SF-96、SF-1066和SF18(350)硅氧烷流体(购自G.E.Silicones)。
还可以使用低表面张力的非挥发性溶剂。这样的溶剂可以选自二 甲硅油、二甲硅油共聚醇类、苯基聚三甲基硅氧烷(phenyl trimethicones)、烷基二甲硅油、烷基聚甲基硅氧烷及其混合物。低 表面张力非挥发性溶剂还描述在美国专利US6,835,373(Kolodzik等人)中。
止汗组合物可以包括除臭剂。除臭剂包括组合物内非止汗活性成 分的成分,其起到消除体臭具有的对芳香展示的作用。这些试剂可以 与令人不快的体臭合并,以便它们不可察觉到,包括、但不限于抑制 恶臭从体中蒸发、吸收汗液或恶臭、掩蔽恶臭或对产生恶臭的微生物 作用的微生物活性。组合物中除臭剂的浓度足以提供减少或消除体臭 这样的化学或生物学方式。尽管浓度根据所用试剂的不同而改变,但 是一般而言,组合物中可以包括占该组合物重量约0.05%、约0.5%或 约1%;至约15%、约10%或约6%的除臭剂。
除臭剂可以包括、但不限于泛酸及其衍生物、凡士林油、醋酸薄 荷酯、未配位的环糊精及其衍生物、滑石粉、二氧化硅及其混合物。
例如,如果使用三醋酸泛醇酯,则除臭剂的浓度可以占组合物重 量的约0.1%或约0.25%;至约3.0%或约2.0%。除臭剂的另一个实例是 凡士林油,其可以以占组合物重量约0.10%或约0.5%;至约15%或约 10%包括。联合方式也可以用作除臭剂,包括、但不限于三醋酸泛醇酯 和凡士林油,其水平占组合物重量的约0.1%、或0.5%;至约3.0%或约10%。醋酸薄荷酯(即不具有清凉作用的薄荷醇衍生物)可以以占 组合物重量约0.05%或0.01%;至约2.0%或约1.0%包括。除臭剂可以 是液体或半固体形式,使得它不会贡献产物残留物。
试验方法
用于测定微胶囊中值体积加权粒度的试验方法
本领域技术人员会认识到可以构建各种方案以便从终产品中提取和分离微胶囊,并且会认识到这样的方法需要通过比较在微胶囊添加到终产品和从终产品中提取前后测定而得到的测量值来验证。然后用去离子水配制分离的微胶囊,以形成用于粒度分布表征的胶囊淤浆。
使用由Particle Sizing Systems,Santa Barbara CA制造的Accusizer 780A或等效系统测定微胶囊的中值体积加权粒度。所述仪器(作为从Duke/Thermo-Fisher-Scientific Inc.可得到的,Waltham,Massachusetts,USA)使用粒度标准从0至300μm校准。通过用约5g去离子水稀释约1g胶囊淤浆并且用约25g水进一步稀释约1g该溶液制备用于粒度评价的样品。将约1g最稀的样品加入到Accusizer中并且使用自动稀释特征启动测试。Accusizer应以9200计数/秒过量读取。如果计数小于9200,则另外加入样品。稀释测试样品至9200计数/秒,且然后应启动评价。在测试2分钟后,Accusizer会展示出结果,包括中值体积加权粒度。
用于测定壳的表面包衣百分比的试验方法
本领域技术人员会认识到可以构建各种方案以便从终产品中提取和分离微胶囊,并且会认识到这样的方法需要通过比较在微胶囊添加到终产品和从终产品中提取前后测定而得到的测量值来验证。然后用DI水配制分离的微胶囊,以形成用于表征的淤浆。
TA Instruments,TGA Q5000或等效仪器用于进行热重量分析。将全部样品(即胶囊淤浆)置于密封的铝模头盘中。在氮气气氛中、以25ml/min的流速、使用表1中所述的阶梯热曲线加热样品。
表1 TGA分析斜线分布
阶梯 | 等温线/跃升线 | 速率(℃/min.) | 最终温度(℃) | 时间(分钟) |
1 | 等温线 | 25-45 | 30 | |
2 | 跃升线 | 5 | 65 | 4-8 |
3 | 等温线 | 65 | 30 | |
4 | 跃升线 | 10 | 85 | 2 |
5 | 等温线 | 85 | 30 | |
6 | 斜线 | 10 | 120 | 3.5 |
7 | 等温线 | 120 | 30 | |
8 | 跃升线 | 10 | 200 | 8 |
9 | 等温线 | 200 | 30 | |
10 | 跃升线 | 10 | 250 | 5 |
11 | 等温线 | 250 | 15 | |
12 | 跃升线 | 10 | 350 | 5 |
13 | 等温线 | 350 | 15 | |
14 | 跃升线 | 10 | 450 | 5 |
15 | 等温线 | 450 | 15 | |
总计分析时间 | 230 |
注意,在如下TGA示意图中,将质量损耗百分比绘制在左侧上,对着X轴上的时间的主Y轴。将温度绘制在右侧上,次Y轴。
图1 TGA分析[BLKCONT-交联聚合物(无香料)、CP1341-香料胶囊淤浆、6040-香味油、BLKH2O-交联聚合物(无香料)水溶液、RO水对照品]
注意,截至到仪器达到65℃时存在1%以下的质量损耗。此后,质量损耗被视为挥发性香料混合物或交联聚(丙烯酸)酯,因为未使用水配制对照品。对于65°-200℃之间的三个阶梯过渡观察到明显的质量损耗,随后对于200°-350℃之间的三个阶梯过渡观察到相对恒定的质量。明显的质量损耗未出现,直到350°-450℃阶梯过渡为止,我们将其解释为实际交联聚合物的分解和挥发。
计算
1.排除作为香料/IPM/聚合物基质内吸收的或吸附的水的低于65℃的质量损耗
2.解释作为香料/IPM/混合物(A)的65-350℃热范围内挥发性质量损耗
3.解释作为交联聚(丙烯酸)酯(B)分解的350-450℃热范围内挥发性质量损耗
4.加和A、B和C并且对100%质量损耗校准
5.加和A和C,除以100,以计算香料/IPM分数
6.在对100%质量损耗校准后用B除以100以计算交联聚(丙烯酸)酯分数。
表2.
