CN105636682A - 用于形成包括液滴的分散体的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括以下步骤的方法：使第一相的液滴(12)通过流通导管(38)流到与所述第一相基本不混溶的第二相中，每个液滴包括由所述第一相形成的核和由介于所述第一相和所述第二相之间的凝聚物层形成的壳；将包含液滴(12)和第二相的分散体回收到容器(33)中；在所述容器(33)的上游，在所述流通导管(38)中或在所述流通导管(38)的出口处注入用于增加所述第二相的粘度的溶液(62)。

Description

用于形成包括液滴的分散体的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种用于形成包括液滴的分散体的方法，该方法包括以下步骤：

使第一相的液滴通过流通导管流到与第一相基本不混溶的第二相中，每个液滴包括由所述第一相形成的核和由介于所述第一相和所述第二相之间的凝聚物的层形成的壳；

将包含液滴和第二相的分散体回收到容器中。

背景技术

上述方法例如用于形成水包油型分散体，该水包油型分散体包括尺寸大于500微米，并且特别是500微米～2500微米，优选700微米～1500微米的稳定的分散相液滴。

分散相例如旨在包含化妆品、生物活性产品，或能够消费的可食用产品。

申请WO2012/120043描述了上述类型的制备方法。该方法能够制备在与第一相基本不混溶的第二相中的第一相的液滴的稳定分散体。

每个液滴包括由第一相形成的核和非常薄的壳。该壳由介于第一相和所述第二相之间的非常薄的凝聚物层形成，以保证液滴的稳定性。

为此，在该方法中，将包括第一相和凝聚物的第一前体聚合物的第一流体以液滴形式注入到用于形成第二相的第二流体中。

接着将凝聚物的第二前体聚合物带入到第二流体中并且使其在液滴界面处扩散以形成凝聚物层。

这样的方法特别有效地形成尺寸完美可控、稳定性可靠并且光学性质非常令人满意的液滴。

然而，在水包油分散体的情况下，第二水性相必须具有足够的流动性以能够在第一相到第二相的注入导管中很好地乳化。

在这些条件下，当将在该方法结束时获得的分散体回收到在容器中时，该分散体具有极少悬浮的第二相，粘度太低以至于不能产生合适质地的产品。

而且，当形成一部分凝聚物层的阴离子聚合物是聚丙烯酸类(卡波姆或衍生物)时，第二相的pH为酸性。

为了抵消该问题，上述申请提出将后来的成分加入到第二相中，或用另一水性组合物至少部分地代替第二相，以增加第二相的粘度或使其凝胶化。

该操作需要小心进行，因为包围油液滴的凝聚物膜容易变形和碎裂。当水性相凝胶化后，所获得的产品的操作也需要小心进行。事实上，由流动、混合或收回而在水/油界面处产生的剪切会使油液滴变形和/或破裂，由此破坏产品的视觉效果。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于获得包含在相中稳定悬浮的液滴的分散体的简单方法，该方法同时最简化对产品进行的操作。

为此，本发明涉及一种上述类型的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在容器的上游，在流通导管中或在流通导管的出口处注入用于增加第二相的粘度的溶液。

单独考虑或根据任何技术上的可能组合进行考虑，根据本发明的方法可包括下述特征中的一个或多个：

所述第二相的液滴沿着所述流通导管的局部轴线流动，基本与所述局部轴线同轴地注入用于增加粘度的溶液。

注入用于增加粘度的溶液包括将所述用于增加粘度的溶液的至少一部分带入到所述液滴和所述第二相的流的中心。

注入用于增加粘度的溶液包括将所述用于增加粘度的溶液的至少一部分带入到所述液滴和所述第二相的流的周围。

所述方法包括在注入用于增加粘度的溶液的下游减小液滴和所述第二相的流的横截面。

所述用于增加粘度的溶液在所述流通导管的出口处注入。

所述方法包括：在流通步骤的上游，在所述流通导管中形成液滴的步骤。

所述形成液滴的步骤包括以下子步骤：

提供第一流体，所述第一流体包括所述第一相和包含在所述第一相中的凝聚物的第一前体聚合物；

在用于形成所述第二相的第二流体中形成第一流体的液滴，在注入用于增加粘度的溶液的上游，所述第二流体有利地在所述流通导管中流通；

提供在所述第二流体中的凝聚物的第二前体聚合物。

所述方法包括：在注入步骤过程中，注入用于增加粘度的第一溶液，所述第一溶液适于增加所述第二相的粘度，

在回收步骤之后，所述方法包括以下步骤：

使包括粘度部分地增加的第二相的中间分散体返回到流通中；

将用于增加粘度的第二溶液注入到所述分散体中。

再流通步骤包括使所述分散体在附加导管中流通，然后在所述附加导管的出口处将所述分散体回收到容器中，在所述容器的上游，在所述附加导管中或在所述附加导管的出口处注入用于增加粘度的第二溶液。

所述用于增加粘度的溶液包含碱。

本发明还涉及一种用于形成包括液滴的分散体的装置，所述装置包括：

流通导管，所述流通导管用于容纳在与第一相基本不混溶的第二相中的所述第一相的液滴，每个液滴包括由第一相形成的核和由介于所述第一相和所述第二相之间的凝聚物的层形成的壳；

