本発明は、結晶メッシュを含む固体溶解性組成物を含む。結晶質メッシュ(「メッシュ」)は、結晶化剤から形成された繊維状結晶粒子の比較的剛性の三次元連結結晶質骨格フレームワークを含む。本発明の固体溶解性組成物は、結晶化剤(複数可)、低含水量、フレッシュネス有益剤(複数可)を有し、室温以上/室温未満で水に容易に溶解可能である。
理論に限定されるものではないが、本発明の脂肪酸組成物中の対イオンは、開示された組成物の独特の性能特性を提供するのに役立ち、以下により詳細に説明されると考えられる。ナトリウム対イオンは、メッシュ微細構造を形成する脂肪酸カルボン酸塩の繊維結晶をもたらす。このメッシュ微細構造は、迅速な溶解を確実にし、輸送コストを下げるのに有利である低密度組成物の更なる利点を提供する。カリウム、マグネシウム、及びトリエタノールアミンのような他の対イオンと共に、脂肪酸カルボン酸塩は板状結晶を形成し、それらを含む乾燥組成物を砕けやすくするか又は溶解しにくくする。非性能固体溶解性組成物のための対イオンは、水酸化ナトリウム以外の強アルカリ剤(例えば、水酸化カリウム)の使用を通して導入する、又は塩化カリウム若しくは塩化マグネシウム等の添加塩として別個に導入することができる。ナトリウム以外の対イオンの使用は、一般に、開示される組成物の性能特性を提供するメッシュ構造を生成しない。
開示された本発明の固体溶解性組成物は、低鎖長(C8~C12)脂肪酸カルボン酸ナトリウムを含む。
本発明は、以下の例示的な組成物の詳細な説明を参照することによって、より容易に理解され得る。特許請求の範囲が、本明細書に記載の特定の製品、方法、条件、装置、又はパラメータに限定されず、本明細書で使用される用語が、特許請求される本発明を限定するようには意図されていないことを理解されたい。
本明細書で使用するとき、「固体溶解性組成物」(SDC)は、本明細書に記載されるように処理されたとき、標的洗浄温度で容易に溶解する繊維の相互接続された結晶メッシュを形成する脂肪酸カルボン酸ナトリウムの結晶化剤、任意のフレッシュネス有益剤、及び10重量%以下の水を含む。SDCは、粉末、粒子、凝集体、フレーク、顆粒、ペレット、錠剤、ロゼンジ、パック、ブリケット、レンガ、固体ブロック、単位用量、又は当業者に公知の他の固体形態などの固体形態である。本明細書では、「ビーズ」は、半径約2.5mmの半球形状を有する特定の固体形態である。
本明細書で使用するとき、「固体溶解性組成物混合物」(SDCM)は、水除去前(例えば、混合段階又は結晶化段階中)の固体溶解性組成物の成分を含む。SDCMは水相を含み、更に水性担体を含む。水性担体は、蒸留水、脱イオン水、又は水道水であってもよい。水性担体は、SDCMの約65重量%~99.5重量%、あるいは約65重量%~約90重量%、あるいは約70重量%~約85重量%、あるいは約75重量%の量の重量で存在してもよい。
本明細書で使用するとき、「レオロジー固体組成物」(RSC)は、SDCを得るための水除去前の結晶化(結晶化段階)後のSDCMの固体形態を説明し、RSCは、約65重量%超の水を含み、固体形態は、結晶化剤からの繊維状結晶粒子の連結「構造化」メッシュ(メッシュ微細構造)からのものである。
本明細書で使用され、以下で更に説明される「フレッシュネス有益剤」は、洗浄を通して布地にフレッシュネス効果を付与するためにSDCM、RSC、又はSDCに添加される材料を含む。いくつかの実施形態では、フレッシュネス有益剤は、ニート香料であってもよい。実施形態では、フレッシュネス有益剤は、封入された香料(香料カプセル)であってもよい。実施形態では、フレッシュネス有益剤は、香料及び/又は香料カプセルの混合物であってもよい。
本明細書で使用するとき、「結晶化温度」は、結晶化剤(又は結晶化剤の組み合わせ)がSDCM中に完全に可溶化される温度を記載するため、あるいは、本明細書では、結晶化剤(又は結晶化剤の組み合わせ)がSDCM中で何らかの結晶化を示す温度を記載するために使用される。
本明細書で使用するとき、「溶解温度」は、SDCが通常の洗浄条件下で水中に完全に可溶化される温度を記載するために使用される。
本明細書で使用するとき、「安定温度」は、組成物がもはや安定な固体構造を示さず、液体又はペーストとみなすことができ、固体溶解性組成物がもはや意図したように機能しないように、SDC材料の大部分(又は全て)が完全に溶融する温度である。安定温度は、熱安定性試験方法によって求められる最低温度熱転移である。本発明の実施形態において、安定温度は、サプライチェーンにおける安定性を確保するために、約40℃超、より好ましくは約50℃超、より好ましくは約60℃超、最も好ましくは約70℃超であってもよい。当業者であれば、示差走査熱量測定(DSC)機器を用いて最低熱転移を測定する方法を理解するであろう。
本明細書で使用するとき、「湿度安定性」は、低水分組成物が、25℃で周囲環境からの湿度から、水中で元の質量の5重量%超を自発的に吸収する相対湿度である。湿潤環境に曝露されたときに少量の水を吸収することは、より持続可能な包装を可能にする。多量の水を吸収すると、組成物が軟化又は液化して、もはや意図したように機能しなくなる危険性がある。本発明の実施形態では、湿度安定性は、70%RH超、より好ましくは80%RH超、より好ましくは90%RH超、最も好ましくは95%RH超であってもよい。当業者であれば、湿度試験方法に更に記載される動的蒸気収着(DVS)装置を用いて5%重量増加を測定する方法を理解するであろう。
本明細書で使用するとき、「洗浄組成物」は、別途記載のない限り、顆粒又は粉末の形態の汎用又は「強力」洗浄剤、特に、清浄用洗剤;液体、ゲル、又はペースト形態の汎用洗浄剤、特にいわゆる強力液体タイプのもの;繊細な布地用の液体洗剤;食器手洗い用洗剤又は軽作業用食器用洗剤、特に高発泡タイプのもの;家庭用及び業務用の種々のパウチ、錠剤、顆粒、液体及び泡切れの良いタイプを含む食器洗浄機用洗浄剤、液体洗浄剤及び消毒剤(抗菌性手洗いタイプ、洗浄バー、口腔洗浄剤、入れ歯洗浄剤、歯磨剤、自動車又はカーペット用シャンプー、浴室用洗浄剤を含む);毛髪用シャンプー及び毛髪用リンス;シャワージェル及びフォームバス、並びに金属洗浄剤;加えて、漂白添加剤及び「染み用スティック」又は前処理タイプなどの洗浄補助剤、乾燥機添加シート、乾燥及び湿潤ワイプ及びパッド、不織布基材、並びにスポンジなどの基材を有する製品;加えて、スプレー及びミストを含む。
本明細書で使用するとき、「通常の使用中に溶解する」とは、固体溶解性組成物が洗浄サイクル中に完全に又は実質的に溶解することを意味する。当業者であれば、洗浄サイクルが広範囲の条件(例えば、サイクル時間、機械タイプ、洗浄溶液組成、温度)を有することを認識するであろう。適切な組成物は、これらの条件の少なくとも1つにおいて完全に又は実質的に溶解する。好適な組成物及び微細構造は、洗浄条件下での所望の溶解プロファイルについて、溶解試験方法によって、37℃の溶解温度で5%超の溶解率MA、より好ましくは25℃の溶解温度で5%超の溶解率MAを可能にする。
