ES2338671T3 - Particulas polimericas. - Google Patents
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Abstract
Partículas poliméricas que comprenden una matriz polimérica que ha sido formada a partir de una mezcla de monómeros que comprende un primer monómero que es un monómero iónico etilénicamente insaturado y un segundo monómero que es un monómero hidrófobo etilénicamente insaturado que es capaz de formar un homopolímero de temperatura de transición de vidrio por encima de 50ºC, donde las partículas secundarias están distribuidas a través de la matriz, en la cual las partículas secundarias comprenden un polímero hidrófobo que ha sido formado a partir de un monómero hidrófobo etilénicamente insaturado que es capaz de formar un homopolímero con temperatura de transición de vidrio por encima de 50ºC y opcionalmente otros monómeros, polímero hidrófobo que es diferente de la matriz polimérica.
Description
Partículas poliméricas.
La presente invención se relaciona con
partículas poliméricas y un proceso para prepararlas. Las partículas
poliméricas de interés particular contienen ingredientes activos
especialmente colorantes atrapados.
El atrapamiento de ingredientes activos puede
ser logrado mediante un cierto número de procesos. Algunas de estas
técnicas involucran la formación de una cubierta polimérica
alrededor de un núcleo central o ingrediente activo. Otros métodos
involucran la preparación de una matriz de material polimérico a
través de la cual se distribuye un ingrediente activo.
En la literatura se han propuesto diversos
métodos para producir cápsulas. Por ejemplo es conocido encapsular
líquidos hidrófobos dispersando el líquido hidrófobo en un medio
acuoso que contiene un precondensado de melamina formaldehído y
luego reducir el pH resultante en una pared de cubierta de resina
aminoplástica impermeable que rodea el líquido hidrófobo.
Variaciones de este tipo de procesos se describen en
GB-A-2073132,
AU-A-27028/88 y
GB-A-1507739, en las cuales las cápsulas se utilizan preferiblemente para proveer tintas encapsuladas para su uso en papel de copia sin carbón sensible a la presión.
GB-A-1507739, en las cuales las cápsulas se utilizan preferiblemente para proveer tintas encapsuladas para su uso en papel de copia sin carbón sensible a la presión.
Sin embargo, aunque las cápsulas basadas en
resinas de melamina formaldehído son ambas impermeables y durables,
tienden a sufrir la desventaja de que son menos impermeables a
temperaturas elevadas. Además también hay un riesgo de que se
libere formaldehído.
Las técnicas típicas para formar una cubierta
polimérica se describen en, por ejemplo, GB 1,275,712, 1,475,229 y
1,507,739, DE 3,545,803 y US 3,591,090.
En la US 3,838,007 se dispersan pequeñas gotas
de enzima dispersas en una solución acuosa de, por ejemplo,
gelatina, en agua y luego se entrecruzan, para dar partículas
entrecruzadas de gelatina que contiene la enzima.
En EP-A-356,240
hay procesos para encapsular enzimas u otros materiales producidos
biológicamente; en una matriz de material polimérico mezclando el
material polimérico con un licor acuoso que contiene el material
biológicamente producido, dispersando esa mezcla en un líquido
inmiscible en agua y sometiendo la dispersión a un proceso
azeotrópico. El producto puede bien ser relativamente en forma de
perlas gruesas que pueden ser recuperadas o una dispersión estable
de partículas pequeñas en el líquido inmiscible en agua.
En la
EP-A-356,239 hay una descripción de
diversas composiciones y procesos primariamente previstos para la
encapsulación de enzimas para líquidos u otros detergentes. Un tipo
de producto descrito en ella comprende partículas que tienen un
núcleo que comprende un polímero de matriz que contiene la enzima,
aceite alrededor del núcleo y una cubierta polimérica alrededor del
aceite.
Las partículas de un polímero de matriz que
contiene un ingrediente activo pueden formarse como una dispersión
en aceite y esta dispersión puede entonces ser dispersada en una
solución acuosa de un polímero o mezcla de polímeros encapsulante y
la deposición de polímeros puede entonces ser promovida alrededor de
las partículas de aceite que contienen las partículas del polímero
de matriz que contiene el ingrediente activo.
La US 5,744,152 describe un proceso para formar
partículas poliméricas introducidas como una solución de una sal
soluble en agua con una amina volátil de un polímero que es
relativamente insoluble y que no se hincha en ácido a través de lo
cual el ingrediente activo es dispersado o disuelto, solución que es
calentada para formar la matriz seca y para volatilizar la amina y
de esa manera formar un polímero que es insoluble en ácido. La
liberación de un ingrediente activo puede ser controlada por ajuste
cuidadoso del pH. Este método está diseñado específicamente para el
atrapamiento de ingredientes de tamaño relativamente grande, en
particular enzimas, hongos, esporas, bacterias, células o
antibióticos, los cuales son liberados por ajuste del pH como
mecanismo de liberación adecuado.
La WO 97/24178 describe una composición de
partículas que comprende partículas que tienen una matriz polimérica
que incluye un ingrediente de detergencia activo, donde la matriz
polimérica se forma sobre una forma de base libre de un polímero
catiónico que es un copolímero de un monómero hidrófobo
etilénicamente insaturado con un monómero de amina sustituida
etilénicamente insaturada. Las partículas de la matriz pueden
producirse polimerizando el monómero de base libre y el monómero
hidrófobo a la vez que se disuelve en un solvente orgánico de manera
que se forme una solución del solvente inorgánico del polímero en
base libre. Esto es seguido por la adición de una solución acuosa
de un ácido volátil donde el solvente tiene una volatilidad más alta
que el ácido. El solvente es entonces eliminado por destilación de
manera que deje una solución en agua de la forma salina del
polímero. Un ácido volátil adecuado es ácido acético, evento en el
cual un solvente adecuado es acetato de n-butilo.
Los ingredientes activos particularmente incluyen enzimas que pueden
ser liberadas por dilución en el medio en el cual están
contenidas.
Todas las referencias antes mencionadas están
relacionadas con el atrapamiento o encapsulación de ingredientes
activos, los cuales deben ser liberados en una etapa posterior y así
no dan ninguna indicación de como se alcanza el atrapamiento
permanente de los materiales, particularmente de especies de tamaño
relativamente pequeño.
Una variedad de técnicas son conocidas con el
fin de lograr el encapsulamiento o colorantes atrapados.
La WO 91/06277 describe formulaciones cosméticas
que tienen pigmentos durmientes activables dispersos en una base o
vehículo anhidro. Un pigmento triturado o una dispersión portadora
líquida es microencapsulado para formar partículas de tamaño micro
en polvo, estables, secas de flujo libre. El proceso preferido de
encapsulación es por coacervación, por ejemplo, emulsificando una
dispersión líquida en una fase externa acuosa continua para formar
gotitas de tamaño micro y un complejo de material coloidal se añade
a la fase externa de manera tal que se forme un depósito sobre o
alrededor de cada gota formando de esta manera una pared o cubierta
externa. Se supone que las microcápsulas se romperán y liberarán el
pigmento durmiente cuando son sometidas a fuerzas físicas.