容器，用于回收包括液滴和所述第二相的分散体；

其特征在于，所述装置包括：

贮液器，用于容纳增加所述第二相的粘度的溶液；

用于增加粘度的溶液的至少一个注入导管，所述至少一个注入导管与所述贮液器连接，并且在所述容器的上游在所述流通导管中或在所述流通导管的出口处露出。

单独考虑或根据任何技术上的可能组合进行考虑，根据本发明的装置可包括下述特征中的一个或多个：

所述流通导管沿着所述液滴和所述第二相的局部流通轴线延伸，所述注入导管与所述局部轴线同轴地露出。

所述装置包括在所述流通导管周围露出的用于注入增加粘度的溶液的至少一部分的周围导管，和/或在所述流通导管中心露出的用于增加粘度的溶液的至少一部分的中心注入导管。

所述装置包括用于在所述流通导管中形成液滴的组件，液滴形成组件有利地包括：

用于提供第一流体的导管，所述第一流体包括所述第一相和包含在所述第一相中的凝聚物的前体聚合物；

在用于形成所述第二相的第二流体中形成第一流体的液滴的导管，所述第二流体包含或接收凝聚物的第二前体聚合物。

附图说明

在阅读下面的说明后将更好地理解本发明，这些说明仅作为示例提供并且参考附图进行描述，其中：

图1是容纳有根据本发明的第一方法获得的分散体的容器的侧视图；

图2是根据本发明的分散体的液滴的剖面图；

图3是用于实施第一方法的用于制备分散体的第一装置的局部剖面概略图；

图4是根据本发明的一个替代装置的流通导管末端的详细视图，其中在流通导管的末端注入用于增加粘度的溶液；

图5是图4中所示末端的底视图；

图6是用于实施根据本发明的第二方法的用于制备分散体的替代装置的类似于图3的视图；

图7是根据本发明的另一装置的类似于图3的剖面图。

具体实施方式

图1至图3示出了根据本发明实施用于形成液滴的第一方法。

参照图1和图2，该第一方法用于形成分散到第二相16中的第一相14的液滴12的分散体10。第二相16与第一相14基本不混溶。

在该实施例中，第一相14或分散相是油性相。它具体包含液体形式的第一产品，该第一产品选自生物活性产品、化妆品，或能够消费的可食用产品。

当第一产品是生物活性产品时，它选自抗凝血剂、抗血栓形成剂、抗有丝分裂剂、抗增殖剂、抗粘连剂、抗迁移剂、细胞粘着促进剂、生长因子、抗寄生虫分子、抗炎剂、血管生成剂、血管生成抑制剂、维生素、激素、蛋白质、抗真菌剂、抗微生物分子、杀菌剂或抗生素。

或者，第一相14包含活性剂，诸如蛋白质或用于形成生物试剂的试剂、用于形成移植物的人造细胞的试剂。

能够包含在核内的化妆品例如可参考理事会在1993年6月14日颁布的93/35/CEE指令中列举的产品。该产品是例如用于皮肤(手、脸、脚等)的香水、霜剂、乳液、乳剂、凝胶剂或油；粉底(液体、膏体)；盆浴和淋浴用配制剂(盐、泡沫、油、凝胶等)；护发产品(染发剂和漂白剂)；清洁产品(乳剂、粉剂、洗发香波)；头皮保养产品(乳剂、霜剂、油)；头发定型产品(乳剂、头发喷雾剂、润发油)；剃须产品(肥皂、泡沫、乳剂等)；适用于嘴唇的产品；遮阳产品；免晒使皮肤变为褐色的产品；可以漂白皮肤的产品；抗皱产品。

能够被人或动物消费的可食用产品有利地是蔬菜泥或水果泥，诸如芒果泥、梨泥、椰肉泥；洋葱奶油；韭葱奶油；胡萝卜奶油；或者混合有若干种水果或蔬菜的其它配制剂。或者，它包括诸如膳食油的油，该膳食油诸如是橄榄油、大豆油、葡萄籽油、向日葵油，或从植物中提取的任何其它油。

第二相16或连续相有利地是水性的。在形成液滴12的过程中，第二相16例如由水性溶液或水醇溶液制成。

在一个替代方案中，第二相16包括化妆品方面的分子，诸如活性成分、染料、稳定剂、防腐剂、改性剂，该改性剂选自质地改性剂、粘度改性剂、pH改性剂、渗透压力改性剂或折射率改性剂。

或者，第一相14是水性相。那么，第二相16是油性相。

构成油性相的油例如是硅油、矿物油、植物油、合成油或这些油的混合物。

有利地，分散体10是基本半透明的。

“基本半透明”是指根据本发明的分散体对可见光区400nm～1000nm内至少一个波长的吸光率，有利地对可见光区400nm～1000nm内全部波长的吸光率低于5％，优选低于2％，优选低于1％。