本明細書で使用するとき、「バイオベース」材料という用語は、再生可能材料を指す。
本明細書で使用するとき、「再生可能材料」という用語は、再生可能材料から生成される材料を指す。本明細書で使用するとき、「再生可能資源」という用語は、その消費速度に匹敵する速度(例えば、100年の時間枠内で)で自然過程によって生成される資源を指す。この資源は、自然に、又は農業技術によって補充され得る。再生可能資源の非限定的な例としては、植物(例えば、サトウキビ、ビート、トウモロコシ、ジャガイモ、柑橘果実、木本植物、リグノセルロース、ヘミセルロース、及びセルロース廃棄物)、動物、魚、細菌、真菌及び林産物が挙げられる。これら資源は、自然発生、交雑、又は遺伝子組み換えされた生物であってよい。生じるのに100年以上かかる原油、石炭、天然ガス、及び泥炭などの天然資源は、再生可能資源とはみなされない。本発明の材料の少なくとも一部は、二酸化炭素と切り離すことのできる再生可能資源に由来することから、本材料の使用は地球温暖化の可能性及び化石燃料消費量を低減することができる。
本明細書で使用するとき、「バイオベース含有量」という用語は、ASTM D6866-10、方法Bを用いて求められ、材料中の全有機炭素の重量(質量)の百分率としての材料中の再生可能資源に由来する炭素の量を指す。
「固体」という用語は、固体溶解性組成物の貯蔵及び使用の予想される条件下での組成物の物理的状態を指す。
本明細書で使用するとき、「a」及び「an」などの冠詞は、特許請求の範囲において使用されるときは、特許請求されている又は記載されるものの1つ以上を意味するものと理解される。
本明細書で使用するとき、用語「含む(include)」、「含む(includes)」、及び「含んでいる(including)」は、非限定的であることを意味する。
別途注記がない限り、全ての成分又は組成物の濃度は、その成分又は組成物の活性部分に関するものであり、このような成分又は組成物の市販の供給源に存在し得る不純物、例えば、残留溶媒又は副生成物は除外される。
全ての百分率及び比率は、特に断らない限り、重量基準で計算される。全ての百分率及び比率は、特に断らない限り、全組成に基づいて計算される。
本明細書の全体を通して与えられる全ての最大数値制限は、それよりも低い全ての数値制限を、このようなより低い数値制限があたかも本明細書に明示的に記載されているかのように含むことが理解されるべきである。本明細書の全体を通して示されている全ての最小数極限値は、それよりも高い全ての数値限定を、このようなより高い数値限定があたかも本明細書に明示的に記載されているかのように含む。本明細書の全体を通して与えられる全ての数値範囲は、このような広い数値範囲内に入るあらゆる狭い数値範囲を、このような狭い数値範囲が全てあたかも本明細書に明示的に記載されているかのように含む。
固体溶解性組成物(SDC)は、メッシュ微細構造を形成するのに十分な結晶繊維長及び濃度を有する繊維状連結結晶(図2A及び2B)を含む。メッシュは、SDCが比較的少量の材料で固体であることを可能にする。メッシュはまた、香料カプセル(図3A及び3B)などのフレッシュネス有益剤などの粒子状活性剤の捕捉及び保護を可能にする。ある実施形態では、活性剤、例えばフレッシュネス有益活性剤は、100μms未満、好ましくは50μms未満、より好ましくは25μms未満の径を有する離散粒子、例えば香料カプセルであってもよい。更に、活性剤、例えばフレッシュネス有益剤は、液体のフレッシュネス有益剤、例えばニート香料であってもよい。メッシュ微細構造中の空隙は、非常に高い濃度の活性剤包含を可能にする。実施形態では、好ましくは、最大約15重量%、好ましくは最大約15重量%~約0.01重量%、好ましくは約15重量%~約0.5重量%、好ましくは約15重量%~約2重量%、最も好ましくは約15重量%~約2重量%の活性剤を添加することができる。空隙はまた、完全に固体の組成物と比較して溶解を加速するために、洗浄中に水が微細構造に取り込まれる経路を提供する。
驚くべきことに、高い溶解率、低含水量、耐湿性、及び熱安定性を有するSDCを調製することが可能である。長鎖脂肪酸のナトリウム塩(すなわち、ミリスチン酸ナトリウム(NaC14)からステアリン酸ナトリウム(NaC18))は、繊維状結晶を形成することができる。繊維状晶癖をもたらす結晶成長パターンは、NaC14~NaC18分子の親水性(頭部基)及び疎水性(炭化水素鎖)バランスを反映することが一般に理解されている。この出願に開示されているように、使用される結晶化剤は同じ親水性の寄与を有するが、使用される脂肪酸カルボン酸ナトリウムの炭化水素鎖がより短いために、非常に異なる疎水性を有する。実際、炭素鎖は、以前に開示されたもの(米国特許出願公開第2021/0315783(A1)号)の約半分の長さである。更に、当業者であれば、同じ鎖であるが異なる頭部基を有するエトキシ化アルコールなどの多くの界面活性剤は、湿度のかなりの取り込みを受け、著しい温度誘導変化を受けやすいことを認識しているであろう。本発明における結晶化剤の選択された群は、これら全ての有用な特性を可能にする。
固体溶解性組成物を製造する方法は、他のアプローチに対していくつかの利点を提供する。第1に、先に述べたように、圧縮(例えば、錠剤作製)及び場合によっては押出によって同様の組成物を作製することは、分散された香料カプセルに有害な影響を及ぼす。錠剤を作製するプロセスは、固体材料を圧縮し、理論に束縛されることを望むものではないが、材料中に著しい局所歪みをもたらし、香料カプセルを破壊し、封入された香料を放出する(図4)。第2に、圧縮による類似の組成物の作製(例えば、錠剤作製)もまた、構造を圧縮して、それらをより高密度にし、より溶解しにくくする(図5A及び5B)。第3に、主な市販の布地フレッシュネスビーズ作製プロセスは、フレッシュネス有益剤の選択を制限する。ほとんどの現在市販されているビーズを形成するために使用されるポリエチレングリコール(PEG)は、PEGの融点より高い温度70℃~80℃の間で処理されなければならない。約25℃でSDCを調製することは、より幅広い種類のニート香料及び香料カプセルを可能にする。実際のプロセスでは、PEGの融点の温度を何時間も維持しなければならず、いくつかの香料原料は非常に揮発性が高く、処理中に蒸発する。SDCのための香油の包含は室温で行われ、したがって、ニート香料として添加するための香料原料の範囲が広がる。最後に、多くの香料カプセル壁化学作用は、より高いプロセス温度で機能しなくなって、香料を時期尚早に放出する原因となり、したがって、フレッシュネス有益剤活性剤として無効になる。より低い温度のプロセス条件を可能にすることによって、本明細書に記載されるSDC組成物は、より広い範囲のカプセル壁化学作用を利用することを可能にする。