La US5234711 se relaciona con métodos de
encapsulamiento de partículas de pigmento útiles en la manufactura
de productos cosméticos. Es un objeto de esta divulgación emplear un
proceso de encapsulación en un polímero de vinilo para incrementar
la humectabilidad, dispersabilidad y resistencia al calor de las
partículas de pigmento. El método de encapsulación involucra
polimerización por redox o por radicales libres de vinilo en un
medio acuoso.
La EP 225799 describe un material colorante no
magnético sólido microencapsulado en un líquido, gel, cera o en una
fase portadora sólida de baja temperatura de fusión que se encapsula
con una cubierta polimérica. Absorbido sobre la cubierta hay un
agente de acoplamiento de silano o titanato el cual incrementa la
oleofilicidad de la superficie del material colorante sólido.
La US3876603 se relaciona con un método para
encapsular pigmentos que comprende polimerizar al menos un monómero
etilénicamente insaturado en un líquido dispersante de un solvente
hidrocarburo alifático. Esto se lleva a cabo en la presencia de un
solvente activo para el monómero polimerizado. El método emplea
desde aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 6% en peso de un
ácido insaturado etilénicamente polimerizable, desde aproximadamente
0.2 hasta aproximadamente 6% en peso de una imina, y desde
aproximadamente 1 hasta aproximadamente 40% en peso de un
estabilizador de dispersión que comprende un copolímero ramificado
que contiene dos segmentos poliméricos. Un segmento es solvatado
por el líquido dispersante y el segundo segmento es un polímero
ancla de diferente polaridad con respecto al primer segmento y no
es relativamente solvatado por el líquido dispersante y es capaz de
anclarse con las partículas polimerizadas del monómero insaturado
etilénicamente. Este polímero de ancla contiene grupos pendientes
que son copolimerizables con monómeros etilénicamente insaturados de
manera que se forme una pseudodispersión.
La EP 445342 se relaciona con una composición
cosmética que comprende un pigmento que ha sido formado por
incorporación de un colorante solvatado en una resina y mezclando
con un vehículo cosmético. La cantidad de cosmético presente es
suficiente para proveer una cantidad atractiva de pigmento presente
suficiente para proveer un efecto cosmético atractivo cuando se
aplica a la piel, uñas o cabello. Cualquier colorante soluble
cosméticamente aceptable puede ser utilizado. Puede utilizarse
cualquier resina siempre y cuando pueda ser pulverizada hasta un
polvo fino. El colorante solvatado puede ser incorporado en la
resina añadiéndolo a la resina en forma de pasta o fundida; o
disolviendo el colorante en una solución de resina no polimerizada y
un solvente mutuo para el colorante y la resina, luego
polimerizando la resina, o poniendo en contacto el colorante con la
resina. Los polvos de resina impregnados con colorante se pueden
usar en una variedad de composiciones cosméticas.
Uno de los objetivos de la presente invención es
proveer partículas poliméricas que contienen un ingrediente activo
atrapado que puede ser retenido durante un largo período de tiempo
bajo una variedad de condiciones. Es un interés particular proveer
productos que contienen colorantes atrapados o encapsulados,
productos que retienen el colorante durante períodos de tiempo más
largos y también cuando son sometidos a ambientes difíciles. Este
es el caso para los pigmentos, colorantes solubles en aceite y en
agua, donde es generalmente difícil retenerlos de manera
permanente. En una composición cosmética si el colorante o pigmento
no se retiene de manera permanente, puede perturbar el efecto
visual a largo plazo del cosmético.
La WO 02/090445 aborda este problema y provee
partículas poliméricas que comprenden una matriz polimérica y un
colorante distribuido a través de ella. La matriz polimérica se
forma a partir de una mezcla de monómeros que comprende un primer
monómero que es un monómero iónico etilénicamente insaturado el cual
es una sal de un contraión volátil y un segundo monómero que es un
monómero hidrófobo etilénicamente insaturado que es capaz de formar
un homopolímero de temperatura de transición de vidrio por encima de
50ºC. Los polímeros de matriz típicos incluyen copolímeros que han
sido formados a partir de estireno con acrilato de amonio. Las
partículas poliméricas exhiben muy buenas propiedades de retención
y son capaces de retener el colorante bajo una variedad de
condiciones. Sin embargo, estas partículas tienden a sufrir la
desventaja de que pueden fracturarse y aún quebrarse bajo ciertas
condiciones cuando se manejan de manera descuidada, y esto puede
llevar a pérdida el colorante.
Un objetivo adicional de la presente invención
es proveer partículas que sean resistentes a la ruptura y que
puedan soportar un manejo inadecuado. Un aspecto particular se
relaciona con proveer partículas resistentes a la ruptura que
contengan un ingrediente activo, especialmente un colorante.
La US4056653 describe partículas de forma
esférica que tienen un diámetro de partícula promedio de 10 a 100
micrones en las cuales la superficie está recubierta con grumos de
forma semiesférica de aproximadamente 0.1 micrones de diámetro. Las
partículas están formadas a partir de un copolímero de alfa olefinas
y ácido carboxílico alfa beta etilénicamente insaturado que tiene
de 3 a 8 átomos de carbono, en el cual el copolímero tiene hasta
90% de grupos ácido caiboxílico ionizados por neutralización con
iones metálicos. Las partículas forman un polvo de flujo libre útil
en la preparación de recubrimientos para vidrio resistentes a la
ruptura claros y protectores.
Un objetivo de la presente invención es proveer
colorantes atrapados en polímero en los cuales las partículas no se
quiebran y también los colorantes no se lixivian aún después de un
uso prolongado. En un aspecto, sería deseable proveer un proceso
para atrapar soluciones de colorantes en partículas poliméricas para
incorporación en formulaciones cosméticas y donde los colorantes se
mantienen de forma permanente atrapados, y no son liberados antes,
durante o después de la aplicación.
Además, la encapsulación o atrapamiento de
colorantes puede traducirse en una desmejora visual del colorante.
Esto puede ser el resultado de que el polímero absorba luz de
ciertas longitudes de onda o a veces como resultado de la
morfología irregular de las partículas poliméricas. Esto también es
cierto cuando las partículas no son resistentes a la ruptura. Las
fracturas en las partículas o partículas rotas también pueden llevar
a la desmejora visual del colorante.
Hay necesidad de proveer partículas con una
resistencia mejorada a la ruptura que puedan ser utilizadas para
una variedad de aplicaciones. Específicamente hay necesidad de
proveer productos que contengan colorantes atrapados o
encapsulados, productos que retengan el colorante durante períodos
de tiempo más largos y que exhiban resistencia mejorada a la
ruptura cuando se someten a diferentes ambientes. Este es también el
caso cuando se emplean pigmentos, colorantes solubles en aceite y
solubles en agua.
Además también es un objetivo proveer un método
alternativo para convertir colorantes solubles en aceite o solubles
en agua en un producto que pueda ser utilizado como un pigmento en
una variedad de aplicaciones.
Así un objetivo adicional de la presente
invención es proveer polímeros que contienen colorantes atrapados
con un rendimiento de efectos visuales mejorados.
También es un objetivo proveer partículas que
combinen los rasgos de retención del colorante y que sean
resistentes a la ruptura bajo condiciones difíciles y también que
exhiban excelentes propiedades visuales.