例如,这种特定的香料微胶囊淤浆具有7.6%的微胶囊壳包衣百分比。
用于测定壳的总质量百分比的试验方法(对于包衣或未包衣的微胶囊)
根据提出的上述热重量分析方法,可以通过用微胶囊壳包衣百分 比乘以微胶囊总质量得到壳的总质量。例如,在具有7.6%的壳包衣衣 料的1克微胶囊中,存在0.076克壳材料。
用于测定囊心与壳质量比的试验方法
根据提出的上述热重量分析方法,可根据挥发性物质百分比 (65-350C)和挥发性物质百分比350C-450C确定囊心与壳质量比。在表 2中提出的实例中,囊心与壳的质量比为92.4:7.6。
用于测定壳厚度的试验方法
本领域技术人员认为可以构建各种方案以便从终产品中提取和分 离微胶囊,并且认为这样的方法需要通过比较在微胶囊添加到终产品 和从终产品中提取前后测定的得到的测量值来验证。然后用DI水配制 分离的微胶囊以形成用于表征的淤浆。
Cryo-SEM用于表征微胶囊的形态并且测定颗粒的平均壁厚度。将 每个样本冷冻投入液体乙烷,然后转入Gatan Alto冷冻-准备室,同 时维持温度低于-170℃。在-130℃平衡样品,然后切片,然后即刻 用,Au/Pd包衣约70s。用Hitachi 4700或等效仪器在3KV和20μA 峰值电流在-140℃进行成像。将壳厚度作为范围报道。
可分散性试验方法
1.对于包含测试微胶囊的每种淤浆,通过确保PVC柄清洁、平滑 和无粉尘准备一个带有PVC柄的VWR药刀(产品#82027-502)。
2.将药刀的PVC柄完全浸入熔化的组合物,直到该组合物完全覆 盖PVC柄为止(不是刀片端)。
3.保持PVC柄浸入组合物10秒期限。
4.取出PVC柄并在组合物上方保持10秒,从而使得任何残留的 组合物滴完。
5.将药刀置于纸巾或其它底物上用于干燥。允许1分钟干燥。
6.一旦干燥,则检查PVC柄以确保微胶囊基本上分散于组合物 中。该步骤通过证实在PVC柄上的组合物是平滑和均匀的目视进行,其中不存在任何裂缝、斑点、不均匀性、粗糙度、突出部、否则就是缺乏均匀性。存在聚集物表示微胶囊未充分分散于组合物中。
7.对于所有组合物重复。
玻璃转化温度测定方法
本领域技术人员会认识到可以构建各种方案以便从终产品中提取和分离微胶囊,并且会认识到这样的方法需要通过比较在微胶囊添加到终产品和从终产品中提取前后测定而得到的测量值来验证。然后用DI水配制分离的微胶囊,以形成用于表征的淤浆。
使用示差扫描量热法(DSC)测定玻璃转化温度:如下的ASTM E1356,"通过示差扫描量热法指定玻璃转化温度的标准试验方法”("Standard Test Method for Assignmentof the Glass Transition Temperature by Differential Scanning Calorimetry")。
正常操作温度范围在-120-500℃。可以根据所用仪器的不同扩展温度范围。将以SI单位描述的值视为标准值。在该标准中不包括其它测量单位。下列术语适用于本试验方法且可以在Terminology E473和Terminology E1142中找到:示差扫描量热法(DSC);差示热分析法(DTA);玻璃化转变;玻璃转化温度(Tg);和比热容量。对于该标准的具体术语定义:存在与玻璃化转变区间相关的常用转变点:
推断的最终温度(Te),℃—在具有转变后外推基线的过渡曲线上的最大斜率点处拉出的切线的交点。
推断的起始温度(Tf),℃—在具有转变前外推基线的过渡曲线上的最大斜率点处拉出的切线的交点。
拐点温度(Ti),℃—相当于母体热曲线的第一个衍生曲线(相对于时间)的峰的热曲线上的点。该点相当于母体热曲线的拐点。
中点温度(Tm),℃—热曲线上相当于推断的起始值与推断的最终值之间的1/2热流量差的点。
讨论—中点温度最常用作玻璃转化温度。有时鉴定并且定义了两个额外的转变点:
第一个偏差温度(To),℃—来自转变前外推基线的第一个可检测到的偏差点。
恢复至基线的温度(Tr),℃—来自超过转变的外推基线的最终偏差点。
加热速率和冷却速率的改变可以影响结果。杂质的存在会影响转变,特别是如果杂质倾向于增塑或形成固溶体或在转变后相中易溶混更是如此。如果粒度对检测的转变温度具有影响,则所比较的样本应具有相同的粒度。
在一些情况中,样本可以在温度程序期间与空气发生反应,导致所测定的转变不正确。每当这种影响可能存在时,试验应在真空或惰性气体气氛中进行。由于一些材料在接近玻璃转变区间降解,则必须谨慎区分降解与玻璃化转变。
由于使用毫克量的样品,所以必需确保样本均匀且有代表性,从而使用适合的采样技术。
差示扫描量热计,提供用于该方法的最小差示扫描量热容量所需的必需设备包括试验仓,其由提供均匀控制加热(冷却)样本和参比物至恒温或在-120-500℃温度范围内以恒定速率的熔炉、提供表示样本温度至60.1℃的温度传感器、以6μW灵敏度检测样本与参比物之间热流量差的示差传感器、维持在4mL/min内10至100mL/min吹扫气体的试验室环境的装置、能够通过以至多20℃/min恒定值至60.5℃/min的温度范围的速率操作所选择的温度极限值之间的熔炉执行特定温度程序的温度控制器组成。
仪器
差示扫描量热计,提供用于该方法的最小差示扫描量热容量所需的必需设备包括试验仓,其由提供均匀控制加热(冷却)样本和参比物至恒温或在-120至500℃温度范围内以恒定速率的熔炉、提供表示样本温度至60.1℃的温度传感器、以6μW灵敏度检测样本与参比物之间热流量差的示差传感器、维持在4mL/min内10至100mL/min吹扫气体的试验室环境的装置、能够通过以至多20℃/min恒定值至60.5℃/min的温度范围的速率操作所选择的温度极限值之间的熔炉执行特定温度程序的温度控制器组成。
数据采集装置,用于提供获取、储存和展示所测定的或计算的信号或它们两者的装置。用于DSC所需的最小输出信号室热流量、温度和时间。