現在市販されている水溶性ポリマーは、芳香増強剤送達系としての香料カプセルの使用に制限を与える。香料カプセルは水性スラリーで送達され、スラリーは封入された香料の最大20~30重量%に制限され、封入された香料の総量は約1.2重量%に制限される。これらの濃度を超える香料カプセル濃度の使用は、香料カプセルスラリー中の活性濃度によって制限され、これはまた、水溶性担体が固化するのを防止する水をもたらし、それによって香料カプセル送達を制限する。その結果、消費者は一般に、消費者が洗浄液に添加できるものに対する制限のために、所望の量のフレッシュネスを十分に享受しない。本発明の固体溶解性組成物は、最大15重量%超の香料カプセルを構築することができ、現在の水溶性ポリマーと比較して、約10倍のフレッシュネス送達をもたらすことができる。そのような高い送達は、本組成物の低含水量によって少なくとも部分的に可能にされ、現在の市販の布地フレッシュネスビーズに対して使用者に有意なフレッシュネスアップグレードを可能にする(図5)。
現在のフレッシュネス洗濯ビーズと比較して改善された本発明の組成物の性能は、組成物のマトリックスの溶解率に関連すると考えられる。理論に限定されるものではないが、組成物が洗浄サイクルの後半に溶解する場合、香料カプセルは、洗浄を通じて(TTW)布地上にそのまま堆積し、フレッシュネス性能を高める可能性が高いと考えられる。性能の最適化は、世界中の多種多様な洗浄条件によって複雑化される。例えば、日本は4℃の冷水を使用し、北米は25℃を使用し、ロシアは37℃を使用する。更に、北米は、大量の水を伴うトップローディング式機械を使用することができる。世界の多くでは、水がはるかに少ない高効率機械が使用されているため、完全な溶解が問題となる可能性がある。市販の布地フレッシュネスビーズに使用される現在の水溶性ポリマーは、溶解マトリックスとして使用される、限定された分子量範囲のポリエチレングリコール(PEG)によって設定される限定された溶解率を有する。結果として、PEGの単一ビーズは、ある範囲の機械及び洗浄条件下で機能しなければならず、性能が制限される。本組成物の溶解率は、組成物成分の比(例えば、ラウリン酸ナトリウム(NaL):デカン酸ナトリウム(NaD)比)を調整することによって、機械及び洗浄条件の範囲に合わせて調整することができる。(図7A~7C)これは、多くの異なる洗浄条件において有用な広範囲の組成物を作り出す機会を可能にし、様々なSDCが洗浄サイクル中の異なる時間にフレッシュネス有益剤を放出することができる。市販のPEGベースのビーズに対する、図7A-37℃での異なる時間プロファイル、図7B-25℃での異なる時間プロファイル、及び図7C-4℃での異なるプロファイル。
混合ビーズ組成物(例えば、低含水量ビーズ及び高含水量ビーズ)における水移動の制御は、水が高含水量ビーズの表面に移動するので、使用される現在の水溶性ポリマーでは困難である。ビーズは、パッケージの内外への水分透過を最小限に抑える封入パッケージ内に包装されることが多いので、高含水量ビーズの表面上に捕捉された水分は、低含水量ビーズの表面と接触し、ビーズ凝集及び製品分配問題につながる。対照的に、固体溶解性組成物の構造は、SDCからの水の移動を防止し、したがって、水の取り込みに敏感な材料(例えば、カチオン性ポリマー、漂白剤)の使用を可能にする。
前述したように、PEG(及び他の構造化材料)を使用する現在のビーズ配合物は、輸送中に熱及び/又は湿度に曝露された場合に分解しやすい。したがって、そのような劣化を軽減するために、特別な輸送条件及び/又は包装が必要とされることが多い。本発明のSDCは、温度及び湿度条件の範囲で安定である結晶構造を含む。好ましい実施形態では、SDCは、50℃未満で溶融転移を本質的に示さず、最も好ましい実施形態では、SDCは、熱安定性試験方法によって求められる場合、40℃未満で溶融転移を本質的に示さない(図8)。その結果、水分移動を防止するための輸送中の冷蔵及びプラスチック包装のための追加の資源は必要とされない。SDCは、フレッシュネス有益剤の強固な保護を可能にする。好ましい実施形態では、SDCは、湿度試験方法によって求められる場合、25℃で、70%RHで5%dm未満を示し、より好ましい実施形態では、80%RHで5%dm未満を示し、最も好ましい実施形態では、SDCは、90%RHで5%dm未満を示す(図9)。
理論に限定されることを望まないが、固体溶解性組成物の高い溶解率は、メッシュ微細構造によって少なくとも部分的に提供されると考えられる。これは、製品に「軽さ」と、使用中に活性物質の容易な送達を可能にする圧縮錠剤と比較して迅速に溶解する能力との両方を提供するのがこの多孔質構造であるため、重要であると考えられる。単一の結晶化剤(又は他の結晶化剤と組み合わせて)が、固体溶解性組成物作製プロセスにおいて繊維を形成することが重要であると考えられる。繊維の形成は、マイクロカプセル化を破壊し得る圧縮を必要とせずに活性物質を保持し得る固体溶解性組成物を可能にする。
実施形態では、繊維状結晶は、繊維試験方法によって求められる場合、10μmの最小長さ及び2μmの厚さを有し得る。
実施形態では、フレッシュネス有益剤は、粒子の形態をとってもよく、粒子は、a)メッシュ微細構造内に均一に分散されてもよく、b)メッシュ微細構造の表面上に塗布されてもよく、又はc)粒子の一部がメッシュ微細構造内に分散され、粒子の一部がメッシュ微細構造の表面に塗布されてもよい。実施形態では、フレッシュネス有益剤は、a)メッシュ微細構造の上面上の可溶性フィルムの形態であってもよく、b)メッシュ微細構造の底面上の可溶性フィルムの形態であってもよく、又はc)メッシュの底面及び上面の両方上の可溶性フィルムの形態であってもよい。活性物質は、可溶性フィルム及び粒子の組み合わせとして存在してもよい。
結晶化剤
結晶化剤は、飽和鎖及びC8~C12の範囲の鎖長を有する脂肪酸カルボン酸ナトリウムの小群から選択される。この組成範囲において、記載された調製方法を用いて、このような脂肪酸カルボン酸ナトリウムは、繊維状メッシュ微細構造、作製及び使用時の溶解のための理想的な可溶化温度を提供し、適切なブレンドによって、得られる固体溶解性組成物は、様々な用途及び条件に合わせてこれらの特性を調整可能である。
結晶化剤は、約5重量%~約35重量%、約10重量%~約35重量%、約15重量%~約35重量%の量で固体溶解性組成物混合物中に存在してもよい。結晶化剤は、固体溶解性組成物中に、約50重量%~約99重量%、約60重量%~約95重量%、及び約70重量%~約90重量%の量で存在してもよい。
好適な結晶化剤としては、オクタン酸ナトリウム(NaC8)、デカン酸ナトリウム(NaC10)、ドデカン酸ナトリウム又はラウリン酸ナトリウム(NaC12)、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
水相
固体溶解性組成物混合物及び固体溶解性組成物中に存在する水相は、水の水性担体と任意選択的に塩化ナトリウム塩とを含む他の微量成分から構成される。水相は、他の(非ナトリウム)カチオン又は水素溶媒との最小量の塩を含有してもよい。