Así de acuerdo con la presente invención
proporcionamos partículas poliméricas que comprenden una matriz
polimérica que ha sido formada a partir de una mezcla de monómeros
que comprende un primer monómero que es un monómero iónico
etilénicamente insaturado y un segundo monómero que es un monómero
hidrófobo etilénicamente insaturado que es capaz de formar un
homopolímero de temperatura de transición de vidrio por encima de
50ºC,
donde las partículas secundarias son
distribuidas a través de la matriz, en la cual las partículas
secundarias comprenden un polímero hidrófobo que ha sido formado a
partir de un monómero hidrófobo etilénicamente insaturado que es
capaz de formar un homopolímero con una temperatura de transición de
vidrio por encima de 50ºC y opcionalmente otros monómeros, monómero
hidrófobo que es diferente de la matriz polimérica.
En un aspecto adicional de la presente invención
proveemos un proceso para preparar partículas poliméricas que
comprenden una matriz polimérica y partículas secundarias
distribuidas a través de la matriz, donde la matriz polimérica que
ha sido formada a partir de una mezcla de monómeros que comprende un
primer monómero que es un monómero iónico etilénicamente insaturado
y un segundo monómero que es un monómero hidrófobo etilénicamente
insaturado que es capaz de formar un homopolímero de temperatura
retransición de vidrio por encima de 50ºC, en los cuales las
partículas secundarias comprenden un polímero hidrófobo que ha sido
formado a partir de un monómero hidrófobo etilénicamente insaturado
que es capaz de formar un homopolímero con temperatura de
transición de vidrio por encima de 50ºC y opcionalmente otros
monómeros, polímero hidrófobo que es diferente de la matriz
polimérica.
Proceso que comprende las etapas,
- A)
- proveer una fase acuosa de una sal polimérica formada a partir de una mezcla de monómeros que comprende el primero y segundo monómeros,
- B)
- formar las partículas secundarias en la fase acuosa o combinar las partículas secundarias con la fase acuosa,
- C)
- formar una dispersión que comprende la fase acuosa en una fase de líquido inmiscible en agua, que comprende preferiblemente un estabilizador polimérico anfifático para formar una emulsión, y
- D)
- someter la dispersión a deshidratación donde se evapora el agua de las partículas acuosas formando por lo tanto partículas sólidas que comprenden las partículas secundarias distribuidas a través del polímero de la matriz.
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Las partículas de acuerdo con el primer aspecto
de la invención y los productos resultantes del proceso de acuerdo
con el segundo aspecto de la invención tienen una resistencia
mejorada a la ruptura.
Preferiblemente el primer monómero utilizado
para formar la matriz polimérica es una sal de un componente
contraiónico volátil. Durante la etapa de deshidratación (D) el
componente contraión volátil de la sal es evaporado deseablemente.
Con esto queremos indicar que al menos una parte del componente
contraiónico es evaporado. Por ejemplo, cuando la matriz polimérica
es una sal de amonio, el componente volátil amonio será evaporado.
Consecuentemente, durante la etapa de destilación el polímero de
matriz sería convertido en su forma de ácido libre o base
libre.
De manera deseable, las partículas de la
invención pueden comprender un ingrediente activo, por ejemplo
absorbedores UV, reflectores UV, retardantes de llama, materiales
trazadores de colorante activo. Preferiblemente, las partículas
poliméricas comprenden un colorante. El colorante puede ser
seleccionado de pigmentos, colorantes, o laca. En el proceso para
la preparación de partículas es particularmente deseable para el
ingrediente activo, por ejemplo colorante, que sea disuelto o
dispersado en la fase acuosa de manera que el ingrediente activo
(por ejemplo colorante) pueda distribuirse a través del polímero de
matriz. Hemos encontrado que las partículas poliméricas de la
invención exhiben una resistencia mejorada a la ruptura en
combinación con un rendimiento visual mejorado y adicionalmente la
matriz polimérica no permite que el ingrediente activo atrapado tal
como un colorante sea liberado aún bajo uso prolongado. Es
particularmente deseable proveer partículas en las cuales el
ingrediente activo, especialmente un colorante, se distribuye a
través de la matriz polimérica y adicionalmente que la matriz
polimérica sea impermeable al ingrediente activo (tal como un
colorante).
Los productos poliméricos pueden ser potenciados
adicionalmente si la matriz polimérica está entrecruzada. Este
entrecruzamiento puede ser el resultado de la inclusión de una etapa
de entrecruzamiento en el proceso. Esto puede alcanzarse incluyendo
grupos auto entrecruzables en el polímero, por ejemplo unidades
repetidas de monómero que portan una funcionalidad metilol.
Preferiblemente sin embargo, el entrecruzamiento se logra
incluyendo un agente de entrecruzamiento con el polímero en fase
acuosa. Los agentes de entrecruzamiento son en general compuestos
que reaccionan con grupos funcionales sobre la cadena polimérica.
Por ejemplo cuando la cadena polimérica contiene grupos aniónicos
un agente de entrecruzamiento adecuado puede ser aziridina,
diepóxidos, carbodiamidas, silanos o un metal multivalente, por
ejemplo aluminio, zinc o zirconio. Un agente de entrecruzamiento
particularmente preferido es bien carbonato de zirconio y amonio u
óxido de zinc. Otra clase particularmente preferida de agentes de
entrecruzamiento incluye compuestos que forman enlaces covalentes
con cadenas poliméricas, por ejemplo silanos o diepóxidos.
El proceso de entrecruzamiento ocurre
deseablemente durante la etapa de deshidratación. Así, cuando se
incluye un agente de entrecruzamiento, permanecerá en general
latente hasta que se inicie la deshidratación.
Hemos encontrado que los polímeros formados a
partir de la combinación especial de monómero hidrófobo que es
capaz de formar un homopolímero con temperatura de transición de
vidrio por encima de 50ºC, preferiblemente mayor de 60 u 80ºC
exhibe un rendimiento mejorado considerablemente con respecto a la
impermeabilidad al colorante o a otro ingrediente activo. Por
monómero hidrófobo entendemos que el monómero tiene una solubilidad
en agua de menos de 5 g por 100 ml de agua.
La temperatura de transición de vidrio (Tg) para
un polímero se define en la Encyclopedia of Chemical Technology,
Volume 19, cuarta edición, página 891como la temperatura por debajo
de la cual (1) el movimiento transicional de las moléculas
completas y (2) el enrollamiento y desenrollamiento de segmentos de
40 a 50 carbonos de las cadenas son detenidos. Así por debajo de
esta Tg un polímero no exhibiría flujo o elasticidad de goma. El Tg
de un polímero puede ser determinado utilizando calorimetría de
barrido diferencial (DSC). Así una muestra de referencia con Tg
conocido y la muestra experimental son calentadas de manera separada
pero en paralelo de acuerdo con un programa de temperatura lineal.
Los dos calentadores mantienen las dos muestras a temperaturas
idénticas. La potencia suministrada a los dos calentadores para
alcanzar esto es monitorizada y la diferencia entre ellas es
representada en una gráfica como una función de la temperatura de
referencia lo cual se traduce como un registro del calor específico
como función de la temperatura. A medida que la temperatura de
referencia se incrementa o disminuye y la muestra experimental se
aproxima a una transición la cantidad de calor requerida para
mantener la temperatura será mayor o menor dependiendo de si la
transición es endotérmica o exotérmica. Una gráfica típica que
indica la temperatura de transición de vidrio se muestra en la
Figura 1.