对于样本和参比材料为惰性且具有适合结构形状和完整性以包含所述样本和参比物的容器(盘、坩埚、小瓶等)。
为易于解释,可以使用具有近似等于样本的热容量的惰性参比材料。这种惰性参比材料通常是空样本胶囊或试管。
氮气或其它惰性吹扫气体供应,具有等于或大于99.9%的纯度。
分析天平,具有大于100mg的容量,能够称重至最接近0.01mg。
样本制备
粉末或颗粒—如果不进行如10.2中所概括的预热循环,则避免研磨。研磨或用于粉碎的类似技术通常因摩擦或定向或它们两者而引入了热效应,且由此改变了样本的受热经历。
模制部分或颗粒—用切片机、保险刀片、打孔器或钻孔器(尺寸号2或3)切割样品至厚度或直径适合的大小以及在随后程序中接近期望质量的长度。
对于较薄的薄膜,切条以转入样本试管或模头盘,条件是使用圆形样本盘—对于厚度大于40μm的薄膜,参见"模制部分或颗粒"。
校准
使用与用于分析样本相同的加热速率、吹扫气体和流速,按照Practice E967中给出的方法校准仪器的温度轴。
方法
10.1使用适合于所测试材料的样本质量。在大部分情况中,5-20mg质量是令人满意的。可以使用具有接近匹配样本的热容量的参比材料用量。空样本也是足够的。
10.2如果适合,则使用10℃/min-高于Te至少20℃的温度的加热速率进行并且记录流动氮气或空气环境初始热程序,以除去任意 预先的受热经历(参见图1)。
注意1—可以使用其它、优选惰性气体且可以使用另外的加热和冷却速率,但必须报告。
10.3保持温度至达到仪器响应所示的平衡。
10.4以20℃/min的速率的程序冷却至低于所关注的转变温度50℃。
10.5保持温度至达到仪器响应所示的平衡。
10.6重复与10.2中相同速率的加热并且记录加热曲线,直到所有期望的转变均完成为止。可以使用其它加热速率,但必须报告。
10.7测定温度Tm(优选)、Tf或Ti;其中:
Tig=拐点温度,℃
Tf=外推始点温度,℃,和
Tm=中点温度,℃。
增加加热速率产生了更大的基线位移,由此改善了可检测性。在DSC情况中,信号与热容量测量中的加热速率恰好成正比。
10.8再检查样品质量以确保在测量过程中不出现损耗或分解。
断裂强度试验方法
本领域技术人员会认识到可以构建各种方案以便从终产品中提取和分离微胶囊,并且会认识到这样的方法需要通过比较在微胶囊添加到终产品和从终产品中提取前后测定而得到的测量值来验证。然后用DI水配制分离的微胶囊,以形成用于表征的淤浆。
为了计算属于请求保护范围的断裂强度的微胶囊的百分比,进行三次不同的测量并且使用两种得到的示意图。三次单独的测量值即:i)微胶囊的体积加权粒度分布(PSD);ii)3个特定大小范围各自内的至少10个微胶囊的直径;和;iii)那些相同的30或30以上个微胶囊的破裂-力。所生成的两个示意图即:在上述i)采集的体积加权粒度分布数据图;和来源于在上述ii)和iii)采集的数据的微胶囊直径与断裂强度之间的相关性的模型化分布图。所述模型化相关性示意图能够使得请求保护的强度范围内的微胶囊被鉴定为体积加权PSD曲 线下特定区域且然后被计算为曲线下总面积百分比。
a)通过单粒光学传感(SPOS)、也称作光学粒子计数(OPC)、使用AccuSizer 780 AD仪器或等效仪器和附带软件CW788 1.82版本(Particle Sizing Systems,Santa Barbara,California,U.S.A.)测定微胶囊的体积加权粒度分布(PSD)。使用如下条件和选择配置仪器:流速=1ml/秒;较低大小阈值=0.50μm;传感器型号LE400-05SE;自动稀释=开启;采集时间=120秒;数字通道=512;容器流体容积=50ml;最大重合性=9200。通过用水冲洗使传感器进入冷态启动测量,直到背景计数小于100为止。如果必要,通过自动稀释用DI水调整胶囊淤浆及其颗粒密度,得到至少9200/ml的颗粒计数。在120秒时间期限期间,分析混悬液。将得到的体积加权PSD数据绘图并且记录,且测定平均值、第5个百分位数和第90个百分位数。
b)通过计算机控制的显微操作仪器系统测定各微胶囊的直径和破裂-力值(也称作爆裂-力值),所述计算机控制的显微操作仪器系统具有能够使微胶囊成像的透镜和照相机并且具有连接力传感器的精细平端的探头(例如Model 403A,购自Aurora ScientificInc,Canada或等效部件),如下列文献中所述:Zhang,Z.等人(1999)"Mechanical strengthof single microcapsules determined by a novel micromanipulation technique."J.Microencapsulation,第16卷,第1期,117-124页;和:Sun,G.和Zhang,Z.(2001)"Mechanical Properties of Melamine-Formaldehyde microcapsules."J.Microencapsulation,第18卷,第5期,593-602页;并且可在University of Birmingham,Edgbaston,Birmingham,UK得到。
c)将1滴微胶囊混悬液置于玻璃显微镜载玻片上并且在环境条件下干燥几分钟,以除去水并且在干燥的载玻片上得到单独颗粒的稀疏单层。调整载玻片上达到适合的颗粒密度所需的混悬液中的微胶囊浓度。可能需要一个以上载玻片制品。
d)然后将载玻片置于显微操作仪器的样品保持台上。选择载玻片 上30或以上个微胶囊用于测量,使得在3个预定大小带的每一个中存在至少10个选择的微胶囊。每个大小的带是指来源于Accusizer-生成的体积加权PSD的微胶囊直径。颗粒的3个大小带为:平均直径+/-2μm;第5个百分位数直径+/-2μm;和第90个百分位数直径+/-2μm。从筛选方法中排除显示干瘪、渗漏或受损的微胶囊且不进行测量。