水相は、固体溶解性組成物混合物の結晶化後に中間組成物として形成されるレオロジー固体の約65重量%~約95重量%、約65重量%~約90重量%、約65重量%~約85重量%の量で固体溶解性組成物混合物中に存在してもよい。
水相固体溶解性組成物混合物中の塩化ナトリウムは、0重量%~約10重量%、0重量%~約5重量%、及び0重量%~約1重量%で存在してもよい。最も好ましい実施形態は、最良の湿度安定性を確保するために、2重量%未満の塩化ナトリウムを含有する。
カプセル材料
カプセルは、有益剤をコアに封入するシェル(壁)材料(有益剤送達カプセル又は単に「カプセル」)を含む。有益剤は、本明細書で「有益剤」又は「封入された有益剤」と称されることがある。封入された有益剤は、コア内に封入化される。
カプセルは、組成物の約0.05重量%~約20重量%、又は約0.05重量%~約10重量%、又は約0.1重量%~約5重量%、又は約0.2重量%~約2重量%の量で組成物中に存在してもよい。本明細書で論じる場合、カプセルの量又は重量パーセントは、シェル材料とコア材料との合計を意味する。
カプセルは、約10nm~約10,000nm、好ましくは約170nm~約1,000nm、より好ましくは約300nm~約500nmの平均シェル厚を有することができる。
本明細書に記載される様々な実施形態において、カプセルは、約0.1μm~約300μm、約0.1μm~約200μm、約1μm~約200μm、約10μm~約200μm、又は約10μm~約50μmの体積加重平均カプセル径を有することができる。有利なことには、本明細書の実施形態によれば、カプセルの全体としての安定性を犠牲にすることなく、かつ/又は良好な破壊強度を維持しながら、大型のカプセル(例えば平均径約10μm以上)を提供することができるということが判明している。
本明細書に記載される様々な実施形態において、カプセルは、約0.1μm~約300μm、約0.1μm~約200μm、約1μm~約200μm、約10μm~約200μm、又は約10μm~約50μmの体積加重平均カプセル径を有することができる。有利なことには、本明細書の実施形態によれば、カプセルの全体としての安定性を犠牲にすることなく、かつ/又は良好な破壊強度を維持しながら、大型のカプセル(例えば平均径約10μm以上)を提供することができるということが判明している。
驚くべきことに、無機シェルに加えて、体積コア対シェル比も、カプセルの物理的一体性を確実にするために重要な役割を果たし得るということが判明した。カプセル全体のサイズに対して薄すぎるシェル(コア対シェル比>98:2)は、自己一体性の不足を被る傾向がある。他方、カプセル径に対して極度に厚いシェル(コア対シェル比<80:20)は、界面活性剤が豊富なマトリックス中でより高いシェル透過性を有する傾向がある。厚いシェルは、その結果としてシェルの透過性がより低くなると直感的に考えられる(なぜならば、このパラメータはシェルを横切る活性物質の平均的な拡散経路に影響を及ぼすため)一方で、驚くべきことに、閾値を超える厚さを有するシェルを有する本発明のカプセルが、より高いシェル透過性を有することが判明した。この上限閾値は、カプセル径にある程度依存すると考えられる。体積コア対シェル比は、以下の試験方法の項で提供される方法に従って求められる。
以下に説明される透過率試験方法によって測定される透過性は、カプセルのシェルの多孔性と相関する。実施形態において、カプセル又はカプセルの集団は、上記の透過率試験方法によって測定された透過率として、約0.01%~約80%、約0.01%~約70%、約0.01%~約60%、約0.01%~約50%、約0.01%~約40%、約0.01%~約30%、又は約0.01%~約20%の透過率を有する。例えば、透過率は、約0.01、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、又は80%であり得る。
カプセルは、50:50~99:1、好ましくは60:40~99:1、好ましくは70:30~98:2、より好ましくは80:20~96:4の体積コア対シェル比を有してもよい。
これらのカプセル特性の特定の組み合わせを有することが望ましい場合がある。例えば、カプセルは、約99:1~約50:50の体積コア対シェル比と、約0.1μm~約200μmの平均体積加重カプセル径と、約10nm~約10,000nmの平均シェル厚さとを有することができる。カプセルは、約99:1~約50:50の体積コア対シェル比と、約10μm~約200μmの平均体積加重カプセル径と、約170nm~約10,000nmの平均シェル厚さとを有することができる。カプセルは、約98:2~約70:30の体積コア対シェル比と、約10μm~約100μmの平均体積加重カプセル径と、約300nm~約1,000nmの平均シェル厚さとを有することができる。
特定の実施形態では、カプセルの平均体積加重径は、1~200マイクロメートル、好ましくは1~10マイクロメートル、更により好ましくは2~8マイクロメートルである。別の実施形態では、シェル厚さは、1~10,000nm、1~1,000nm、10~200nmである。更なる実施形態では、カプセルは、1~10マイクロメートルの平均体積加重径及び1~200nmのシェル厚さを有する。1~10マイクロメートルの平均体積加重径及び1~200nmのシェル厚さを有するカプセルは、より高い破壊強度を有することが見出された。
理論に束縛されるものではないが、破壊強度がより高いと、洗濯プロセス中の残存性がより良好になると考えられ、洗濯プロセスは、洗濯機における機械的制約による機械的に弱いカプセルの早期破裂を引き起こし得る。
1~10マイクロメートルの平均体積加重径及び10~200nmのシェル厚さを有するカプセルは、使用するシリカ前駆体を確実に選択して作製された場合にのみ、機械的制約に対する耐性を与える。いくつかの実施形態では、当該前駆体は、2~5kDaの分子量、更により好ましくは2.5~4kDaの分子量を有する。加えて、前駆体の濃度は慎重に選択する必要があり、濃度はカプセル化中に使用する油相の20~60重量%、好ましくは40~60重量%である。
理論に束縛されるものではないが、高分子量の前駆体は、油相から水相への移動時間がはるかに遅いと考えられる。より遅い移動時間は、3つの現象:拡散、分配、及び反応速度論の組み合わせから生じると考えられる。この現象は、カプセル径が小さくなるにつれて系中の油と水との間の全表面積が増大するという事実のために、小さいサイズのカプセルの文脈において重要である。表面積がより大きいと、油相から水相への前駆体の移動がより大きくなり、次いで界面における重合の収率を低下させる。したがって、表面積の増大によって引き起こされる影響を緩和し、本発明によるカプセルを得るためには、より高分子量の前駆体が必要であり得る。