与传统密集发射相比，透过根据本发明的分散体10的强度除以至少10³的因子。

该半透明度是通过将分散体样品引入光学厚度为2mm的容器中在波长为400nm～1000nm下测量的。

第一相14和第二相16基本不混溶。因此，第一相14在第二相16中的溶解度有利地小于5质量％。

根据本发明的方法能够获得多个如图2中所示的第一相14的液滴12。

因此，每个液滴12包括由第一相14形成的核17以及用于保持和稳定核17的壳18，如下文中详述，壳18由第一前体聚合物和第二前体聚合物之间的凝聚物的层形成。

在图1所示的实施例中，每个液滴12悬浮在液滴分散在其中的第二相16中。

在图1所示的实施例中，已增加了第二相16的粘度以保持液滴12处于悬浮状态。

起初，在液滴12的形成过程中，第二相16的粘度有利地小于20000mPa.s，优选小于2500mPa.s。

液滴12形成后，第二相16的粘度增加至大于3000mPa.s，优选大于5000mPa.s，或甚至完全凝胶化。

该粘度也赋予分散体10令人愉悦的触感。

根据下文中将描述的方法，粘度的增加或甚至凝胶化通过注入用于增加粘度的溶液来获得。

如果第二相16是水性相，用于增加粘度的溶液是例如包含碱的溶液，该碱特别是碱金属氢氧化物，诸如氢氧化钠。

使用下述方法，在环境温度例如T＝25℃+/-2℃下和环境压力例如1013毫巴下测量粘度。

使用布氏粘度计，通常使用数字布氏RVDV-E粘度计(弹簧的扭矩为7187.0达因-厘米)，其是以强加在转子上的速度旋转的粘度计。将速度强加在旋转的转子上，并且测量施加在转子上的力矩能够通过所使用转子的已知几何/形状参数来确定粘度。

例如，使用尺寸编号04的转子(布氏参考符号：RV4)。对应于粘度测量的剪切速率由所使用的转子及其转速确定。

粘度测量在环境温度(T＝25℃+/-2℃)下进行1分钟。将约150克溶液放入体积为250毫升、直径为约7厘米的烧杯中，从而150克溶液所占体积的高度足以达到标记在转子上的刻度。接着，以10转/分钟的速度启动粘度计。测试人等待屏幕上显示的值稳定。如在本发明的上下文中所提及，该测量测出测试流体的粘度。

或者，如果相16是水性的，如果不改变第二相16的粘度，油性液滴12可能聚积在接收分散体10的容器33的表面上。

在这种情况下，液滴12彼此相依。随之，分散体包括至少一个包括液滴12的密集区和至少一个没有液滴12而只包括第二相16的区域。

在图1和图2所示的实施例中，液滴12的直径大于500μm，且有利地小于3000μm。

有利地，液滴12的直径为500μm～2500μm。液滴12在水性相16中是可见的。

在一个实施方式中，当分散体10的液滴12具有大于500μm的尺寸时，液滴12有利地具有均匀的尺寸分布。

更具体地，根据该实施方式，分散相由单分散液滴12的群构成，从而它们具有500μm～3000μm的平均直径和小于10％的变异系数Cv。

在本说明书的上下文中，“单分散液滴”是指：根据本发明的分散体的液滴的群具有均匀的尺寸分布。单分散液滴具有良好的单分散性。相反，单分散性差的液滴称为“多分散”。

液滴的平均直径例如使用图像处理软件(图像J)对由N个液滴构成的一部分的照片进行分析来测量。通常，根据该方法，以像素计来测量直径，然后基于容纳有分散体的液滴12的容器的尺寸转换为μm。

优选地，N的值选自大于或等于30，从而该分析在统计学上显著反映所述乳液的液滴的直径分布。

测量每个液滴的直径Di，然后通过计算这些值的算术平均值得到平均直径

$\stackrel{\‾}{D}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{D}_i$

由这些值D_i也可得到分散体中液滴直径的标准偏差σ：

$\mathrm{\σ}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{(D_i-\stackrel{\‾}{D})}^2}{N}}$

分散体的标准偏差σ反映出分散体液滴直径D_i在平均直径附近的分布。

知道分散体的平均直径和标准偏差σ后，能够确定液滴群的95.4％在直径区间内以及群的68.2％在区间内。

为了表征根据本发明该实施方式的分散体的单分散性，可以计算变异系数：

$C_v=\frac{\mathrm{\σ}}{\stackrel{\‾}{D}}$

该参数反映出作为液滴平均直径的函数的该液滴的直径分布。

根据本发明该实施方式的分散体10的液滴直径的变异系数Cv小于10％，优选小于5％。

或者，单分散性可通过将分散体10样品放入具有恒定圆形横截面的小瓶中来示出。以如下方式接连轻轻搅动四次：绕着穿过小瓶的对称轴线历时半秒旋转四分之一转，然后在以相反方向重复上述操作之前静置半秒。

当分散体的液滴12是单分散的时，它们组织成晶体形式。因此，它们具有在三维方向上都重复的图案的堆叠。那么可以观察到规则的堆叠和不规则的堆叠，规则的堆叠表明分散体良好的单分散性，不规则的堆叠反映出分散体的多分散性。

当分散体静置时，液滴12是稳定的，并且彼此不粘附；在40℃下2周后没有观察到聚结(coalescence)。

根据本发明的分散体10能够承受没有剪切的搅动，而液滴12不进行明显的聚结，或者不改变其单分散性。

为了测试该性质，将根据本发明的分散体10样品放入2ml的容器中，然后将该容器放在搅动平台(IKAvortexGenius3(IKA涡旋天才3))的池中。该池的尺寸比容纳有样品的容器大大约50％。因此，在搅动过程中，容器碰撞池的壁，这产生大量的冲击。搅动速度为约500rpm。如果在一小时没有剪切的搅动结束时只有不到5％的液滴数量发生了聚结，那么该测试被认为是成功的。

除上述性质之外，这样的液滴12是非弹性的，并且当搅动分散体时表现出颗粒的行为，使得它们像固体物一样一个从另一个上流过并且在悬浮状态下具有微粒行为。

此外，根据本发明的分散体10可以具有以下性质。

根据一些有利的实施方式，根据本发明的分散体10能够承受从一米高的高度掉落而液滴12不进行明显的聚结，或者不改变其单分散性。

为了测试该性质，将根据本发明的分散体10样品放入2ml的容器中，然后使该容器从用作导轨的一米高的玻璃管的顶部掉落在固体底板上，并且在该玻璃管的底端回收。该操作重复三次。如果在三次掉落结束时只有不到5％的液滴12数量发生了聚结，那么该测试被认为是成功的。