e)对于30或30个以上选择的微胶囊的每一个,根据用显微操作器的图像测定微胶囊直径并且记录。然后以2μm/秒的速度将同一微胶囊压制在两个平面之间,即平头力探头与玻璃显微镜载玻片,直到微胶囊破裂为止。在压制步骤过程中,连续测定探头力并且用显微操作仪器的数据采集系统记录。
f)使用测量的直径计算每个微胶囊的横断面积并且推定球形颗粒(πr2,其中r是压制前颗粒的半径)。通过综述记录力探头测量值测定每一样品的破裂力。测量探头测定作为压制距离的函数的力。在一次压制时,微胶囊破裂且测量的力突然停止。这一测量力的最大值是破裂力。
g)通过用破裂力(以牛顿计)除以计算的相应微胶囊的横断面积计算30或30以上个微胶囊各自的断裂强度。
h)在微胶囊直径与断裂强度关系的示意图上,将乘方回归趋势线对30或30个以上原始数据点拟合,以生成微胶囊直径与断裂强度之间相关性的模型化分布。
i)通过下列步骤确定具有比强度内断裂强度值的微胶囊百分比:显示模型化相关性示意图,以确定曲线与相关断裂强度极限值相交的位置,然后读出相当于那些强度极限值的微胶囊大小极限值。这些微胶囊大小极限值随后位于体积加权PSD示意图中且由此鉴定PSD曲线下的面积,其相当于属于特定强度范围内的微胶囊部分。
然后将鉴定的PSD曲线下的面积计算为PSD曲线下的总面积百分比。这一百分比表示属于特定断裂强度范围内的微胶囊百分比。
分析微胶囊的%总香料载量的提取方法
本领域技术人员会认识到可以构建各种方案以便从终产品中提取 和分离微胶囊,并且会认识到这样的方法需要通过比较在微胶囊添加到终产品和从终产品中提取前后测定而得到的测量值来验证。然后用DI水配制分离的微胶囊,以形成用于表征的淤浆。
称重和记录30mg PMC重量(即香料微胶囊)淤浆。加入20mL内标溶液(25mg/L十二烷的无水醇溶液)并且在60℃加热30分钟。冷却至室温。通过0.45um PTFE注射器式滤器过滤。通过GC/FID分析。
所用的仪器:
Agilent 6890NGC/FID
·Agilent 7683B注射器
·天平:
·柱:J&W DB-5(20m x 0.1mm x 0.lum)
仪器条件:
GC条件
·烘箱:50℃,0分钟;16℃/分钟跃升至275℃,保持3分钟
·入口分流模式:温度:250℃;分流比80:1;流速:0.4mL/分钟;注射体积:1μL
FID条件
·325℃;氢气:40mL/分钟;补充25mL/分钟;空气:400mL/分钟
数据分析:
%包囊=(((STD香料浓度/面积(perf std))X(ISTD面积(perf std)/ISTD面积(样品))X AREA(样品))/样品浓度)X 100%
己烷提取试验方法
将0.10g PMC粉末预称入50mL小瓶
将10mL己烷加入到小瓶中
将样品涡旋20秒
使用自动化手持摇瓶将样品振摇10分钟
使样品在室温下静置10分钟,以允许相分离。
通过0.45微米PTFE滤膜过滤己烷层
将过滤的材料注入GC/MS以分析提取的成分
将样品的GC/MS痕量与对照品比较。使用净香料(未包囊的)、用基于使用上述方法得到的胶囊的总香料载量%的己烷制备对照品。所提取的样品与对照品中总香料用量之比能够计算粉末样品中的游离油(未包囊的油)。
工艺收率试验方法
测定香料微胶囊淤浆的%固体浓度(使用本文所述的微波法)。记录喷雾干燥的香料微胶囊淤浆的质量。记录采集的香料微胶囊喷雾干燥粉末的质量,其中入口气温为205摄氏度且出口气温为105摄氏度。用采集的喷雾干燥粉末质量除以干燥的香料微胶囊淤浆质量乘以淤浆的wt%固体浓度。这就是工艺收率。
总体流量能试验方法
使用FT4粉末流变仪(购自Freeman Technology Inc.,Medford,New Jersey,USA),以测定粉末的流动性。准备容纳喷雾干燥的粉末的组件(每一FT4说明书)。测量该组件的自重。加入粉末。接收/记录质量。封闭盖。开始分流。将螺丝插入样品以调控样品。在调控完成后,打开粉末流变仪的盖子,且然后进行分流(该步骤除去高于容器的过量粉末),并且该仪器目前准备分析粉末的总体流量特性。让其自身独立地测试运行(以100毫米/秒的桨尖速度进行8次试验-螺丝会进入和脱离样品)。补偿样品并且用刷子清洁仪器。
微波方法
1)测定香料微胶囊淤浆(即胶囊淤浆)的%固体浓度。
a.供应商和材料
i.CEM Oven-CEM Smart System 5(购自CEM Corporation,Matthews,NorthCarolina,USA)
ii.样品垫-CEM正方形垫,产品#200150
iii.移液管
1.1剧烈振摇胶囊淤浆至均匀(应将胶囊批量充分混合且不分离)。
1.2按下主菜单按钮。
1.3按下3-加载方法。
1.4按下适用方法的编号。
1.4.1(实例:PHOENIX50)。
1.5按下箭头按钮以选择固体或湿度。
1.6按下预备。
1.7打开烘箱盖并且通过按下TARE键清除2片正方形样品垫的自重(参见图2)。
1.8取出上部的正方形垫。
1.9使用吸管将置于曲折管线的淤浆置于保留垫上,足以等于约1.5克(参见图3)。使用吸管侧面将其铺展通过垫。
1.10替换上部正方形样品垫。
1.11封闭盖子。
1.12按下启动。
1.13当完成时,升起罩并且取出样品。记录样品容器上的结果。
1.14封闭盖子。
1.15清理任何泄漏。
1.16处理可以在任何地点进行5-15分钟。当完成和产生输出情报指示纸带时,烘箱会发出嘟嘟声。输出情报指示纸带会列出:时间/日期、所用方法、样品#(恰好是给出的数字编号)、干燥时间、最高温度、起始重量和%固体/湿度。
具体实施方案
香料组合物、称作香水A用于制备本发明的实施例。下表列出了成分及其特性。
表1.