カプセルを製造するために使用される方法は、カプセル径の変動係数が低いカプセルを製造することができる。カプセルのサイズの分布を制御することにより、集団の破壊強度を向上させ、しかも集団がより均一な破壊強度を有することを可能にすることができる。カプセルの集団は、40%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下のカプセル径の変動係数を有することができる。
消費財用途において機能し、しかも費用対効果が高いコア材料を含有するカプセルの場合、そのカプセルは、i)製品の貯蔵寿命中において、コアの拡散に対する耐性を有するべきであり(例えば、低漏出又は透過性)、ii)適用中に、標的とされる表面上に堆積する能力を有するべきであり、かつ、iii)コア材料を、正しいタイミング及び場所で機械的にシェルを破裂させることによって放出し、最終消費者に意図された利益を提供する能力を有するべきである。
本明細書に記載のカプセルは、0.1MPa~10MPa、好ましくは0.25MPa~5MPa、より好ましくは0.25MPa~3MPaの平均破壊強度を有することができる。完全に無機のカプセルは、従来、破壊強度が劣っているが、本明細書に記載のカプセルでは、カプセルの破壊強度は、0.25MPaを超えることができ、安定性が改善されると共に、指定の大きさの破裂応力を受けて、有益剤の放出を誘発させることができる。
好ましくは、コアは油性である。実施形態において、コアは、配合製品中でコアが使用される温度において液体であってもよい。コアは、室温及び室温付近で液体であってもよく、1つ以上の有益剤を含んでもよい。
フレッシュネス有益剤は、香料混合物、悪臭中和剤、又はこれらの組み合わせの少なくとも1種であってもよい。一態様では、香料送達技術は、シェル材料を有する有益剤で少なくとも部分的に包囲することによって形成される有益剤送達カプセルを含んでいてもよい。有益剤は、3-(4-t-ブチルフェニル)-2-メチルプロパナール、3-(4-t-ブチルフェニル)-プロパナール、3-(4-イソプロピルフェニル)-2-メチルプロパナール、3-(3,4-メチレンジオキシフェニル)-2-メチルプロパナール、及び2,6-ジメチル-5-ヘプテナール、α-ダマスコン、β-ダマスコン、γ-ダマスコン、β-ダマセノン、6,7-ジヒドロ-1,1,2,3,3-ペンタメチル-4(5H)-インダノン、メチル-7,3-ジヒドロ-2H-1,5-ベンゾジオキセピン-3-オン、2-[2-(4-メチル-3-シクロヘキセニル-1-イル)プロピル]シクロペンタン-2-オン、2-sec-ブチルシクロヘキサノン、及びβ-ジヒドロイオノン、リナロール、エチルリナロール、テトラヒドロリナロール、及びジヒドロミルセノールのような香料原材料;シリコーン油、ポリエチレンワックスなどのワックス;魚油、ジャスミン、カンファ、ラベンダーなどの精油;メントールなどの皮膚冷却剤、乳酸メチル;ビタミンA及びEなどのビタミン類;日焼け止め剤;グリセリン;マンガン触媒又は漂白剤触媒などの触媒;過ホウ酸塩などの漂白剤粒子;シリコンジオキシド粒子;制汗剤活性物質;カチオン性ポリマー、並びにこれらの混合物からなる群から選択される材料が挙げられ得る。好適な有益剤は、Givaudan Corp.(Mount Olive,New Jersey,USA)、International Flavors & Fragrances Corp.(South Brunswick,New Jersey,USA)、Firmenich Company(Geneva,Switzerland)、又はEncapsys Company(Wisconsin、USA)から入手することができる。本明細書で使用する場合、「香料原材料」とは、以下の成分の1種以上を指す:芳香性精油;芳香化合物;芳香性精油、アロマ化合物、安定剤、希釈剤、加工剤、及び混入物質と共に供給される材料;並びに芳香性精油、芳香化合物に一般的に付随する任意の材料。
コアは、好ましくは香料原料を含む。コアは、コアの総重量に基づいて約1重量%~100重量%の香料を含んでもよい。好ましくは、コアは、コアの総重量に基づいて約50重量%~100重量%の香料、又はコアの総重量に基づいて約80重量%~100重量%の香料を含むことができる。典型的には、改善された送達効率の改善のためには、より高レベルの香料が好ましい。
香料原料は、1種以上、好ましくは2種以上の香料原料を含んでもよい。「香料原料」という用語(又はperfume raw material、「PRM」)は、本明細書で使用するとき、少なくとも約100g/モルの分子量を有し、かつ匂い、芳香、エッセンス、又は香りを、単独で又はその他の香料原料と共に付与するのに有用な化合物を意味する。典型的なPRMとしては特に、アルコール、ケトン、アルデヒド、エステル、エーテル、ナイトライト、及びテルペン等のアルケンが挙げられる。
PRMは、常圧(760mmHg)で測定されるそれらの沸点(B.P.)と、試験方法の項に記載される試験方法に従って求められるlogPに関して記載され得るオクタノール/水分配係数(P)を特徴とし得る。下記でより詳細に記載されるように、これらの特徴に基づいて、PRMを、象限I、象限II、象限III、又は象限IVの香料として分類してもよい。異なる象限から種々のPRMを有する香料は、例えば、通常の使用中に異なるタッチポイントで芳香効果を提供することが望ましい場合がある。
約250℃より低い沸点B.P.と約3より低いlogPとを有する香料原料は、象限I香料原料として知られる。象限Iの香料原料は、好ましくは、香料組成物の30%未満に限定される。約250℃より高いB.P.と約3より高いlogPとを有する香料原料は、象限IV香料原料として知られ、約250℃より高いB.P.と約3より低いlogPとを有する香料原料は、象限II香料原料として知られ、約250℃より低いB.P.と約3より高いlogPとを有する香料原料は、象限III香料原料として知られる。
好ましくは、カプセルは、香料を含む。好ましくは、カプセルの香料は、少なくとも3種、又は更には少なくとも5種、又は少なくとも7種の香料原料の混合物を含む。カプセルの香料は、少なくとも10種又は少なくとも15種の香料原料を含んでもよい。香料原料の混合物は、より複雑で望ましい審美性、及び/又はより良好な香料性能若しくは寿命を、例えば、種々のタッチポイントで提供してもよい。しかし、配合の複雑性及び/又はコストを低減又は制限するために、香料中の香料原料の数を制限することが望ましい場合がある。
香料は、天然由来の少なくとも1種の香料原料を含んでもよい。このような成分は、持続可能性/環境上の理由から望ましい場合がある。天然由来の香料原料は、PRMの混合物を含有し得る天然抽出物又はエッセンスを含んでもよい。このような天然抽出物又はエッセンスとしては、オレンジ油、レモン油、バラ抽出物、ラベンダー、ムスク、パチョリ、バルサムエッセンス、白檀油、松根油、スギなどが挙げられてもよい。