En general el diámetro medio de tamaño de
partícula de las partículas es menor de aproximadamente 100
micrones. Usualmente el diámetro de tamaño de partícula promedio
tiende a ser más pequeño, por ejemplo menos de 70 u 80 micrones,
frecuentemente menos de 40 o 50 micrones y típicamente el diámetro
de partícula promedio estará entre 750 nanómetros y 40 micrones.
Preferiblemente el diámetro de tamaño de partícula medio está en el
rango de 10 a 40 micrones, usualmente entre 10 y 30 micrones. El
tamaño de partícula promedio es determinado mediante un analizador
de tamaño de partículas Coulter de acuerdo con procedimientos
estándar bien documentados en la literatura.
Sin limitarse a esta teoría se cree que la
combinación particular del monómero iónico y de dicho monómero
hidrófobo proporciona polímeros con el grado correcto de
hidrofilicidad y dureza que parece ser responsable de las mejoras
en la impermeabilidad al colorante o a otros ingredientes activos.
La presencia de partículas secundarias que comprenden polímero
hidrófobo parece ser responsable de proveer a las partículas de la
invención con una resistencia mejorada a la ruptura.
Típicamente el monómero mezclado para hacer el
polímero de matriz puede contener al menos 50% en peso de monómero
hidrófobo, siendo el resto monómero iónico o un polímero iónico
potencialmente. Uno o más monómeros aniónicos o uno o más monómeros
catiónicos pueden ser utilizados como monómero iónico. También puede
ser posible utilizar una mezcla de monómeros catiónicos y
aniónicos. En general, el monómero hidrófobo estará presente en
cantidades de al menos 60% en peso. Las composiciones preferidas
contienen entre 65 y 90% en peso de polímero hidrófobo, por ejemplo
alrededor de 70 o 75%.
Ejemplos específicos de dichos monómeros
hidrófobos incluyen estireno, metacrilato de metilo, metacrilato de
butilo terciario, metacrilato de fenilo, metacrilato de ciclohexilo,
y metacrilato de isobornilo.
Se ha encontrado que no es posible reemplazar
los monómeros hidrófobos con ésteres de ácidos carboxílicos
etilénicamente insaturados que no sean capaces de formar un
homopolímero que tenga una temperatura de transición de vidrio de
al menos 50ºC sin incrementar adversamente la permeabilidad del
polímero. Preferiblemente aún la Tg debe ser al menos 60ºC o aún al
menos 80ºC. Por ejemplo la sustitución del monómero hidrófobo de la
presente invención por otros ésteres (met) acrílicos, por ejemplo
acrilato de 2-etil hexilo sería inadecuada. Se
obtienen en general mejores resultados mediante el uso de monómeros
que sean capaces de formar polímeros de Tg muy alta. Por lo
tanto
se producirán productos menos preferidos utilizando acrilato de etilo o acrilato de propilo como monómero hidrófobo.
se producirán productos menos preferidos utilizando acrilato de etilo o acrilato de propilo como monómero hidrófobo.
El monómero iónico puede contener bien grupos
aniónicos o catiónicos o alternativamente puede ser potencialmente
iónico, por ejemplo en la forma de un anhídrido de ácido.
Preferiblemente el monómero iónico es un monómero aniónico
etilénicamente insaturado o potencialmente aniónico. Monómeros
adecuados aniónicos o potencialmente aniónicos incluyen ácido
acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido fumárico, ácido
maleico, anhídrido maleico, ácido itacónico, anhídrido de ácido
itacónico, ácido crotónico, ácido vinil acético, ácido (met) alil
sulfónico, ácido vinil sulfónico y ácido
2-acrilamido-2-metil
propano sulfónico. Monómeros aniónicos preferidos son ácidos
carboxílicos o anhídridos de ácido.
Cuando el monómero iónico es aniónico, por
ejemplo un ácido o anhídrido carboxílico el contraión volátil puede
ser amoniaco o un componente de amina volátil. En general el
componente de amina volátil será un líquido que puede ser evaporado
a temperaturas bajas o moderadas, por ejemplo en temperaturas hasta
200ºC. Preferiblemente, será posible evaporar la amina volátil bajo
presión reducida a temperaturas por debajo de 100ºC. Así el polímero
puede ser producido en forma de ácido libre y luego neutralizado
con una solución acuosa de hidróxido de amonio o una amina volátil,
por ejemplo etanolamina, metanolamina,
1-propanolamina, 2-propanolamina,
dimetanolamina y dietanolamina. Alternativamente el polímero puede
ser preparado copolimerizando el amonio o la sal de amina volátil
de un monómero aniónico con el monómero hidrófobo.
En general el polímero de matriz puede ser
preparado mediante un proceso de polimerización adecuado. Por
ejemplo el polímero puede ser preparado convenientemente por una
polimerización en emulsión acuosa por ejemplo como la que se
describe en EP-A-697423 o
US-A-5070136. El polímero puede ser
neutralizado entonces mediante la adición de una solución acuosa de
hidróxido de amonio o una amina volátil.
En un proceso de polimerización típico, la
mezcla de monómero hidrófobo y monómero aniónico es emulsificada en
una fase acuosa que contiene una cantidad adecuada de un agente
emulsificante. Típicamente, el agente emulsificante puede ser un
agente emulsificante comercialmente disponible adecuado para formar
una emulsión acuosa. De forma deseable estos agentes emulsificantes
tenderán a ser más solubles en la fase acuosa que en la fase de
monómero inmiscible en agua y así tenderán a exhibir un balance
lipofílico hidrofílico alto (HLB). La emulsificación del monómero
puede ser efectuada por técnicas de emulsificación conocidas,
incluyendo el someter la fase monómero/acuosa a una agitación o
vibración vigorosa o pasando alternativamente la fase
monómero/acuosa a través de un tamiz o malla. La polimerización
puede ser efectuada mediante el uso de sistemas iniciadores
adecuados, por ejemplo un iniciador UV o un iniciador térmico. Una
técnica adecuada para iniciar la polimerización sería elevar la
temperatura de la emulsión acuosa del monómero por encima de 70 u
80ºC y luego añadir entre 50 y 100 ppm de persulfato de amonio por
peso de monómero.
En general el polímero de matriz tiene un peso
molecular de hasta 200,000 (Determinado por GPC utilizando los
parámetros estándar de la industria). Preferiblemente el polímero
tiene un peso molecular por debajo de 50,000, por ejemplo 2,000 a
20,000. Usualmente el peso molecular óptimo para el polímero de
matriz está alrededor de 6,000 a 12,000.
Un polímero de matriz particularmente preferido
es un copolímero de estireno con acrilato de amonio. Más
preferiblemente este polímero se utiliza cuando el proceso emplea
un agente de entrecruzamiento, el cual es especialmente carbonato
de amonio y zirconio u óxido de zinc.
En una versión alternativa al proceso de la
presente invención el monómero iónico puede ser catiónico o
potencialmente catiónico, por ejemplo una amina etilénicamente
insaturada. En esta forma de la invención el componente contraiónico
volátil es un componente ácido volátil. Así en esta forma de la
invención el polímero de la matriz puede ser formado de manera
análoga al polímero de matriz aniónico antes mencionado, excepto que
el monómero aniónico es reemplazado por un monómero catiónico o
potencialmente catiónico. En general cuando el polímero se prepara
en la forma de un copolímero de una amina libre y un monómero
hidrófobo, se neutraliza incluyendo un ácido volátil adecuado, por
ejemplo ácido acético, ácido fórmico, ácido propanóico, ácido
butanoico o aún ácido carbónico. Preferiblemente el polímero es
neutralizado mediante un ácido carboxílico volátil.