材料名称 | ClogP | 熔点℃ |
βγ己烯醇 | 1.3 | 155 |
苯乙醇 | 1.32 | 219 |
新洋茉莉醛(Helional) | 1.77 | 329 |
Triplal Extra | 1.78 | 199 |
醋酸戊酯(异构体掺合物) | 1.87 | 135 |
甜瓜醛(Melonal) | 2.09 | 182 |
绿花芬(Liffarome) | 2.14 | 167 |
乙酸异丁香酚至(Iso Eugenol Acetate) | 2.17 | 303 |
顺式3己烯基乙酸酯 | 2.18 | 167 |
茉莉内酯(Jasmolactone) | 2.36 | 219 |
2’6-壬二烯-1-醇 | 2.43 | 213 |
铃兰吡喃(Florosa) | 2.46 | 238 |
壬内酯 | 2.66 | 193 |
顺式茉莉酮 | 2.81 | 254 |
乙基沉香醇 | 2.92 | 223 |
松乙醛(Pino Acetaldehyde) | 2.98 | 261 |
甲基二氢茉莉酮酸酯(Methyl Dihydro Jasmonate) | 3.01 | 323 |
甲基癸烯醇(Undecavertol) | 3.06 | 242 |
溴哌利多(Azurone)10/tec 0015573 | 3.06 | 395 |
二氢月桂烯醇 | 3.08 | 195 |
Cyclemax | 3.23 | 281 |
Hivernal | 3.29 | 351 |
Pomarose | 3.51 | 214 |
十一烷酸内酯 | 3.75 | 228 |
总大马酮(Damascenone Total)937459 | 3.89 | 267 |
杜鹃花(Acalea)(01-1963) | 3.9 | 344 |
顺式-3-己烯基水杨酸酯 | 4 | 316 |
β紫罗兰酮 | 4.02 | 267 |
聚檀香醇(Polysantol) | 4.21 | 256 |
龙涎呋喃(Ambroxan) | 4.58 | 285 |
5-环十六烯-1-酮 | 5.04 | 331 |
龙涎酮(Iso E Super)或Wood | 5.05 | 325 |
左旋麝香酮 | 5.48 | 321 |
海佛麝香(Helvetolide)947650 | 5.56 | 309 |
实施例1.非离子微胶囊
将由75g香味油香水A、75g肉豆蔻酸异丙酯、0.6g DuPont Vazo-52和0.4g DuPontVazo-67组成的油溶液加入到35℃温度控制的钢加套反应器中,同时以1000rpm混合(4头,2"直径,扁平研磨刀片)并且以100cc/min施加的氮气管。将该油溶液在45分钟内加热至75℃,保持在75℃45分钟,并且在75分钟内冷却至60℃。
在第一种油溶液达到60℃时,加入由37.5g香味油、0.25g甲基丙烯酸三芳基丁基氨基乙酯、0.2g丙烯酸2-羧基乙酯和10g Sartomer CN975(六官能氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯寡聚体)组成的第二种油溶液。将合并的油保持在60℃再经过10分钟。
停止混合并且使用漏斗向油溶液底部加入由56g 5%活性聚乙烯醇Celvol 540水溶液、244g水、1.1g 20%NaOH和1.2g DuPont Vazo-68WSP组成的水溶液。
以2500rpm再次开始混合60分钟,以便将油相乳化入水溶液。在研磨完成后,用3"推进器以350rpm持续混合。将该批量保持在60℃45分钟,使温度在30分钟内增加至75℃,保持在75℃4小时,在30分钟内加热至90℃并且保持在90℃8小时。然后使该批量冷却至室温,形成微胶囊淤浆。最终的微胶囊具有11微米的中值粒度、1.3的宽度指数和-0.5毫伏的ζ电位以及19.5wt%的总香A浓度和57wt%的含水量。
实施例2.香料微胶囊的常规喷雾干燥
将实施例1的香料微胶囊淤浆以7.7g/min的速率泵送入顺流喷雾干燥器(Buchi,10英寸直径)并且使用2号流体喷嘴(40100 SS喷嘴,1250气帽)雾化。干燥器操作条件为:600升/分钟气流、185摄氏度的入口气温、85摄氏度的出口气温、以-30毫巴压力操作的干燥器、100psi的雾化气压。在旋风分离器底部和干燥器下(超尺寸)收集干燥的粉末。收集的颗粒具有约11微米粒径。收集约17.5克粉末,得到20%收率。大量产品覆盖了室壁。单独运行1小时以上,导致粉末收率明显降低,因为粉末形成了通过室的桥,从而限制了气流并且减少了用于干燥雾化颗粒可利用的体积。差示扫描量热计用于测定喷雾干燥的粉末的玻璃转化温度。发现玻璃化转变在约82摄氏度发生,其中最终玻璃转化温度约为108摄氏度。用于喷雾干燥方法的设备可以得自如下供应商:IKA Werke GmbH&Co.KG,Janke和Kunkel-Str.10,D79219Staufen,Germany;Niro A/S Gladsaxevej 305,P.O.Box45,2860Soeborg,Denmark和Watson-Marlow Bredel Pumps Limited,Falmouth,Cornwall,TRl1 4RU,England。
实施例3.喷雾干燥具有颗粒的香料微胶囊
向实施例1的香料微胶囊中加入不同的加工助剂以便改善产品收率。为了澄明度,胶囊淤浆中的1.5%胶体二氧化硅是指将足够的胶体二氧化硅转入胶囊淤浆,以便在添加到胶囊淤浆后胶体二氧化硅占胶囊淤浆重量的1.5%。表3A提供了有关所用加工助剂、其在香料微胶囊淤浆中的组成和产品收率的详细内容。
表3A
注意,添加胶体二氧化硅作为加工助剂显著地改善了产品收率。将香料微胶囊淤浆和加工助剂的混合物泵送入顺流喷雾干燥器(Buchi,10英寸直径)并且使用2号流体喷嘴(40100SS喷嘴,1250气帽)雾化。将干燥器操作条件详细列举在表3A中。在旋风分离器底部和干燥器底部(超尺寸)收集干燥的粉末。收集的颗粒具有约11微米的近似粒径。用于喷雾干燥方法的设备可以得自如下供应商:IKA Werke GmbH&Co.KG,Janke和Kunkel-Str.10,D79219Staufen,Germany;Niro A/S Gladsaxevej 305,P.O.Box 45,2860Soeborg,Denmark和Watson-Marlow Bredel Pumps Limited,Falmouth,Cornwall,TR114RU,England。