液滴12基本是非弹性的。液滴的非弹性可通过非常低的流动阻力阈值来表征，该阈值例如使用以下方法测量：将分散体10样品放入使用锥面几何的气隙为45微米的RFSII流变型流变仪中。所研究的剪切较低，并且具体为1s^-1～10s^-1。针对剪切在1s^-1～10s^-1之间的增加测量了剪切模量。

结果，在低剪切下，特别是等于2s^-1的剪切下剪切模量小于200Pa.s，并且特别是小于100Pa.s。

该剪切模量比用表面活性剂稳定并具有相同油和水组成的传统分散体在相同剪切下的剪切模量低至少100。

与浓度为80％的传统单分散乳液(油/水)(见Masonatal.J.Coll.Int.Sci.179,439-448(1996))相比，根据该实施方式浓缩的乳液对于1s^-1～12s^-1的剪切以因子为100具有更低的粘度η(Pa.s)。

即使被壳18包围的核17也基本是液态的或不十分凝胶化。或者，核是凝胶化的。

由于根据本发明的方法，使用该方法获得的液滴12具有非常薄的壳18，特别是其厚度小于液滴12直径的1％。

因此壳18的厚度小于1μm，并且因为太薄而不能使用光学方法测量。该尺寸通常为1nm～500nm，优选小于100nm，有利地小于50nm，优选小于10nm。

根据本发明的液滴12的壳的厚度可以使用如Satoetal.J.Chem.Phys.111,1393-1401(2007)中所实施的小角X射线散射法来测量。

为此，使用氘化水制备液滴12，然后用氘化油洗涤三次，该氘化油例如为烃类(辛烷、十二烷、十六烷)。

洗涤后，将液滴12转移到中子池中以确定频谱l(q)；q为波矢。

对于该频谱，应用传统分析处理(REF)以确定氢化(非氘化)壳的厚度。

包围根据本发明的分散体液滴12的壳18是硬的，其赋予液滴12更大的强度并且降低或甚至防止它们聚结。

该壳18通常通过凝聚，即通过带有相反电荷的聚合物沉淀而形成。在凝聚物内，使带有电荷的聚合物结合的键是离子型的，该键通常强于在表面活性剂类膜内存在的静电类键。

壳18通过使带有相反极性的至少两种聚合物(或聚电介质)凝聚来形成，并且优选在阳离子型第一聚合物和不同于第一聚合物的阴离子型第二聚合物的存在下形成。

在本说明书的上下文中，“阴离子型聚合物”是指包括阴离子型化学官能团的聚合物。其也可称为阴离子聚电解质。

“阴离子型化学官能团”是指能够给出质子产生A^-官能团的化学官能团AH。因此，根据其所处介质的条件，阴离子型聚合物具有AH形式或其共轭碱A^-形式的化学官能团。

阴离子化学官能团的实例包括羧酸-COOH官能团，任选地以羧酸阴离子-COO^-形式存在。

阴离子聚合物的实例包括通过单体聚合形成的任何聚合物，其中上述单体的至少一部分携带有阴离子型化学官能团，诸如羧酸官能团。这样的单体例如是丙烯酸、马来酸，或包括至少一个羧酸官能团的任何烯属不饱和单体。

适合实施本发明的阴离子型聚合物的实例包括丙烯酸或马来酸与其它单体的共聚物，上述其它单体诸如是丙烯酰胺、烷基丙烯酸酯、C5-C8丙烯酸酯、C10-C30烷基丙烯酸酯、C12-C22烷基甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、羟基酯丙烯酸酯、交联聚合物丙烯酸酯。

在本说明书的上下文中，“阳离子型聚合物”是指包括阳离子型化学官能团的聚合物。其也可称为阳离子聚电解质。

“阳离子型化学官能团”是指能够捕捉质子产生BH⁺官能团的化学官能团B。因此，根据其所处介质的条件，阳离子型聚合物具有B形式或其共轭酸BH⁺形式的化学官能团。

阳离子化学官能团的实例包括伯胺、仲胺和叔胺官能团，任选地以铵阳离子形式存在。

阳离子型聚合物的实例包括通过单体聚合形成的任何聚合物，其中上述单体的至少一部分携带有阳离子型化学官能团，诸如伯胺、仲胺或叔胺官能团。

这样的单体例如是氮丙啶，或包括至少一个伯胺、仲胺或叔胺官能团的任何烯属不饱和单体。

适合实施本发明的阳离子型聚合物的实例包括氨基二甲聚硅氧烷，其是用伯胺和仲胺官能团对有机硅聚合物(聚二甲基硅氧烷，也称为二甲聚硅氧烷)进行改性衍生而得到的：

氨基二甲聚硅氧烷

实例还包括氨基二甲聚硅氧烷的衍生物，例如：氨基二甲聚硅氧烷、氨基丙基二甲聚硅氧烷和更普遍的包括胺官能团的有机硅聚合物的共聚物。

实例包括二异丁基PEG-14/氨基二甲聚硅氧烷的共聚物、二(C13-15烷氧基)PG-氨基二甲聚硅氧烷、双鲸蜡硬脂基氨基二甲聚硅氧烷和二羟基/甲氧基氨基二甲聚硅氧烷。