Monómeros catiónicos o potencialmente catiónicos
adecuados incluyen dialquil amino alquil (met) acrilatos, dialquil
amino no alquil (met) acrilamidas o alilaminas y otras aminas
etilénicamente insaturadas y sus sales de adición. Típicamente los
dialquil amino alquil (met) acrilatos incluyen di metil amino metil
acrilato, di metil amino metil metacrilato, di metil amino etil
acrilato, di metil amino etil metacrilato, di etil amino etil
acrilato, di etil amino etil metacrilato, di metil amino propil
acrilato, di metil amino propil metacrilato, di etil amino propil
acrilato, di etil amino propil metacrilato di metil amino butil
acrilato, di metil amino butil metacrilato, di etil amino butil
acrilato y di etil amino butil metacrilato. Típicamente las di
alquil amino alquil (met) acrilamidas incluyen di metil amino metil
acrilamida, di metil amino metil metacrilamida, di metil amino etil
acrilamida, di metil amino etil metacrilamida, di etil amino etil
acrilamida, di etil amino etil metacrilamida, di metil amino propil
acrilamida, di metil amino propil metacrilamida, di etil amino
propil acrilamida, di etil amino propil metacrilamida di metil amino
butil acrilamida, di metil amino butil metacrilato, di etil amino
butil acrilato y di etil amino butil metacrilamida. Típicamente las
alil aminas incluyen di alil amina y tri alil amina.
Las partículas secundarias comprenden un
polímero hidrófobo que ha sido formado mediante un monómero
hidrófobo etilénicamente insaturado que es capaz de formar un
homopolímero de temperatura de transición de vidrio por encima de
50ºC y opcionalmente otros monómeros, polímero hidrófobo que es
diferente de la matriz polimérica. El monómero hidrófobo
etilénicamente insaturado puede ser cualquiera de los monómeros
definidos más arriba con respecto al segundo monómero utilizado
para formar el polímero de matriz. Preferiblemente, el monómero
hidrófobo es el mismo que el segundo monómero utilizado para formar
la matriz polimérica. Ejemplos específicos de dichos monómeros
hidrófobos incluyen estireno, metilmetacrilato, metacrilato de
butiloterciario, metacrilato de fenilo, metacrilato de ciclohexilo
y metacrilato de isobornilo. Preferiblemente el monómero hidrófobo
es estireno.
El monómero hidrófobo puede ser polimerizado
solo o alternativamente puede ser polimerizado con uno o más
monómeros hidrófobos adicionales como se definió más arriba. Puede
ser posible incluir otros monómeros que no sean monómeros
hidrófobos capaces de formar un homopolímero de temperatura de
transición de vidrio por encima de 50ºC, dado que tales monómeros
no traen ningún efecto deletéreo. El otro monómero puede ser un
monómero hidrófobo, por ejemplo un alquilo de cadena más larga y
ésteres de ácido acrílico o metacrílico, tales como acrilato de
2-etilhexilo o acrilato de estearilo. Típicamente,
cuando se incluyen tales monómeros, deberían estar presentes en una
cantidad de no más de 20% en peso con base en el peso de los
monómeros utilizados para las partículas secundarias.
Preferiblemente, estos monómeros estarán presentes en cantidades
menores de 10% en peso y más preferiblemente menores de 5% en
peso.
Alternativamente, el otro monómero puede ser un
monómero hidrofílico. El monómero hidrofílico puede ser no iónico,
por ejemplo acrilamida o podría ser iónico, por ejemplo como se
definió con respecto al primer monómero usado para formar el
polímero de matriz. Generalmente, tales monómeros tienden a ser
usados en proporciones más pequeñas de manera que el polímero sea
hidrófobo. Cuando se incluyen tales monómeros, deberían estar
presentes en una cantidad de no más de 20% en peso, con base en el
peso de los monómeros usados para las partículas secundarias.
Preferiblemente, estos monómeros estarán presentes en una cantidad
menor de 10% en peso y más preferiblemente menor de 5% en peso.
Se prefiere particularmente que las partículas
secundarias comprendan un polímero hidrófobo que haya sido formado
completamente a partir de uno o más monómeros hidrófobos
etilénicamente insaturados que sean capaces de formar un
homopolímero de temperatura de transición de vidrio por encima de
50ºC. Un polímero hidrófobo adecuado particularmente es un
copolímero de estireno y metacrilato de metilo y un homopolímero de
estireno. El polímero de estireno con metacrilato de metilo
generalmente comprenderá al menos 40% en peso de estireno y hasta
60% en peso de metacrilato de metilo. Preferiblemente, el copolímero
tendrá una proporción en peso de estireno a metacrilato de metilo
de entre 50:50 a 95:5 y más preferiblemente 60:40 a 80:20,
particularmente de manera preferible 70:30 a 75:25.
En general, las partículas secundarias tendrán
un tamaño de partícula promedio por debajo de un micrón, y
usualmente por debajo de 750 nm. Preferiblemente, las partículas
secundarias tendrán un tamaño de partícula promedio en el rango
entre 50 y 500 nm. Las partículas secundarias serán preparadas por
cualquier medio convencional. De manera típica, las partículas
serán preparadas por polimerización en emulsión acuosa.
Preferiblemente, las partículas se preparan por polimerización en
microemulsión acuosa de acuerdo con cualquier proceso de
polimerización por microemulsión documentado en la técnica anterior,
por ejemplo como se describe en
EP-A-531005 o
EP-A-449450.
De forma típica, las partículas secundarias
pueden ser preparadas formando una microemulsión que comprende una
fase acuosa continua (entre 20 y 80% en peso), una fase oleosa
dispersa que comprende el monómero (entre 10 y 30% en peso), y un
surfactante y/o agente de estabilización (entre 10 y 70% en peso).
En general el surfactante y/o agente de estabilización existirá
predominantemente en la fase acuosa. Un surfactante y/o agente de
estabilización preferido es una solución acuosa del polímero
utilizado para formar la matriz polimérica. Un surfactante/agente
de estabilización particularmente preferido es un copolímero de
acrilato de amonio con estireno, tal como se definió más arriba en
relación con el polímero de matriz.
La polimerización del monómero en la
microemulsión puede efectuarse mediante un sistema de iniciación
adecuado, por ejemplo un iniciador UV o un iniciador térmico. Una
técnica adecuada para iniciar la polimerización es, por ejemplo,
elevar la temperatura de la emulsión acuosa del monómero por encima
de 70 u 80ºC y luego añadir entre 50 y 1000 ppm de persulfato de
amonio o de un compuesto azo tal como azodiisobutironitrilo por peso
de monómero. Alternativamente, puede utilizarse un peróxido
adecuado, por ejemplo un peróxido para curación a temperatura
ambiente, o un fotoiniciador. Puede ser preferido que la
polimerización se lleve a cabo alrededor de la temperatura
ambiente, por ejemplo, con un fotoiniciador.