喷雾干燥的微胶囊的一些的显微照片如图8-10中所示,其显示了胶体二氧化硅颗粒包衣香料微胶囊,但这些颗粒不会给微胶囊提供密封的包衣层。作为结果,我们未改变微胶囊的机械特性。
图8是显示喷雾干燥的未包衣的微胶囊817A的显微照片。
图9是显示喷雾干燥的微胶囊817B的显微照片,所述喷雾干燥的微胶囊817B被来自如上所述的淤浆中的1.5%Ludox HS-30加工助剂的颗粒849部分包衣。
图10是显示喷雾干燥的微胶囊817C的显微照片,所述喷雾干燥 的微胶囊817C被来自如上所述的淤浆中的3%Ludox HS-30加工助剂的颗粒849部分包衣。
实施例4.喷雾干燥的微胶囊
在45摄氏度的温度下向通过实施例1方法制备的94.85千克非离子香料微胶囊中加入0.15千克黄原胶粉末(Novaxan Dispersible Xanthan Gum Product 174965),同时混合。混合25分钟后,向淤浆中加入4.5千克的32wt%氯化镁溶液(10分钟期限内),然后将该淤浆再混合30分钟。将适合的防腐剂系统加入到所述淤浆中,以控制微小的易感性。接下来加入1千克柠檬酸(无水粉末),并且混合30分钟,以确保淤浆水相中的完全溶解。然后使用7ft直径的顺流Niro干燥器、应用旋转离心轮式雾化器雾化该混合物。将具体干燥条件集中在表4A中。
表4A
描述 | 实施例4W | 实施例4X | 实施例4Y |
入口气温℃ | 195 | 218 | 232 |
出口气温℃ | 85 | 107 | 116 |
进料固体% | 35% | 35% | 35% |
%收率 | 低于20% | 75% | 82% |
湿度% | 6.1% | 5.1% | 4.7% |
总体流量能(mJ) | 未测定 | 383 | 448 |
堆密度(g/L) | 未测定 | 380 | 408 |
游离的油%(未包囊的油) | 13% | 11% | 10% |
注意,当工作流体的出口气温接近或低于微胶囊的玻璃转化温度时(实施例4W),得到极低的加工收率,且回收的微胶囊具有高水平的未包囊油。当工作流体的操作温度在或高于玻璃转化温度时(实施例4X、4Y),加工收率显著提高且未包囊的油也较少。
实施例5.止汗剂/除臭剂形式的微胶囊
表5A
1-DC 246流体来自Dow Corning
2-来自Dow Corning
3-来自Shinetsu
4-标准水合氯化铝溶液
5-用钙稳定的IACH溶液
6-用钙稳定的IZAG溶液
7-来自New Phase Technologies
9-当制备本组合物时乳剂破裂
通过如下一般方法可以制备上述实施例I-V,本领域技术人员能 够改变该方法以并入可利用的设备。在单独的适合的容器中混合部分I和部分II的成分。然后在搅拌下将部分II缓慢地加入导部分I中以确保制成硅氧烷包水型乳剂。然后用适合的研磨机例如来自Greeco Corp的Greeco 1L03研磨该乳剂,以生成均匀乳剂。混合部分III并且加热至88℃,直到所有固体完全熔化为止。然后再将该乳剂加热至88℃,随后加入到部分3的成分中。然后将最终的混合物倾入适合的容器,并且使其固化并且冷却至环境温度。
表5B
QS-表示该材料用于添加至100%。
可以如下制备实施例VI-IX:将除香料、沉香醇和二氢月桂烯醇以外的所有成分在适合的容器中合并,并且加热至约85℃,以形成均匀液体。然后将该溶液冷却至约62℃,且然后加入香料、沉香醇和二氢月桂烯醇。然后将该混合物倾入适合的容器并且使其静置,同时冷却至环境温度。
可以如下制备实施例X:将除抛射剂以外的所有成分在适合的容 器中合并。然后用适合的气雾剂递送阀密封容器。接下来通过给阀门施加真空除去容器中的空气,且然后将抛射剂通过阀门加入到容器中。最终使适合的传动装置与阀门连接,以分配产品。
表5C
QS-表示该材料用于添加至100%
实施例6.干洗洗涤剂组合物
将包含上述举出的实施例的纯化的香料微胶囊的产品制品的非限制性实例概括在下表中。
表6
*作为粉末或聚集物加入的微胶囊。囊心/壁之比可以在80/20至98/2且平均粒径可以在5μm至50μm。实施例2、3和4中提供了微胶囊的适合的组合。
实施例7.单位剂型形式的香料微胶囊
如下是执行单位剂量的实施例,其中将液体组合物包封在PVA薄膜内。用于本实施例的优选的薄膜是76μm厚度的Monosol M8630。优选向干燥微胶囊掺入干粉末;然而,由于这些制剂典型地是低水性的(归因于聚乙烯醇对水的敏感性),所以可以将微胶囊掺入包含液体或粉末的隔室。
表7
1带有20个乙氧基化物基团/-NH的聚乙烯亚胺(MW=600)。
2RA=储备的碱度(g NaOH/剂量)
*作为25-35%活性成分淤浆(水溶液,实施例1)或作为喷雾干燥的粉末(实施例2和3)加入的微胶囊。囊心/壁之比可以在80/20至98/2范围且平均粒径可以在5μm至50μm范围。实施例1-3中提供了微胶囊的适合的组合。
**在聚乙烯醇单位颗粒/小囊中的低含水量液体洗涤剂
实施例8.粉末向厚底物中的添加
制备如下表8中所述的所示重量百分比的下列表面活性剂/聚合物液体加工组合物。
表8A
1Sigma-Aldrich Catalog No.363081,MW 85,000-124,000,87-89%水解
2McIntyre Group Ltd,University Park,IL,Mackam HPL-28ULS
3UCARETM Polymer LR-400,购自Amerchol Corporat ion(Plaquemine,Louisiana)