实例还包括含有胺官能团的多糖类聚合物，诸如壳聚糖，或瓜尔胶衍生物(瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵)。

实例还包括含有胺官能团的多肽类聚合物，诸如聚赖氨酸。

实例还包括含有胺官能团的聚乙烯亚胺类聚合物，诸如直链或支链的聚乙烯亚胺。

凝聚通常在用作膜硬化剂的阴离子型第一聚合物和阳离子型第二聚合物的存在下发生。

这两种聚合物之间凝聚物的形成通常通过改变反应介质的条件(温度、pH、试剂浓度等)发生。凝聚反应由带有相反极性的这两种聚合物的中和所产生，并且能够通过第一聚合物和第二聚合物之间的静电相互作用形成膜结构。由此形成的包围每个液滴12的膜形成完全包封核17的壳18并且将第一相14和第二相16分隔开。

从下文对根据本发明方法的描述中将看出，在形成液滴12之前，第一聚合物起初包含在第一相14和第二相16中的一相中，第二聚合物起初包含在第一相14和第二相16中的另一相中。接下来，在形成液滴的过程中，两种聚合物迁移到界面，在那里它们通过凝聚形成壳18。

一种有利的分散体是每个液滴12相对于所述液滴的质量包括：

0.05质量％～10质量％的阴离子亲水型聚合物P1，和

0.05质量％～10质量％的阳离子亲脂型聚合物P2。

优选地，每个液滴12相对于所述液滴的质量包括0.1质量％～5质量％的阴离子亲水型聚合物P1。

优选地，每个液滴12相对于所述液滴的质量包括0.1质量％～5质量％的阳离子亲脂型聚合物P2。

根据该替代方案的一种有利的分散体是每个液滴以P1与P2的重量比为1:10～10:1包括阴离子亲水型聚合物P1和阳离子亲脂型聚合物P2。

根据本发明的第一方法使用微流体方法在图3所示的装置30中实施。

该装置30包括用于形成液滴12的喷嘴32，用于增加液滴12粘度的阶段部31和用于接收形成的液滴12的接收容器33。

形成喷嘴32包括带入包括第一相14的内流体36的内输入导管34，以及有利地带入用于形成临时屏障的中间流体39的中间输入导管37。

形成喷嘴32进一步包括外流通导管38，其位于内导管34和/或中间导管37周围以带入形成第二相16的至少一部分的外流体40并使该外流体流通。

上述装置30还包括用于将内流体36带入内导管34的输入机构46，用于将中间流体39带入中间导管37的输入机构47，以及用于将外流体40带入由内导管34和外导管38之间限定的环形空间的输入机构48。

在图3所示的实施例中，导管34、37和38的最大直径小于3mm以保持上述方法的微流体本性。

有利地，内导管34与外导管38同轴。内导管34在上游与输入机构46连接。内导管34通过位于外导管38内的下游开口52在下游露出，该下游开口52在开口54上方，相对于由中间导管37限定的下游开口54缩回。

因此，将内导管34的下游开口52和中间导管37的下游开口54分离开的距离优选大于中间导管37直径的一倍。

中间导管37围绕内导管34延伸。该中间导管与内导管34共同限定在上游与输入机构47连接的环形空间。中间导管37通过下游开口54露出。

外导管38与中间导管37和/或内导管34共同限定在上游与输入机构48连接的环形空间。

外导管38具有位于容器33上方并远离容器33的下游开口55。该外导管在用于增加粘度的阶段部31中露出。

输入机构46、47和48各自例如包括注射器柱塞、蠕动泵或用于控制流速的其它产生压力的系统，例如与流量计连接的压力罐和流速调节系统。

输入机构46、47和48中的每一个都能够以可控且可调节的流速输送相应的流体36、39、40。

根据本发明，阶段部31包括用于注入用于增加粘度的溶液62的至少一个导管60，和用于将溶液62带入导管60中的输入机构64。

在图3所示的实施例中，阶段部31包括用于注入增加粘度的溶液62的至少一部分的周围导管60。

周围导管60在外流通导管38的周围延伸，与外导管38的局部轴线同轴。外导管38的下游开口55在周围导管60内延伸。

周围导管60在下游开口55的下游限定在容器33中或在容器33上方露出的分配开口66。

在图3所示的实施例中，周围导管60与外导管38共同限定了在分配开口66上游露出的环形空间。

因此，周围导管60配置为刚好在外流通导管38的出口处将用于增加粘度的溶液62与包含液滴12和第二相16的分散体的流通轴线共轴地注入。

在该实施例中，周围导管60能够收集液滴12和已经引入用于增加粘度的溶液62的第二相16，并且能够将它们输送到分配开口66。

输入机构64包括用于容纳用于增加粘度的溶液62的贮液器68，和输送单元(未示出)。

输送单元例如包括注射器柱塞、蠕动泵或用于控制流速的其它产生压力的系统，例如与流量计连接的压力罐和流速调节系统。

容器33位于分配开口66下方。

或者，容器33容纳有用于形成第二相16的一部分的液体70，有利地容纳有外流体40。

沿导管60的轴线A-A'考虑，流体70的上表面在轴向上远离分配开口66，从而分散在第二相14中的液滴12在它们重量的作用下通过分配开口66和液体70上表面之间的空气掉落。