En general las partículas secundarias comprenden
un polímero que tiene un peso molecular de hasta 2,000,000
(determinado por GPC utilizando los parámetros estándar la
industria). Preferiblemente el polímero tiene un peso molecular por
debajo de 500,000, por ejemplo 5,000 a 300,000. Usualmente el peso
molecular óptimo para las partículas secundarias poliméricas está
entre 100,000 y 200,000.
Se prefiere que las partículas secundarias
tengan una configuración de núcleo recubierto en el cual el núcleo
comprende el polímero hidrófobo rodeado por una cubierta polimérica.
Más preferiblemente las partículas secundarias comprenden un núcleo
que comprende el polímero hidrófobo y una cubierta que comprende la
matriz polimérica. Es particularmente preferible que la cubierta
del polímero de matriz se forme alrededor del núcleo del polímero
hidrófobo y durante la polimerización.
Como se indicó previamente las partículas de la
invención pueden comprender un ingrediente activo, por ejemplo
absorbedores UV, reflectores UV, retardantes de llama, materiales
trazadores de colorantes activos o preferiblemente un
colorante.
Las partículas pueden contener uno o más
colorantes y el colorante puede ser cualquier colorante, por un
ejemplo un colorante, pigmento o laca. Colorantes típicamente
adecuados incluyen cualquier colorante orgánico o inorgánico o un
colorante aprobado para su uso en cosméticos por la CTFA y la FDA
tales como lacas, óxidos de hiero, dióxido de titanio, sulfuros de
hierro u otros pigmentos convencionales utilizados en formulaciones
cosméticas. Ejemplos del pigmento incluyen un pigmento inorgánico
tal como negro de carbono, Rojo D&C 7, laca de calcio, Rojo
D&C 30, laca en talco, Rojo D&C 6, laca de bario, óxido de
hierro Russet, óxido de hierro amarillo, óxido de hierro marrón,
talco, caolín, mica, mica del titanio, óxido de hierro rojo,
silicato de magnesio y óxido de titanio; y pigmentos orgánicos
tales como Rojo No 202, Rojo No 204, Rojo No 205, Rojo No 206, Rojo
No 219, Rojo No 228, Rojo No 404, Amarillo No 205, Amarillo No 401,
Naranja No 401 y Azul No 404. Ejemplos de colorantes oleosos
solubles incluyen Rojo No 505, Rojo No 501, Rojo No 225, Amarillo No
404, Amarillo No 405, Amarillo No 204, Naranja No 403, Azul No 403,
Verde No 202 y Morado No 201. Ejemplos de colorantes de tina son
Rojo No 226, Azul No 204 y Azul No 201. Ejemplos de colorantes de
laca incluyen varios colorantes ácidos que son laqueados con
aluminio, calcio o bario. También pueden utilizarse colorantes
convencionales y pueden ser bien solubles en aceite o agua.
Colorantes adecuados para la presente invención incluyen FD&C
Azul No 11, FD&C Azul No 11, FD&C Azul No 12, FD&C Verde
No 13, FD&C Rojo No 13, FD&C Rojo No 140, FD&C Amarillo
No. 15, FD&C Amarillo No. 16, D&C Azul No. 14, D&C Azul
No. 19, D&C Verde No. 15, D&C Verde No. 16, D&C Verde
No. 18, D&C Naranja No. 14, D&C Naranja No. 15, D&C
Naranja No. 110, D&C Naranja No. 111, D&C Naranja No. 117,
FD&C Rojo No. 14, D&C Rojo No. 16, D&C Rojo No. 17,
D&C Rojo No. 18, D&C Rojo No. 19, D&C Rojo No. 117,
D&C Rojo No. 119, D&C Rojo No. 121, D&C Rojo No. 122,
D&C Rojo No. 127, D&C Rojo No. 128, D&C Rojo No. 130,
D&C Rojo No. 131, D&C Rojo No. 134, D&C Rojo No. 139,
FD&C Rojo No. 140, D&C Violeta No. 12, D&C Amarillo No.
17, Ext. D&C Amarillo No. 17, D&C Amarillo No. 18, D&C
Amarillo No. 111, D&C Marrón No. 11, Ext. D&C Violeta No.
12, D&C Azul No. 16 y D&C Amarillo No. 110. Tales colorantes
son materiales bien conocidos, comercialmente disponibles, estando
descrita su estructura química, por ejemplo, en 21 C.F.R. Part 74
(as revised April 1, 1988) y la CTFA Cosmetic Ingredient Handbook,
(1988), publicada por la Cosmetics, Toiletry and Fragrancy
Association, Inc. Estas publicaciones se incorporan aquí como
referencia.
El colorante puede ser una sustancia que es un
colorante latente, por ejemplo un formador de color que exhibe un
color por exposición a un mecanismo disparador adecuado, por ejemplo
calor o irradiación. Tales formadores de colores atrapados pueden
recubrir o incorporarse en un sustrato y luego tratarse para exhibir
el color. La ventaja de proveer formadores de color como partículas
poliméricas es que pueden ser procesadas e incorporarse más
fácilmente en el sustrato en una forma deseada. El formador de color
puede aún ser activado incluso cuando está atrapado dentro de la
partícula polimérica.
El proceso de la presente invención involucra la
dispersión de solución acuosa de un polímero de matriz que contiene
partículas secundarias en un líquido inmiscible en agua.
Las partículas secundarias pueden estar
comprendidas dentro de la solución acuosa del polímero de matriz
como resultado de la polimerización de los monómeros utilizados
para formar las partículas secundarias como una polimerización en
emulsión acuosa o en microemulsión acuosa en presencia de una
solución acuosa del polímero de matriz, por ejemplo, como se
describió anteriormente. De forma alternativa, las partículas
secundarias pueden ser preparadas de manera separada y luego
dispersadas dentro de la solución acuosa del polímero de matriz
para formar una dispersión. La dispersión puede ser sometida
entonces a deshidratación con el fin de eliminar el agua de la
solución del polímero de matriz acuosa, resultando una formación de
las partículas de la invención.
Las partículas de la presente invención que
comprenden un ingrediente activo (por ejemplo un colorante), pueden
ser preparadas dispersando el ingrediente activo en la solución
acuosa del polímero de matriz. Así la dispersión comprendería un
ingrediente activo (por ejemplo colorante) y partículas secundarias
distribuidas a través de la solución del polímero de matriz.
Típicamente el líquido inmiscible en agua es un
líquido orgánico o mezcla de líquidos orgánicos. El líquido
orgánico preferido es una mezcla de aceite de parafina no volátil y
un aceite de parafina volátil. Los dos aceites pueden ser
utilizados en proporciones iguales en peso, pero generalmente se
prefiere utilizar el aceite no volátil en exceso, por ejemplo más
de 50 a 75 partes en peso del aceite no volátil contra 25 a menos de
50 partes en peso del aceite volátil.
En el proceso de obtención de las partículas de
acuerdo con la invención es deseable para la presente invención
incluir un estabilizador anfifático polimérico en el líquido
inmiscible en agua. El estabilizador anfifático puede ser cualquier
estabilizador anfifático adecuado comercialmente disponible, por
ejemplo HYPERMER (RTM) (disponible de ICI). Estabilizantes
adecuados también incluyen los estabilizantes descritos en
WO-A-97/24179. Aunque es posible
incluir otros materiales estabilizantes además del estabilizador
anfifático, tales como surfactantes, generalmente se prefiere que
el único material estabilizador sea el estabilizador anfifático.