使用常规的高架搅拌器(RW20DZM搅拌器,购自Works,Inc.,Wilmington,DE)和加热板(Corning Incorporated Life Sciences,Lowell,MA)制备上述目标重量300克的组合物。在以100-150rpm搅拌下向适当大小和洁净的容器中加入蒸馏水和甘油。如果存在,则在恒定搅拌下加入阳离子聚合物至均匀。将聚乙烯醇称重入适合的容器并且使用药刀缓慢地以少量递增的方式加入到主混合物中,同时维持搅拌,同时避免形成可见的团块。调整混合速度以便将泡沫的形成减少到最低限度。将该混合物缓慢地加热至80℃,此后,加入表面活性剂。然后将该混合物加热至85℃,同时持续搅拌,然后冷却至室温。再加入蒸馏水以补偿蒸发损耗的水(基于容器原始自重)。pH为5.2-6.6,并且如果必要,用柠檬酸或稀释氢氧化钠调整。测定得到的加工混合物粘度。
由上述将如下表8中所述的液体加工混合物制备成多孔可溶性固体底物(本文也称作实施例中的"底物")。
表8B
曝气时间 | 62 |
湿密度(g/cm3) | 0.26 |
炉温(℃) | 130 |
干燥时间(min) | 38 |
平均干燥底物重量(g) | 1.10 |
平均干燥底物厚度(cm) | 0.62 |
平均底物皱缩度(%) | 4.6% |
平均干燥底物密度(g/cm3) | 0.11 |
平均基重(g/m2) | 650 |
将300克加工混合物储存在70℃在对流加热炉中2小时以上以便预热加工混合物。然后将该混合物转入预先加热的5夸脱 Mixer Model K5SS(购自HobartCorporation,Troy,OH)的不锈钢钵中(通过放入70℃烘箱内15分钟以上),其安装有平杵附件和包含在70-75℃的自来水的水浴附件。将该混合物以10的最大速度设定值剧烈充气至达到约0.26克/cm3的密度(以表中记录的时间)。通过称重用已知体积填充的杯子并且用药刀均匀刮去杯子顶部物质测定密度。然后用药刀将得到的充气的混合物铺展入160mm x160mm正方形铝塑模,其具有6.5mm深度与过量的湿泡沫,可以用大金属刮刀的直边缘保持45°角和缓慢地均匀刮过塑模表面除去这些泡沫。然后将铝塑模放入130℃对流加热炉约35-45分钟。使用借助于薄刮刀和镊子从塑模中取出的基本上干燥的多孔可溶性固体底物使塑模冷却至室温。
使用切割模头和Samco SB20切割机将得到的160mm x 160mm正方形底物各自切成9个43mm x 43mm正方形(使用圆形边缘)(每个正方形代表约16.9cm2的表面积)。然后将得到的较小底物在保持在70°F恒定环境室温和50%相对湿度下在对室内气体保持开放的大拉链-锁袋内平衡过夜(14小时)。
在通风橱中,将底物固定在不锈钢架上,该不锈钢架以约60度角支撑并且具有保持底物不向下滑动的V字形刻痕和板中的孔,使得该底物易于通过从架子上拖拉而从固定支架上取下。重要的是底物的上表面(暴露于干燥箱内的空气的侧面和在干燥过程中直接接触铝塑模的相对侧面)面对远离的支架。给带有泵式喷雾器的小玻璃瓶填充主要的香料油,且然后喷在距离2-3英寸的底物表面上。然后从架子上取下底物并且放回到带有面向上的上侧的天平上的称重皿上。记录施加的香料重量,且在此情况中,未达到目标重量,再喷入一定量或用Kim擦子从底物中吸附过量的香料。重复这种反复的过程,直到达到目标重量为止。将施加的香料la的用量记录在下表中。将保持在小称重皿上的得到的底物储存在拉链-锁袋中并且与空气隔离。用第二种底物重复上述过程。
随后从拉链-锁袋中取出其称重皿内的第一种底物并且再次清除 其自重至在4位置称量天平上为零重。然后将实施例2和3的香料微胶囊施用于每个底物表面上。通过以左右摇摆的方式适度地振摇在托架(或其它适合的容器)中的底物10次给底物涂敷香料微胶囊粉末,所述托架包含过量的香料包合物(对另一侧重复该过程)。然后收集得到的粉末涂敷的底物(用带手套的手)并且适度地振摇,且轻拍几次以除去任何过量的不足以粘附底物的粉末。将得到的二次涂敷香料的微胶囊的重量记录在下表中。然后使其称重皿中的多孔底物返回到拉链锁袋中并且与空气隔离。对第二种底物重复这种粉末涂敷过程。
得到的最终重量如下表中所示:
表8C
实施例9.干燥香波粉末组合物
可以将实施例2和3的香料微胶囊与配制干燥香波产品的其它粉末混合。这样的粉末可以具有如下组成:
表9A
材料 | A | B | C | D | E | F |
木薯淀粉 | 55.2% | 64.0% | 76.4% | 38.7% | 54.8% | 53.7% |
滑石粉 | 27.6% | 32.0% | 12.7% | 38.7% | 27.4% | 26.8% |
膨润土粉末 | 6.9% | 0.0% | 6.4% | 12.9% | 6.8% | 6.7% |
Aerosil 200 | 2.8% | 3.2% | 2.5% | 2.6% | 2.7% | 2.7% |
硬脂酸镁 | 6.9% | 0.0% | 1.3% | 6.5% | 6.8% | 6.7% |
香味微胶囊 | 0.7% | 0.8% | 0.6% | 0.6% | 1.4% | 3.4% |
木薯淀粉购自Akzo Nobel,滑石粉和膨润土粉末可以购自Kobo Products,Aerosil 200可以得自Evonik Degussa公司,硬脂酸镁可以得自Sigma Aldrich。
实施例10.非织物
可以在制造非织物过程中掺入香料微胶囊。
实施例11.为了喷雾干燥的微胶囊的高收率,用颗粒喷雾干燥香料微胶囊
向1000克实施例1的香料微胶囊淤浆(43%固体)中加入约43克的30wt%的LudoxHS-30胶体二氧化硅混悬液。然后以7.7g/min的速率将该淤浆泵送入顺流喷雾干燥器(Buchi,10英寸直径)并且使用2号流体喷嘴(40100SS喷嘴,1250气帽)雾化。干燥器操作条件为:600升/分钟气流、200摄氏度的入口气温、102摄氏度的出口气温、以-30毫巴压力操作的干燥器、100psi的雾化气压。在旋风分离器底部和干燥器下(超尺寸)收集干燥的粉末。收集的颗粒具有约11微米粒径。收集约410克粉末,得到95%收率。用于喷雾干燥方法的设备可以得自如下供应商:IKA Werke GmbH&Co.KG,Janke和Kunkel-Str.10,D79219 Staufen,Germany;Niro A/S Gladsaxevej 305,P.O.Box 45,2860 Soeborg,Denmark和Watson-Marlow Bredel Pumps Limited,Falmouth,Cornwall,TR11 4RU,England。