コアは、香料原料に加えて、フレッシュネス効果の寿命の改善に寄与し得るプロ香料を含んでもよい。プロ香料は、例えば、単純な加水分解の結果としての香料物質を放出又は香料物質に変換する不揮発性物質を含んでもよく、あるいはpH変化誘発性のプロ香料(例えば、pH低下により誘発される)であってもよく、又は酵素により放出可能なプロ香料、若しくは光誘発性のプロ香料であってもよい。プロ香料は、選択されたプロ香料に応じて、様々な放出速度を呈し得る。
本開示の封入体のコアは、分配調整剤及び/又は密度調整剤などのコア調整剤を含んでもよい。コアは、香料に加えて、コアの総重量に基づいて、0%超~約80%、好ましくは0%超~約50%、より好ましくは0%超~約30%の分配調整剤を含んでもよい。分配調整剤は、植物油、変性植物油、C4~C24脂肪酸のモノエステル、ジエステル、及びトリエステル、ミリスチン酸イソプロピル、ドデカノフェノン、ラウリン酸ラウリル、ベヘン酸メチル、ラウリン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、並びにこれらの混合物からなる群から選択される材料を含んでもよい。分配調整剤は、好ましくはミリスチン酸イソプロピルを含んでもよい、又はミリスチン酸イソプロピルからなってもよい。変性植物油は、エステル化及び/又は臭素化されたものであってもよい。変性植物油は、好ましくは、ヒマシ油及び/又はダイズ油を含んでもよい。
シェルは、シェルの90重量%~100重量%、好ましくは95重量%~100重量%、より好ましくは99重量%~100重量%の無機材料を含んでもよい。好ましくは、シェル中の無機材料は、金属酸化物、半金属酸化物、金属、鉱物、又はこれらの混合物から選択される材料を含む。好ましくは、シェル中の無機材料は、SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO2、CaCO3、Ca2SiO4、Fe2O3、Fe3O4、クレイ、金、銀、鉄、ニッケル、銅、又はこれらの混合物から選択される材料を含む。より好ましくは、シェル中の無機材料は、SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、又はこれらの混合物から選択される材料、最も好ましくはSiO2を含む。
シェルは、第1のシェル成分を含んでもよい。シェルは、好ましくは、第1のシェル成分を包囲する第2のシェル成分を含んでもよい。第1のシェル成分は、前駆体の縮合生成物から形成された縮合層を含むことができる。以下に詳細に記載されるように、前駆体は、1つ以上の前駆体化合物を含むことができる。第1のシェル成分は、ナノ粒子層を含むことができる。第2のシェル成分は、無機材料を含むことができる。
無機シェルは、コアを包囲する縮合層を含む第1のシェル成分を含むことができ、縮合層を包囲するナノ粒子層を更に含んでもよい。無機シェルは、第1のシェル成分を包囲する第2のシェル成分を更に含んでもよい。第1のシェル成分は、無機材料、好ましくは金属/半金属酸化物、より好ましくはSiO2、TiO2及びAl2O3、又はこれらの混合物、更により好ましくはSiO2を含む。第2のシェル成分は、無機材料を含み、好ましくは金属/半金属酸化物、金属、及び鉱物の群からの材料、より好ましくはSiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO2、CaCO3、Ca2SiO4、Fe2O3、Fe3O4、クレイ、金、銀、鉄、ニッケル、及び銅、又はこれらの混合物のリストから選択される材料、更により好ましくはSiO2及びCaCO3又はこれらの混合物から選択される材料を含む。好ましくは、第2のシェル成分の材料は、化学的適合性を最大化するために、第1のシェル成分と同じ種類の化学物質である。
第1のシェル成分は、コアを包囲する縮合層を含むことができる。縮合層は、1つ以上の前駆体の縮合生成物を含むことができる。1つ以上の前駆体は、式(I)、式(II)及びそれらの混合物からなる群からの少なくとも1種の化合物を含んでもよく、式(I)は(MvOzYn)wであり、式(II)は(MvOzYnR1
p)wである。前駆体は、例えばカプセルシェルの有機含有量を低減させるように、式(I)のみを含み、式(II)による化合物を含まない(すなわち、R1基はない)ことが好ましい場合がある。式(I)及び(II)について以下でより詳細に説明する。
上記の1つ以上の前駆体は、式(I)のものであり得る:
(MvOzYn)w(式I)
式中、Mは、ケイ素、チタン、及びアルミニウムの1種以上であり、vは、Mの価数であって、3又は4であり、zは、0.5~1.6、好ましくは0.5~1.5であり、各Yは、-OH、-OR2、-NH2、-NHR2、-N(R2)2から選択され、R2は、C1~C20アルキル、C1~C20アルキレン、C6~C22アリール、又はO、N、及びSから選択される1~3個の環ヘテロ原子を含む5~12員ヘテロアリールから独立して選択され、R3は、H、C1~C20アルキル、C1~C20アルキレン、C6~C22アリール、又はO、N、及びSから選択される1~3個の環ヘテロ原子を含む5~12員ヘテロアリールであり、nは、0.7~(v-1)であり、wは2~2000である。
1つ以上の前駆体は、式(I)のものであってよく、式中、Mはケイ素である。Yは、-OR2であってもよい。nは、1~3であってもよい。Yは、-OR2であり、nは、1~3であることが好ましい場合がある。nは、少なくとも2であり、Yの1つ以上は、-OR2であり、Yの1つ以上は、-OHであることが好ましい場合がある。
R2は、C1~C20アルキルであってもよい。R2は、C6~C22アルキルであってもよい。R2は、C1アルキル、C2アルキル、C3アルキル、C4アルキル、C5アルキル、C6アルキル、C7アルキル、及びC8アルキルの1つ以上であってもよい。R2は、C1アルキルであってもよい。R2は、C2アルキルであってもよい。R2は、C3アルキルであってもよい。R2は、C4アルキルであってもよい。
zは、0.5~1.3、0.5~1.1、0.5~0.9、0.7~1.5、0.9~1.3、又は0.7~1.3であってもよい。
Mは、ケイ素であり、vは、4であり、各Yは、-OR2であり、nは、2及び/又は3であり、各R2は、C2アルキルであってもよい。前駆体は、ポリアルコキシシラン(PAOS)を含むことができる。前駆体は、非加水分解プロセスを介して合成されたポリアルコキシシラン(PAOS)を含むことができる。
前駆体は、代替的に又は更に、式(II)の化合物の1つ以上を含むことができる:
(MvOzYnR1
p)w(式II)、