En el proceso de la presente invención la etapa
de deshidratación puede ser alcanzada por cualquier medio
conveniente. De forma deseable, la deshidratación puede ser
efectuada sometiendo la dispersión en aceite a destilación al
vacío. En general esto requerirá temperaturas elevadas, por ejemplo
temperaturas de 30ºC o más. Aunque puede ser posible utilizar
temperaturas mucho más altas, por ejemplo, 80 a 90ºC, se prefiere
generalmente utilizar temperaturas de menos de 60 o 70ºC.
En vez de la destilación al vacío puede ser
deseable efectuar la deshidratación por secado por aspersión. En
forma adecuada esto puede alcanzarse mediante el proceso de secado
por aspersión descrito en
WO-A-97/34945.
La etapa de deshidratación elimina el agua de la
solución acuosa del polímero de la matriz y también el componente
contraiónico volátil, resultando en una matriz de polímero seca que
es insoluble y no hinchable en agua, que contiene en la misma las
partículas secundarias y opcionalmente el ingrediente activo (por
ejemplo un colorante) que se distribuyen a través de la matriz
polimérica.
Las partículas de la invención pueden ser
utilizadas en una variedad de aplicaciones industriales, por
ejemplo, en la manufactura de tintas, papel y cuidado personal,
tales como composiciones cosméticas y otras formulaciones de
cuidado personal.
Los siguientes ejemplos son una ilustración de
la invención.
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Microperlas coloreadas de amarillo resistentes a
la ruptura que comprenden 60% en peso de pigmentos poliméricos y
40% en peso de polímeros de matriz entrecruzados se prepara como
sigue:
Se prepara una fase acuosa diluyendo 488 g de
microemulsión de polímero a 46% que contiene 32% en peso de un
copolímero de estireno-metacrilato de metilo (70/30%
en peso de relación de monómero, peso molecular 200,000)
microemulsión estabilizada con un 14% en peso de copolímero de
estireno-ácido acrílico (65/35% en peso de relación de monómeros,
peso molecular 6000) con 790 g de agua y luego moliendo 313 g de
polvo de laca Amarillo # 10 Al (ex-Kingfisher) y 56
g de dióxido de titanio bajo un mezclador a alta velocidad. A la
dispersión acuosa de pigmento resultante se añaden 19 g de solución
acuosa al 50% de carbonato de amonio zirconio.
Separadamente, se prepara una fase aceitosa
diluyendo 76 g de estabilizador anfifático al 20% (90% en peso de
metacrilato de estearilo, 10% en peso de copolímero de ácido
metacrílico, peso molecular 40,000) con 1800 g de solvente Isopar G
(obtenible en Exxon Mobil). La fase acuosa anterior se añade a esta
fase oleosa bajo un homogenizador de alta velocidad para formar una
emulsión de agua en aceite que tiene un diámetro de partícula de
gota promedio de 20 micrones. La emulsión formada se transfiere a un
reactor de un litro dispuesto para destilación al vacío. La
emulsión se calienta a 60ºC y luego se somete a destilación al vacío
para eliminar la mezcla agua/solvente Isopar G. La destilación al
vacío se continúa a 100ºC hasta que no se recoja agua adicional en
el destilado. A continuación, el contenido del reactor se mantiene
durante una hora adicional para completar la reacción de
entrecruzamiento entre el agente de entrecruzamiento de zirconio y
la resina carboxilada soportada.
Después de esta etapa de tratamiento con calor,
el contenido del reactor se enfría a 25ºC y las microperlas
coloreadas formadas son aisladas por filtración y secado al horno a
90ºC. El producto final son microperlas amarillas de flujo libre
que tienen un diámetro de tamaño de partícula medio de 20
micrones.
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepararon microperlas coloreadas de rojo de
la misma manera como se describió en el Ejemplo 1, excepto que se
utilizaron 313 g de polvo de laca de Rojo # 7 Ca
(ex-Kingfisher) en vez del polvo de laca Amarillo #
10 Al.
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepararon microperlas coloreadas de azul de
la misma manera como se describió en el Ejemplo 1, excepto que se
añadieron 313 g de polvo de laca Azul # 1 Al
(ex-Kingfisher) en vez del polvo de laca Amarillo #
10 Al.
\vskip1.000000\baselineskip
Este Ejemplo ilustra la resistencia a la ruptura
de las microperlas obtenidas por esta invención. 30 gramos de
microperlas amarillas del Ejemplo 1 fueron añadidas a 270 g de
miristato de Isopropilo. La pasta de microperlas resultantes fue
calentada a 75ºC y luego homogenizado durante 30 minutos a 6,000 rpm
con un mezclador de alta velocidad. Después de este tratamiento, la
mezcla fue enfriada a temperatura ambiente y las microperlas se
examinaron bajo un microscopio de luz. La Figura 2 muestra las
partículas coloreadas hechas de acuerdo con esta invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepara una fase acuosa diluyendo 200 g de
una microemulsión al 46% de polímero (un copolímero de
estireno-metacrilato de metilo estabilizado con un
copolímero de estireno-ácido acrílico) con 100 g de agua. En ella se
dispersaron 31 g de polvo de laca Azul # 1 Al
(ex-Kingfisher) bajo un mezclador de alta velocidad.
A la dispersión resultante se añade una pasta que comprende 20 g de
óxido de zinc hidratado en 80 g de agua.
De forma separada, se prepara una fase oleosa
por dilución de 44 g de un estabilizador anfifático al 20%
(compuesto de un copolímero de metacrilato de estearilo (90% en
peso) - ácido Metacrílico (10% en peso)) con 600 g de Isopar G (de
Exxon Mobil).
La fase acuosa se dispersa en la fase oleosa con
la ayuda de un homogenizador de alta velocidad para formar una
emulsión agua en aceite con un diámetro de partícula promedio de 20
micrones. Esta emulsión se transfiere a un conjunto de aparato
equipado para la destilación. La emulsión se calienta a 50ºC y se
somete a destilación al vacío y se calienta (temperatura máxima
100ºC) hasta que no se recoja más agua en el destilado. Después de
esto, el contenido del reactor se mantiene a aproximadamente 100ºC
durante una hora adicional para completar la reacción de
entrecruzamiento. Una vez que está completa, la masa de reacción es
enfriada a 25ºC y se filtra para recuperar las perlas coloreadas.
Finalmente las perlas son secadas en horno a 90ºC para producir un
polvo azul de flujo libre con un tamaño de partícula promedio de 20
micrones.
Claims (40)
1. Partículas poliméricas que comprenden una
matriz polimérica que ha sido formada a partir de una mezcla de
monómeros que comprende un primer monómero que es un monómero iónico
etilénicamente insaturado y un segundo monómero que es un monómero
hidrófobo etilénicamente insaturado que es capaz de formar un
homopolímero de temperatura de transición de vidrio por encima de
50ºC,
donde las partículas secundarias están
distribuidas a través de la matriz, en la cual las partículas
secundarias comprenden un polímero hidrófobo que ha sido formado a
partir de un monómero hidrófobo etilénicamente insaturado que es
capaz de formar un homopolímero con temperatura de transición de
vidrio por encima de 50ºC y opcionalmente otros monómeros, polímero
hidrófobo que es diferente de la matriz polimérica.