在一个替代方案(未示出)中，下游开口54浸没在液体70中。

在图3所示的实施例中，装置30具有与用于增加粘度的单个阶段部31联合的单个喷嘴32。

在图6顶部示出的一个有利的替代方案中，系统30包括多个喷嘴32，所有喷嘴在共享的用于增加粘度的阶段部31下游连接，喷嘴32平行地位于容器33上方。喷嘴32相对于用于增加粘度的阶段部31横向偏移。收集回路能够在每个喷嘴32的出口处收集液体40中的液滴12以汇集它们并将它们引入到阶段部31中。

现将描述在图3所示设备中实施的根据本发明的第一方法。

起初，通过混合用于形成液滴12的核17的第一相14和用于凝聚的第一前体聚合物来制备内流体36。

在该实施例中，内流体36有利地是油性的。第一相14包含至少一种油，和一种待分散的化合物，诸如香水。前体聚合物是亲脂性的，并且有利地是阳离子型的。

还制备中间流体39。该中间流体39有利地是油性的。它例如与包含在第一相14中的油相同的油的碱成对。

还形成外流体38。在该实施例中，外流体38是水性的。它包含用于凝聚的第二前体聚合物，这里是水溶性聚合物，例如阴离子型水溶性聚合物。

有利地，将活性成分、染料、稳定剂、防腐剂、改性剂(该改性剂选自质地改性剂、粘度改性剂、pH改性剂、渗透压力改性剂和/或折射率改性剂)添加到外流体38中。

还制备用于增加粘度的溶液62。该溶液有利地是水性的。它包括碱，特别是碱金属氢氧化物，诸如氢氧化钠。

然后，内流体36、中间流体37和外流体40各自位于相应的输入机构46、47和48。

用于增加粘度的溶液62设置在输入机构64中。

任选地，将由本质上类似于外流体40的水性溶剂形成的液体70引入到容器33中。

接下来，启动输入机构46、47、48和64。

在内导管34内流通的内流体流36在内导管34的下游开口52处同轴地进入中间导管37。

然后内流体36被中间导管37中的中间流体39包围。

在中间导管37的下游开口54处，在外流体40中形成被中间流体39的膜包围的内流体36的液滴12。

然后在外流体40中的液滴12向下游开口55流通。

在内流体36中存在的第一聚合物通过在中间流体膜39中逐渐扩散而迁移至液滴12和外流体40之间的界面处。

类似地，在外流体40中存在的第二聚合物迁移至外流体40和每个液滴12之间的界面处。

发生第一聚合物和第二聚合物之间的凝聚从而形成壳18。

第一聚合物和第二聚合物起初不存在于相同的相中，并且没有前体聚合物的中间流体39的膜起初存在于液滴12表面处，它们过早反应的风险，特别是在外流体40中形成内流体36的液滴12之前反应的风险非常低。这保证了在内相14和外相16的界面处形成的壳18是完整的，且非常薄，并且不使核17完全凝胶化。

因此，由此形成的液滴12非常稳定，几乎没有弹性，并且彼此不易于聚结。

然后，在外流体40中稳定的液滴12到达用于增加粘度的阶段部31。

然后，将用于增加粘度的溶液62在外流体40周围同轴注入到外流体40中的液滴12的流中。在外流体10流过周围导管60下游部分的过程中，溶液62扩散到外流体40中。

然后，外流体40的粘度显著增加至大于3000mPa.s，优选大于5000mPa.s。有利地，外流体40凝胶化。

类似地，中和外流体40的pH。

粘度的增加和潜在的中和刚好在将分散体10引入到容器33中之前在分配开口66附近发生。

接着，在分配开口66处，至少一个液滴12被接收到在周围导管60出口处形成的外流体40的外液滴72中。

外液滴72通过空气掉落到容器33中，并且第一相14的液滴12保持悬浮在由外流体40和如果容器33中存在的液体70形成的第二相16中。

在一个替代方案中，外流体40在周围导管60的出口处形成射流并且不加以分段地进行收集。优选地，该射流在周围导管60和容器33之间变得越来越细，以缩短用于增加粘度的试剂的扩散时间。

因此，第二相16的中和以及粘度增加以不是非常侵入式的并且与液滴12的制备方法直接一致的方式进行。

这保证了使用足够水性的流体相以确保在喷嘴30处合适地形成液滴12。尽管如此，最终产品可具有令人满意的粘度以赋予其令人愉悦的质地，而不损害所形成的液滴12的稳定性，并且成本低。

因此，根据本发明的方法以特别可控的方式特别有效地形成在相16中稳定悬浮的尺寸大于500μm的稳定的液滴12，而不需使用表面活性剂。

根据本发明的方法限制了剪切，因为包含液滴12的连续第二相16保持流动直至最后时刻。在增加连续相的粘度时，没有产生任何使液滴12变形或碎裂的力。

乳油化也降低了。用于增加粘度的溶液62在连续相16中的扩散时间非常短，因为穿越的厚度很薄。当收集到容器33中时连续相16几乎立即获得悬浮的性质。

在图4和图5所示的替代方案中，周围导管60刚好在外导管38出口处露出。周围导管60下游边缘位于与外导管38下游边缘相同的水平面上。

于是，分配开口66位于与外流通导管38的下游开口55相同的水平面上。

此外，阶段部31包括用于注入增加粘度的溶液62的至少一部分的中心导管80，该中心导管延伸至外流通导管38的中心。

在该实施例中，中心导管80刚好在外导管38出口处露出。中心导管的下游边缘位于与外导管38下游边缘相同的水平面上。

因此，中心导管80的分配开口82位于与外流通导管38的下游开口55和周围导管60的分配开口66相同的水平面上。

该结构减小了包括液滴12、外流体40和用于增加粘度的溶液62的流的粗度，因为如图5中所示当穿过位于导管38、60、80出口处的空气时该流在重力作用下变得越来越细。