式中、Mは、ケイ素、チタン、及びアルミニウムの1種以上であり、vは、Mの価数であって、3又は4であり、zは、0.5~1.6、好ましくは0.5~1.5であり、各Yは、-OH、-OR2、-NH2、-NHR2、-N(R2)2から選択され、R2は、C1~C20アルキル、C1~C20アルキレン、C6~C22アリール、又はO、N、及びSから選択される1~3個の環ヘテロ原子を含む5~12員ヘテロアリールから独立して選択され、R3は、H、C1~C20アルキル、C1~C20アルキレン、C6~C22アリール、又はO、N、及びSから選択される1~3個の環ヘテロ原子を含む5~12員ヘテロアリールであり、nは、0~(v-1)であり、各R1は、C1~C30アルキル;C1~C30アルキレン;ハロゲン、-OCF3、-NO2、-CN、-NC、-OH、-OCN、-NCO、アルコキシ、エポキシ、アミノ、メルカプト、アクリロイル、-C(O)OH、-C(O)O-アルキル、-C(O)O-アリール、-C(O)O-ヘテロアリール、及びこれらの混合物からなる群から選択されるメンバー(例えば、1つ以上)で置換されたC1~C30アルキル;並びにハロゲン、-OCF3、-NO2、-CN、-NC、-OH、-OCN、-NCO、アルコキシ、エポキシ、アミノ、メルカプト、アクリロイル、-C(O)OH、-C(O)O-アルキル、-C(O)O-アリール、及び-C(O)O-ヘテロアリールからなる群から選択されるメンバーで置換されたC1~C30アルキレンからなる群から独立して選択され、pは、0を超えpmaxまでの数であり、pmax=60/[9*Mw(R1)+8]であり、Mw(R1)はR1基の分子量であり、wは2~2000である。
R1は、ハロゲン、-OCF3、-NO2、-CN、-NC、-OH、-OCN、-NCO、アルコキシ、エポキシ、アミノ、メルカプト、アクリロイル、CO2H(すなわち、C(O)OH),-C(O)O-アルキル、-C(O)O-アリール、及び-C(O)O-ヘテロアリールから独立して選択される1~4個の基で置換されたC1~C30アルキルであってもよい。R1は、ハロゲン、-OCF3、-NO2、-CN、-NC、-OH、-OCN、-NCO、アルコキシ、エポキシ、アミノ、メルカプト、アクリロイル、CO2H、C(O)O-アルキル、C(O)O-アリール、及びC(O)O-ヘテロアリールから独立して選択される1~4個の基で置換されたC1~C30アルキレンであってもよい。
上記に示したように、第1のシェル成分中の有機含有量を低減させる又は排除さえするために、R1基を有する式(II)による化合物の存在を低減させる又は排除させすることが好ましい場合がある。前駆体、縮合層、第1のシェル成分、及び/又はシェルは、式(II)による化合物を含まなくてもよい。
式(I)及び/又は(II)の前駆体は、1つ以上の物性、すなわち分子量(Mw)、分岐度(DB)及び分子量分布の多分散指数(PDI)によって特徴付けられてもよい。特定のMw及び/又はDBを選択することは、表面上で乾燥されるとその機械的一体性を保持し、界面活性剤系マトリックス中で低いシェル透過性を有するカプセルを得るために有用であり得ると考えられる。式(I)及び(II)の前駆体は、0~0.6、好ましくは0.1~0.5、より好ましくは0.19~0.4のDB、及び/又は600Da~100,000Da、好ましくは700Da~60,000Da、より好ましくは1,000Da~30,000DaのMwを有することを特徴としてもよい。特徴は、本発明のカプセルを得るために、前駆体の有用な特性を提供する。式(I)及び/又は(II)の前駆体は、1~50のPDIを有することができる。
金属/半金属酸化物を含む縮合層は、金属/半金属酸化物の1つ以上のモノマー前駆体と任意に組み合わせて、少なくとも1つの式(I)の化合物及び/又は少なくとも1つの式(II)の化合物を含む前駆体の縮合生成物から形成されてもよく、金属/半金属酸化物は、TiO2、Al2O3及びSiO2、好ましくはSiO2を含む。金属/半金属酸化物のモノマー前駆体としては、式M(Y)V-nRn(式中、M、Y、及びRは式(II)で定義した通りであり、nは0~3の整数であり得る。)の化合物を挙げてもよい。金属/半金属酸化物のモノマー前駆体は、好ましくは、Mがケイ素であり、化合物が一般式Si(Y)4-nRn(式中、Y及びRは式(II)と同様に定義され、nは0~3の整数であり得る。)を有する形態のものであってよい。このようなモノマーの例は、TEOS(テトラエトキシオルトシリケート)、TMOS(テトラメトキシオルトシリケート)、TBOS(テトラブトキシオルトシリケート)、トリエトキシメチルシラン(TEMS)、ジエトキシ-ジメチルシラン(DEDMS)、トリメチルエトキシシラン(TMES)、及びテトラアセトキシシラン(TAcS)である。これらは、使用できるモノマーの範囲を限定することを意図するものではなく、本明細書において組み合わせて使用できる好適なモノマーは当業者には明らかであろう。
実施形態において、第1のシェル成分は任意のナノ粒子層を含むことができる。ナノ粒子層は、ナノ粒子を含む。ナノ粒子層のナノ粒子は、SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO2、CaCO3、クレイ、銀、金、及び銅の1種以上であり得る。好ましくは、ナノ粒子層は、SiO2ナノ粒子を含むことができる。
ナノ粒子は、1nm~500nm、好ましくは50nm~400nmの平均径を有することができる。
カプセルの細孔のサイズは、ナノ粒子の形状を変化させることによって、かつ/又は異なるサイズのナノ粒子を組み合わせて使用することによって調整することができる。例えば、非球状で不規則なナノ粒子は、ナノ粒子層を形成する際に詰め込みが改善され得るので使用することができ、それによって、より高密度のシェル構造をもたらすと考えられる。このこと、透過性を限定する必要がある場合には、有利なことであり得る。使用されるナノ粒子は、球状などのより規則的な形状を有することができる。任意の想到されるナノ粒子形状を本明細書においては使用することができる。
ナノ粒子は、疎水性修飾を実質的に含まなくてもよい。ナノ粒子は、有機化合物の修飾を実質的に含まなくてもよい。ナノ粒子は、有機化合物の修飾を含むことができる。ナノ粒子は、親水性であり得る。
ナノ粒子は、表面改質を含み得るが、その例としては、直鎖又は分岐鎖C1~C20アルキル基、表面アミノ基、表面メタクリル基、表面ハロゲン、又は表面チオールなどが挙げられるが、それらに限定されない。これらの表面改質により、ナノ粒子表面が、自らの上に有機分子を共有結合させることができるようになる。無機ナノ粒子が使用されることが本明細書に開示される場合、これは、明示的に挙げられてはないものの、前述の表面改質のうちの任意のものを含む又はいずれも含まないことを意味する。
本発明のカプセルは、第1のシェル成分と、第2のシェル成分とを含む、実質的に無機のシェルを含むとして定義されてもよい。実質的に無機とは、第1のシェル成分が、有機含有量の計算において後で定義されるように、10重量%まで、又は5重量%までの有機含有量、好ましくは1重量%までの有機含有量を含み得ることを意味する。第1のシェル成分、第2のシェル成分、又は両方が、第1又はシェル成分の重量に対して、約5重量%以下、好ましくは約2重量%以下、より好ましくは約0重量%の有機含有量を含むことが好ましい場合がある。