不应将本文公开的值理解为严格地限于所述的实际数值。而除非另有指定,否则这样的每个值欲以指所述的值和在该值周边的功能等效范围。例如,公开为"40mm"的中值体积加权粒度预以指"约40mm"。
将本文引述的每篇对比文件(包括任意较长参考的或相关的专利或申请)完整地引入本文参考,除非有特别地排除或另外的限定。并不承认引述的任意对比文件是其在针对所公开的或本文请求保护的任意发明方面或单独地或以与任意其它参考文献、教导、启示组合的现有技术,或公开了任意这样的发明。此外,如果该文件中术语的任何含义或定义与对比文件中相同的术语的任何含义或定义发生矛盾,则该文件中指定给该术语的含义或定义会加以控制。
尽管已经示例和描述了本发明的具体实施方案,但是本领域技术人员显而易见的是可以在不脱离本发明精神和范围的情况下进行各种其它的改变和变型。因此,预期待批权利要求中覆盖属于本发明范围内的所有这样的改变和变型。
Claims (33)
1.微胶囊,包含:
囊心材料和包囊所述囊心材料的壳;
其中所述壳包含选自聚丙烯酸酯随机共聚物的聚丙烯酸酯材料,所述聚丙烯酸酯随机共聚物具有总聚丙烯酸酯质量,其包括选自如下的成分:占总聚丙烯酸酯质量0.2%-2.0%的胺成分;占总聚丙烯酸酯质量0.6%-6.0%的羧酸;和占总聚丙烯酸酯质量0.1%-1.0%的胺成分和0.3%-3.0%的羧酸的组合;
其中该微胶囊具有3微米-25微米的中值体积加权平均粒度;
其中用颗粒给15-85%的所述微胶囊的壳包衣。
2.根据权利要求1的微胶囊,其中所述壳具有1纳米-300纳米的厚度。
3.根据权利要求2的微胶囊,其中所述壳具有20纳米-200纳米的厚度。
4.根据权利要求1-3中任一项的微胶囊,其中所述颗粒具有1纳米-1000纳米的中值体积加权粒度。
5.根据权利要求4的微胶囊,其中所述颗粒具有1纳米-50纳米的中值体积加权粒度。
6.根据权利要求5的微胶囊,其中所述颗粒具有5纳米-50纳米的中值体积加权粒度。
7.根据权利要求1-3和5-6中任一项的微胶囊,其中所述颗粒包含无机颗粒。
8.根据权利要求1-3和5-6中任一项的微胶囊,其中所述颗粒包含二氧化硅颗粒。
9.根据权利要求1-3和5-6中任一项的微胶囊,其中所述颗粒选自沉淀硅石、胶体二氧化硅、热解二氧化硅及其混合物。
10.根据权利要求1-3和5-6中任一项的微胶囊,其中所述颗粒包含选自柠檬酸、碳酸钠、硫酸钠、氯化镁、氯化钾、氯化钠、硅酸钠、改性纤维素、沸石、二氧化硅及其组合的材料。
11.根据权利要求1-3和5-6中任一项的微胶囊,其中根据断裂强度试验方法,微胶囊具有0.2兆帕斯卡-10.0兆帕斯的断裂强度。
12.根据权利要求11的微胶囊,其中根据断裂强度试验方法,微胶囊具有0.2兆帕斯卡-2.0兆帕斯卡的断裂强度。
13.根据权利要求1的微胶囊,其中用所述颗粒给30%-70%的微胶囊的壳包衣。
14.根据权利要求1-3、5-6和12-13中任一项的微胶囊,其中使用喷雾干燥方法用所述颗粒给微胶囊的壳包衣。
15.喷雾干燥微胶囊的方法,包含:
用多个颗粒喷雾干燥多个微胶囊,以形成多个喷雾干燥的微胶囊;
其中所述微胶囊包含囊心材料和包囊所述囊心材料的壳;
其中所述壳包含选自聚丙烯酸酯随机共聚物的聚丙烯酸酯材料,所述聚丙烯酸酯随机共聚物具有总聚丙烯酸酯质量,其包括选自如下的成分:占总聚丙烯酸酯质量0.2%-2.0%的胺成分;占总聚丙烯酸酯质量0.6%-6.0%的羧酸;和占总聚丙烯酸酯质量0.1%-1.0%的胺成分和0.3%-3.0%的羧酸的组合;
其中喷雾干燥的微胶囊包含囊心材料和包囊所述囊心材料的壳;其中用颗粒给15-85%的所述喷雾干燥的微胶囊的壳包衣。
16.根据权利要求15的方法,其中所述壳具有1纳米-300纳米的厚度。
17.根据权利要求16的方法,其中所述壳具有20纳米-200纳米的厚度。
18.根据权利要求15-17中任一项的方法,其中所述颗粒具有1纳米-1000纳米的中值体积加权粒度。
19.根据权利要求18的方法,其中所述颗粒具有1纳米-50纳米的中值体积加权粒度。
20.根据权利要求19方法,其中所述颗粒具有5纳米-50纳米的中值体积加权粒度。
21.根据权利要求15-17和19-20中任一项的方法,其中所述颗粒包含无机颗粒。
22.根据权利要求15-17和19-20中任一项的方法,其中所述颗粒包含二氧化硅颗粒。
23.根据权利要求15-17和19-20中任一项的方法,其中所述颗粒选自沉淀硅石、胶体二氧化硅、热解二氧化硅及其混合物。
24.根据权利要求15-17和19-20中任一项的方法,其中所述颗粒包含选自柠檬酸、碳酸钠、硫酸钠、氯化镁、氯化钾、氯化钠、硅酸钠、改性纤维素、沸石、二氧化硅及其组合的材料。
25.根据权利要求15-17和19-20中任一项的方法,其中根据断裂强度试验方法,喷雾干燥的微胶囊具有0.2兆帕斯卡-10.0兆帕斯卡的断裂强度。
26.根据权利要求25的方法,其中根据断裂强度试验方法,喷雾干燥的微胶囊具有0.2兆帕斯卡-2.0兆帕斯卡的断裂强度。
27.根据权利要求15-17、19-20和26中任一项的方法,其中用所述颗粒给30%-70%的喷雾干燥的微胶囊的壳包衣。
28.根据权利要求15-17、19-20和26中任一项的方法,其中根据工艺收率试验方法,该方法生产具有大于22%而小于或等于95%的工艺收率的喷雾干燥的微胶囊。
29.根据权利要求28的方法,其中根据工艺收率试验方法,该方法生产具有30%-95%的工艺收率的喷雾干燥的微胶囊。
30.根据权利要求29的方法,其中根据工艺收率试验方法,该方法生产具有60%-95%的工艺收率的喷雾干燥的微胶囊。
31.根据权利要求30的方法,其中根据工艺收率试验方法,该方法生产具有70%-95%的工艺收率的喷雾干燥的微胶囊。
32.根据权利要求31的方法,其中根据工艺收率试验方法,该方法生产具有80%-95%的工艺收率的喷雾干燥的微胶囊。
33.根据权利要求32的方法,其中根据工艺收率试验方法,该方法具有90%-95%的工艺收率的喷雾干燥的微胶囊。
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