[发明专利]非球形小滴

说明书

技术领域

本发明涉及包含内部固体材料的液滴和制备所述液滴的方法。

背景技术

有益剂，诸如香料、酶等常常以小滴或颗粒的形式被递送到基底。此类递送可通过使用液滴来实现，所述液滴能够存在于另一种液体中或存在于空气中，例如气溶胶。另一种方法是经由加载的固体载体材料诸如沸石或淀粉。在这种情况下，有益剂通常作为液体存在，所述液体施加于载体材料并被吸收在固体颗粒中。最终的方法经由核-壳颗粒，其中有益剂为被固体壳包围的液体芯的组分。然而，当使用这些已知的方法时，遇到多个问题。

加载的载体材料遭遇两个问题。第一个问题是附接到基底的能力。附接常常依赖于吸引力，如固体载体材料和基底之间的电荷吸引力。如果表面具有与载体材料外表面相同的电荷，则附接是不可能的。第二，即使附接到基底应该是成功的，有益剂从载体材料移动到基底也可能是有问题的。这是因为固体材料附接到基底上，因此吸收到载体材料中液体可能不能够容易地转移，因为其不与基底直接接触。

液滴克服加载的载体材料中的一些缺点。首先，因为其是液体，所以它们可附接到基底上而不需要与固体颗粒相同的要求，如电荷吸引力等。附接通过液-固附接，即“润湿”来促进。“润湿”基本上是液体可润湿固体的程度，并且是液体和固体之间粘附力的函数。例如，当液体的小滴在固体表面上形成时，例如玻璃上的水滴，这种类型的粘附是显而易见的。此外，有益剂到达基底表面的能力也将被改善。这是因为，当小滴粘附到基底上时，有益剂能够容易地穿过液体并直接到基底表面上。然而，液滴趋于为球形。尤其是如果基底对小滴本身呈现出低表面积，则这导致对基底诸如天然纤维(例子为毛发或棉纤维)或合成纤维(例子为尼龙或聚丙烯)的初始接触的低表面积。从而，初始附接趋于是有问题的。

核-壳颗粒包含固体外壳和包含有益剂的液体内芯。这些类型的颗粒常常是球形的，但也可以为非球形，从而为改善的初始附接和粘附性提供较大的表面积。然而，核-壳颗粒仍然遭受基于电荷的粘附性问题以及有益剂随那些加载的载体材料颗粒转移。对于固体颗粒或核-壳颗粒，颗粒和基底之间的接触面积受到限制，这是因为固体趋于在接触基底时没有太多变形。在基底具有不平坦表面形貌特征时，如弯曲毛发或纤维，这尤其是有问题的。

因此，本领域仍然需要有益剂递送颗粒，所述颗粒至少部分地克服上述问题。

现在已经令人惊奇地发现，包含限定小滴形状的固体材料的非球形液滴克服上述问题。固体材料使得小滴具有非球形形状，但是因为小滴在其整个表面上为液体，所以对基底的最佳附接可由于基底的润湿并通过小滴扩散在基底上来实现。

发明内容

本发明涉及非球形液滴，其中所述液滴包含：液体；和内部固体材料，所述内部固体材料限定小滴的非球形形状；以及有益剂；并且其中液滴在内部固体材料上的三相接触角小于1°；并且其中，所述液滴具有介于100和1,000,000帕斯卡之间的屈服应力。

本发明还涉及组合物，所述组合物包含外部液体和如上所述的液滴，其中所述液滴与外部液体不混溶。

本发明还涉及将有益剂沉积到基底上的方法，所述方法包括以下步骤：(i)制备液体，所述液体包含外部液体和非球形液滴，其中所述小滴包含：(a)液体；和(b)内部固体材料，所述内部固体材料限定小滴的形状；以及(c)有益剂；并且其中液体在内部固体材料上的三相接触角小于1°；并且其中所述液滴具有介于100和1,000,000帕斯卡之间的屈服应力；并且其中，所述液滴与外部液体不混溶；以及(ii)使液体与基底接触。

本发明还涉及用于制备根据本发明的非球形小滴的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将第一液体组合物和第二液体以及液体有益剂混合，所述第一液体组合物包含具有介于100和1,000,000帕斯卡之间的屈服应力的熔融成分，所述屈服应力在25℃的温度下测量，其中将所述第一液体和第二液体以及液体有益剂在高于50℃的温度下混合以制备液滴预混物；(ii)制备通道，其中所述通道任选地包含第三液体，所述第三液体与所述第二液体不混溶，并且其中所述第三液体流动穿过所述通道；(iii)将所述液滴预混物的单独小滴引入所述通道中，其中所述通道包括收缩部以使所述小滴成形；(iv)使所述预混物小滴在50℃或以下的温度下进入所述收缩部，使得所述第一液体固化以制备液体非球形小滴；(v)使所述非球形液滴沉积到包含所述第三液体的组合物中，所述第三液体与所述第二液体不混溶。

附图说明

图1公开了三维非球形液滴的二维投影的例子。

图2A描绘了三相接触角测量。

图2B描绘了三相接触角测量。