于是，外流体40中粘度的增加非常均匀，因为溶液62的扩散时间缩短。

在图6所示的替代方案中，上述制备方法包括在两个子步骤中进行的用于增加容量的步骤。

在第一子步骤100中，在刚好在液滴12形成之后且在将它们收集在容器33中之前注入的用于增加粘度的第一溶液62中存在的碱的量对应于在一个步骤中使粘度增加所需总量的1质量％～90质量％，有利地10质量％～40质量％。

于是，在第一子步骤100结束时获得的中间分散体102具有悬浮有液滴12同时仍保持可操作性的连续相16。

中间分散体102中连续相16的粘度例如小于15000mPa.s，是2500mPa.s～10000mPa.s。

然后，通过施加在分散体102上的重力、吸力或压力使中间分散体102流通。

有利地，仅通过中心注入导管80注入用于增加粘度的溶液62。优选地，如图4中的结构所示，中心导管80在外流通导管38的末端露出，从而在空气中形成较细的流并且通过重力作用掉落到容器中。

自由掉落和接收时较小的冲击使中间分散体102均匀化。

然后，在第二子步骤104中，使中间分散体102在附加导管106中再流通，在该附加导管的末端设置有用于注入用于增加粘度的第二溶液62的至少一个导管60、80，该用于增加粘度的第二溶液62包含所缺少的量的碱。

优选地，如图4中的装置30所示，注入导管60、80配置有周围导管60和中心导管80。

然后将最终分散体10回收到容器33中。

下文将描述根据本发明的用于获得分散体10的方法的具体实施方式的具体实施例。

实施例1

根据表5中示出的条件，使用如下所述的流体，使用图3中概略示出的装置30，制备了在水性凝胶中悬浮的香水液滴12的分散体10。

表1：内流体36的组成

名称	INCI名称	质量％
			Lanol 99	异壬酸异壬酯	0.5000
香水	香水	99.000
			KF 8004	氨基二甲聚硅氧烷	0.5000
共计		100.00

表2：中间流体39的组成

名称	INCI名称	质量％
			Lanol 99	异壬酸异壬酯	100.00
共计		100.00

表3：外流体40的组成

表4：直接凝胶化溶液62的组成

名称	INCI名称	质量％
			渗透水	水	99.6622
NaOH	氢氧化钠	0.3378
			共计		100.00

表5：通过直接凝胶化制备香水分散体所使用的流速

	％w/w	ml/h/喷嘴
			外流体36	10.10％	12.10
中间流体39	1.12％	1.34
			外流体40	79.90％	90.00
溶液62	8.88％	10.00
			共计	100	113.45

在制备方法结束时，将直径为约1mm的香水液滴12的分散体10收集在15g最终小瓶中，该分散体具有如表6中所述的组成。

表6：香水液滴12的分散体10的最终组成

实施例2

在该实施例中，我们再次使用上述表1～3各自描述的流体36、39、40。但是，连续相16粘度的增加在两个子步骤中进行。

使用下表7中示出的第一溶液62，在表8所述的条件下制备了2kg中间分散体102。

表7：第一预凝胶化溶液62的组成

名称	INCI名称	质量％
			渗透水	水	97.5000
NaOH	氢氧化钠	2.5000
			共计		100.00

表8：制备香水液滴12的中间分散体102所使用的流速

	％w/w	ml/h/喷嘴
			内流体36	11.05％	12.10
中间流体39	1.23％	1.34
			外流体40	87.43％	90.00
第一溶液62	0.29％	0.30
			共计	100％	103.75

在该子步骤中添加的碱量对应于所需最终量的22.2质量％。

接下来，将中间分散体102带入漏斗中，然后带入附加导管106中，从而能够包装在最终小瓶(15mL)中。

在该子步骤中，由下表9中描述的最终凝胶化溶液，添加达到最终pH和粘度所必需的额外的碱的第二溶液62。

为了获得恰当的最终浓度，使分散体102和最终凝胶化溶液62分别以91.39％和8.61％的重量比接触。

由此，在调控方法结束时，可以获得具有类似于实施例1表中所述组成的直径为约1mm的香水液滴12的分散体10。

表9：最终凝胶化溶液的组成

名称	INCI名称	％w/w
			渗透水	水	99.7291
NaOH	氢氧化钠	0.2709
			共计		100.00

在如图7所示的一种替代方案中，用于增加粘度的溶液62的注入导管60包括用于在外导管38中分配该溶液62的下游冠部210。

冠部210位于外导管38的中心。在外导管38中，冠部210限定了液滴12流通的中心通道212，其径向位于下游冠部210内侧，和液体12流通的周围通道214，其径向位于冠部210外侧。在该实施例中，冠部210与导管38的局部轴线A-A'同轴。进一步，下游冠部210相对于外导管38的下游开口55位于上游。

下游冠部210包括用于分配溶液62的圆环216，以及多个分配喷嘴218，这些分配喷嘴的开口在冠部210下游的外导管38中。

圆环216在围绕轴线A-A'的圆周上延伸。它通过分配桥222连接到注入导管60的上游部分220。

在该实施例中，冠部210进一步包括支撑从圆环216向下突出的喷嘴218的底壁224。

每个喷嘴218由管状中空体形成，在这里由中空针形成，向上在圆环216中露出，并且向下在外导管38中露出。在这里，喷嘴218平行于轴线A-A'延伸。它们从底壁224突出。喷嘴218有规律地围绕轴线A-A'分布。喷嘴218的数量例如是1～100。