2. Partículas poliméricas de acuerdo con la
reivindicación 1, en los cuales el primer monómero es una sal de un
componente contraiónico volátil.
3. Partículas poliméricas de acuerdo con la
reivindicación 1 o reivindicación 2, que comprende un ingrediente
activo.
4. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprenden un
ingrediente activo seleccionado de absorbedores UV, reflectores UV,
retardantes de llama y materiales trazadores de colorantes
activos.
5. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en las cuales la matriz
polimérica comprende un polímero que está en forma de ácido libre o
base libre.
6. Partículas poliméricas con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en las cuales la matriz polimérica está
entre cruzada.
7. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en las cuales las
partículas poliméricas tienen un tamaño de partícula promedio por
debajo de 100 micrones, preferiblemente por debajo de 50
micrones.
8. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en las cuales el segundo
monómero es seleccionado del grupo consistente de estireno,
metacrilato de metilo, acrilonitrilo, metacrilato de butilo
terciario, metacrilato de fenilo, metacrilato de ciclohexilo y
metacrilato de isobornilo.
9. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 8, en las cuales el primer
monómero es una sal de ácido carboxílico etilénicamente insaturado
de un componente contraiónico volátil, donde el componente
contraiónico volátil es amoniaco o una amina volátil.
10. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en las cuales el polímero
de matriz es un copolímero de estireno con acrilato de amonio y se
usan carbonato de amonio zirconio u óxido de zinc como agente de
entrecruzamiento.
11. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en las cuales el primer
monómero es una sal de amina etilénicamente insaturada de un
componente contraiónico volátil, donde el componente contraiónico
volátil es un ácido carboxílico volátil.
12. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en las cuales las
partículas secundarias se forman a partir de un monómero o mezcla
de monómeros que comprende un monómero hidrófobo que es el mismo
que el segundo monómero utilizado para formar la matriz
polimérica.
13. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 en las cuales las
partículas secundarias son formadas a partir de estireno y
opcionalmente otros monómeros.
14. Partículas poliméricas de acuerdo con la
reivindicación 13 en las cuales las partículas secundarias se
forman a partir de estireno y metacrilato de metilo.
15. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 en las cuales las
partículas secundarias tienen un tamaño de partícula promedio de
menos de 750 nm.
16. Partículas poliméricas de acuerdo con la
reivindicación 15 en las cuales las partículas secundarias tienen
un tamaño de partícula promedio en el rango entre 50 y 500 nm.
17. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16 en las cuales las
partículas poliméricas tienen una configuración de núcleo cubierta
en la cual el núcleo comprende el polímero hidrófobo y la cubierta
comprende el polímero de matriz.
18. Partículas poliméricas de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 17 en las cuales el polímero
de matriz es impermeable al ingrediente activo.
19. Un proceso para preparar partículas
poliméricas que comprende una matriz polimérica y partículas
secundarias distribuidas a través de la matriz,
donde la matriz polimérica ha sido formada a
partir de una mezcla de monómeros que comprende un primer monómero
que es un monómero iónico etilénicamente insaturado y un segundo
monómero que es un monómero hidrófobo etilénicamente insaturado que
es capaz de formar un homopolímero de temperatura de transición de
vidrio por encima de 50ºC,
en el cual las partículas secundarias comprenden
un polímero hidrófobo que ha sido formado a partir de un monómero
hidrófobo etilénicamente insaturado que es capaz de formar un
homopolímero de temperatura de transición de vidrio por encima de
50ºC y opcionalmente otros monómeros, polímero hidrófobo que es
diferente de la matriz polimérica.
Proceso que comprende las etapas,
- A)
- proveer una fase acuosa de una sal polimérica formada a partir de una mezcla de monómeros que comprende el primero y segundo monómeros,
- B)
- formar las partículas secundarias en la fase acuosa o combinar las partículas secundarias en la fase acuosa,
- C)
- formar una dispersión que consiste esencialmente de la fase acuosa en una fase líquida inmiscible en agua que comprende preferiblemente un estabilizador polimérico anfifático para formar una emulsión, y
- D)
- Someter la dispersión a deshidratación donde el agua se evapora de las partículas acuosas formando por lo tanto partículas sólidas que comprende las partículas secundarias distribuidas a través del polímero de matriz.
\vskip1.000000\baselineskip
20. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
19, en el cual el primer monómero es una sal de un componente
contraiónico volátil.
21. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
19 o reivindicación 20, en el cual las partículas comprenden un
ingrediente activo.
22. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 21, en el cual las partículas comprenden un
ingrediente activo seleccionado de colorantes.
23. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 22, en el cual la matriz polimérica comprende
un polímero que es una forma de ácido libre o base libre.
24. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 23, en el cual se incluye un agente de
entrecruzamiento en la fase acuosa y el polímero de matriz se
entrecruza durante la etapa de deshidratación.
25. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 24, en el cual las partículas poliméricas
tienen un tamaño de partícula promedio por debajo de 100 micrones,
preferiblemente por debajo de 50 micrones.
26. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 25 en el cual el segundo monómero es
seleccionado del grupo consistente de estireno, metacrilato de
metilo, acrilonitrilo, metacrilato de butilo terciario, metacrilato
de fenilo, metacrilato de ciclohexilo y metacrilato de
isobornilo.
27. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 26 en el cual el primer monómero es una sal
de ácido carboxílico etilénicamente insaturado de un componente
contraiónico volátil, donde el componente contraiónico volátil es
amoniaco o una amina volátil.
28. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 27 en el cual la matriz polimérica es un
copolímero de estireno con acrilato de amonio y se usan carbonato de
amonio zirconio u óxido de zinc como agente de
entrecruzamiento.
29. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 28 en el cual el primer monómero es una amina
etilénicamente insaturada y el componente contraiónico volátil es un
ácido carboxílico volátil.
30. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 29 en el cual las partículas secundarias se
forman a partir de un monómero hidrófobo el cual es el mismo que el
monómero secundario utilizado para formar la matriz polimérica.
31. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 30 en el cual las partículas secundarias se
forman a partir de estireno y opcionalmente otros monómeros.
32. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
31 en el cual las partículas secundarias se forman a partir de
estireno y metacrilato de metilo.
33. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 32 en el cual las partículas secundarias
tienen un tamaño de partícula promedio por debajo de 750 nm.
34. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
33 en el cual las partículas secundarias tienen un tamaño de
partícula promedio en el rango entre 50 y 500 nm.
35. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 34 y en el cual las partículas secundarias se
forman como una microemulsión dentro de la fase acuosa por
polimerización en microemulsión.
36. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 35, en el cual las partículas secundarias
tienen una configuración de núcleo cubierta en el cual el núcleo
comprende el polímero hidrófobo y la cubierta comprende el polímero
de matriz.
37. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 36 en el cual el polímero de matriz es
impermeable al ingrediente activo.
38. Un proceso de acuerdo a cualquiera de las
reivindicaciones 22 a 37 en el cual el colorante es un colorante,
pigmento o laca.
39. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 22 a 38 en el cual la etapa de deshidratación
involucra destilación al vacío.
40. Un proceso de acuerdo cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 39 en el cual la etapa de deshidratación
involucra secado por aspersión.
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