在注入用于增加粘度的溶液62的过程中，该溶液通过上游部分220，通过桥222到达圆环216。该溶液分布在围绕轴线A-A'的圆环216中，并且进入喷嘴218。因此，在通过冠部210的中心通道212流通的液滴12和通过冠部210外侧的周围通道214流通的液滴12之间，该溶液被规律且均匀地注入导管38中。

Claims (16)

1.一种用于形成包括液滴(12)的分散体(10)的方法，所述方法包括以下步骤：

使第一相(14)的液滴(12)通过流通导管(38)流到与所述第一相(14)基本不混溶的第二相(16)中，每个液滴包括由所述第一相(14)形成的核(17)和由介于所述第一相(14)和所述第二相(16)之间的凝聚物的层形成的壳(18)；

将包含液滴(12)和第二相(16)的分散体(10)回收到容器(33)中；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在所述容器(33)的上游，在所述流通导管(38)中或在所述流通导管(38)的出口处注入用于增加所述第二相(16)的粘度的溶液(62)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二相(16)的液滴(12)沿着所述流通导管(38)的局部轴线流动，基本与所述局部轴线同轴地注入用于增加粘度的溶液(62)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，注入用于增加粘度的溶液(62)包括将所述用于增加粘度的溶液(62)的至少一部分带入到所述液滴(12)和所述第二相(16)的流的中心。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，注入用于增加粘度的溶液(62)包括将所述用于增加粘度的溶液(62)的至少一部分带入到所述液滴(12)和所述第二相(16)的流的周围。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括在注入用于增加粘度的溶液(62)的下游减小液滴(12)和所述第二相(16)的流的横截面。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述流通导管(38)的出口处注入所述用于增加粘度的溶液(62)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括在流通步骤的上游且在所述流通导管(38)中形成液滴(12)的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述形成液滴(12)的步骤包括以下子步骤：

提供第一流体(36)，所述第一流体包括所述第一相(14)和包含在所述第一相(14)中的凝聚物的第一前体聚合物；

在用于形成所述第二相(16)的第二流体(40)中形成第一流体(36)的液滴(12)，所述第二流体(40)有利地在注入用于增加粘度的溶液(62)的上游且在所述流通导管(38)中流通；

提供在所述第二流体(40)中的凝聚物的第二前体聚合物。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括在注入步骤过程中注入用于增加粘度的第一溶液(62)，所述第一溶液适于增加所述第二相(16)的粘度，

在回收步骤之后，所述方法包括以下步骤：

使包括粘度部分地增加的第二相(16)的中间分散体(102)返回到流通中；

将用于增加粘度的第二溶液(62)注入到所述分散体(102)中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，再流通步骤包括使所述分散体(10)在附加导管(106)中流通，然后在所述附加导管(106)的出口处将所述分散体(10)回收到容器(33)中，在所述容器(33)的上游且在所述附加导管(106)中或在所述附加导管(106)的出口处注入用于增加粘度的第二溶液(62)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述用于增加粘度的溶液(62)包含碱。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，注入用于增加粘度的溶液(62)包括将所述用于增加粘度的溶液(62)的至少一部分带入到所述流通导管(38)的中心，所述液滴(12)流入由冠部(210)限定的中心通道(212)和在所述冠部和所述流通导管(38)之间限定的周围通道(214)。

13.一种用于形成包括液滴(12)的分散体(10)的装置(30)，所述装置包括：

流通导管(38)，所述流通导管用于容纳在与第一相(14)基本不混溶的第二相(16)中的所述第一相(14)的液滴(12)，每个液滴包括由第一相(14)形成的核(17)和由介于所述第一相(14)和所述第二相(16)之间的凝聚物的层形成的壳(18)；

容器(33)，用于回收包括液滴(12)和所述第二相(16)的分散体(10)；

其特征在于，所述装置(30)包括：

贮液器(68)，用于容纳增加所述第二相(16)的粘度的溶液(62)；

用于增加粘度的溶液(62)的至少一个注入导管(60；80)，所述至少一个注入导管与所述贮液器(68)连接，并且在所述容器(33)的上游且在所述流通导管(38)中或在所述流通导管(38)的出口处露出。

14.根据权利要求13所述的装置(30)，其特征在于，所述流通导管(38)沿着所述液滴(12)和所述第二相(16)的局部流通轴线延伸，所述注入导管(60；80)与所述局部轴线同轴地露出。

15.根据权利要求13或14所述的装置(30)，其特征在于，所述装置包括在所述流通导管(38)的周围露出的用于注入增加粘度的溶液(62)的至少一部分的周围导管(60)，和/或在所述流通导管(38)的中心露出的用于增加粘度的溶液(62)的至少一部分的中心注入导管(80)。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的装置(30)，其特征在于，所述装置包括用于在所述流通导管(38)中形成液滴(12)的组件，形成液滴(12)的组件有利地包括：

用于提供第一流体(36)的导管(34)，所述第一流体包括所述第一相(14)和包含在所述第一相(14)中的凝聚物的第一前体聚合物；

在用于形成所述第二相(16)的第二流体(40)中形成第一流体(36)的液滴(12)的导管(37)，所述第二流体(40)包含或含有凝聚物的第二前体聚合物。