第1のシェル成分は、機械的に堅牢なスカフォールド又は骨格を構築するのに有用であるが、例えば洗濯洗剤、シャワージェル、クレンザーなどの界面活性剤を含有する製品において、低いシェル透過性を提供することもできる(Surfactants in Consumer Products,J.Falbe,Springer-Verlagを参照)。第2のシェル成分は、界面活性剤系マトリックスにおけるカプセル不透過性を改善するシェル透過性を大幅に低減することができる。第2のシェル成分はまた、例えばカプセルの破裂力及び破壊強度などの、カプセルの機械的特性を大幅に改善することができる。理論に束縛されるものではないが、第2のシェル成分は、第1のシェル成分内に残っている孔内に前駆体を堆積させることによって、全体的なシェルの高密度化に寄与すると考えられる。第2のシェル成分はまた、カプセルの表面上に追加的な無機層を追加する。第2のシェル成分によって提供されるこれらの改善されたシェル透過性及び機械的特性は、本発明で定義される第1のシェル成分と組み合わせて使用される場合にのみ生じる。
本開示のカプセルは、最初に疎水性材料を上記で定義された縮合層の前駆体のいずれかと混合し、それによって油相を形成することによって形成されてもよく、油相は油性及び/又は油溶性前駆体を含むことができる。次いで、前駆体と疎水性材料との混合物を、分散相として水相と共に使用し、2つの相が当業者に既知の方法を介して混合及び均質化されると、O/W(水中油滴)エマルションが形成される。ナノ粒子は、所望のエマルションの種類に関係なく、水相及び/又は油相中に存在できる。油相は、油性コア調整剤及び/又は油溶性有益剤並びに縮合層の前駆体を含み得る。油相中で使用される好適なコア材料は、本明細書において先に記載されている。
エマルションが形成されると、以下の工程が起こり得る:
(a)ナノ粒子が油/水界面に移動し、それによりナノ粒子層を形成する工程。
(b)金属/半金属酸化物の前駆体を含む縮合層の前駆体は、油/水界面で水による加水分解/縮合反応を受け始め、そのためナノ粒子層によって包囲された縮合層を形成する工程。縮合層の前駆体は、ナノ粒子層のナノ粒子と更に反応することができる。
縮合層を形成する前駆体は、油相の総重量に基づいて1重量%~50重量%、好ましくは10重量%~40重量%の量で存在することができる。
油相組成物は、上記のコアの項で定義された任意の化合物を含むことができる。油相は、乳化前に、10重量%~約99重量%の有益剤を含むことができる。
第2のシェル成分は、第1のシェル成分を有するカプセルを第2のシェル成分前駆体の溶液と混合することによって形成することができる。第2のシェル成分前駆体の溶液は、水溶性又は油溶性の第2のシェル成分前駆体を含み得る。第2のシェル成分前駆体は、上記で定義した式(I)の化合物、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラブトキシシラン(TBOS)、トリエトキシメチルシラン(TEMS)、ジエトキシ-ジメチルシラン(DEDMS)、トリメチルエトキシシラン(TMES)、及びテトラアセトキシシラン(TAcS)の1種以上であり得る。第2のシェル成分前駆体は、Si(Y)4-nRn型のシランモノマー(式中、Yは加水分解性基であり、Rは非加水分解性基であり、nは0~3の整数であり得る。)の1つ以上も含み得る。このようなモノマーの例は、本段落において先に記載されているが、これらは、使用することができるモノマーの範囲を限定することを意味するものではない。第2のシェル成分前駆体は、ケイ酸塩、チタン酸塩、アルミン酸塩、ジルコン酸塩、及び/又は亜鉛酸塩を含み得る。第2のシェル成分前駆体は、炭酸塩及びカルシウム塩を含み得る。第2のシェル成分前駆体は、鉄、銀、銅、ニッケル、及び/又は金の塩を含み得る。第2のシェル成分前駆体は、亜鉛、ジルコニウム、ケイ素、チタン、及び/又はアルミニウムのアルコキシドを含み得る。第2のシェル成分前駆体は、例えばケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩溶液、ケイ素テトラアルコキシド溶液、硫酸鉄塩及び硝酸鉄塩、チタンアルコキシド溶液、アルミニウムトリアルコキシド溶液、ジンクジアルコキシド溶液、ジルコニウムアルコキシド溶液、カルシウム塩溶液、炭酸塩溶液の1種以上を含み得る。CaCO3を含む第2のシェル成分は、カルシウム塩と炭酸塩とを組み合わせて使用することから得ることができる。CaCO3を含む第2のシェル成分は、炭酸塩を添加せずにカルシウム塩から得ることができるが、それにはCO2から炭酸イオンをその場で生成する必要がある。
第2のシェル成分前駆体は、前述の化合物の任意のものの、任意の好適な組み合わせを含み得る。
第2のシェル成分前駆体の溶液は、第1のシェル成分を含むカプセルに滴加することができる。第2のシェル成分前駆体の溶液及びカプセルは、1分~24時間で共に混合することができる。第2のシェル成分前駆体及びカプセルの溶液は、室温又は高温、例えば20℃~100℃にて共に混合することができる。
第2のシェル成分前駆体の溶液は、第2のシェル成分前駆体の溶液の総重量に基づいて、1重量%~50重量%の量で第2のシェル成分前駆体を含み得る。
第1のシェル成分を有するカプセルは、1~11のpHにて第2のシェル成分前駆体の溶液と混合することができる。第2のシェル前駆体の溶液は、酸及び/又は塩基を含有することができる。酸は強酸であり得る。強酸は、HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4、及びHClO3の1種以上、好ましくはHClを含み得る。他の実施形態において、酸は弱酸であり得る。実施形態において、弱酸は、酢酸又はHFであり得る。第2のシェル成分前駆体溶液中の酸の濃度は、10-7M~5Mであり得る。塩基は、無機塩基又は有機塩基、好ましくは無機塩基であり得る。無機塩基は、水酸化ナトリウムなどの水酸化物及びアンモニアであり得る。例えば、無機塩基は、約10-5Μ~0.01ΜのNaOH、又は約10-5Μ~約1Μのアンモニアであり得る。上記に例示された酸及び塩基のリストは、本発明の範囲を限定することを意味するものではなく、第2のシェル成分前駆体溶液のpHの制御を可能にする他の好適な酸及び塩基が本明細書において企図される。
第2のシェル成分を形成するプロセスは、プロセス中のpHの変更を含み得る。例えば、第2のシェル成分を形成するプロセスは、酸性又は中性のpHで開始することができ、後で、プロセス中に塩基を添加して、pHを上昇させることができる。あるいは、第2のシェル成分を形成するプロセスは、塩基性又は中性のpHで開始することができ、後で、プロセス中に酸を添加して、pHを低下させることができる。また更に、第2のシェル成分を形成するプロセスは、酸性又は中性のpHで開始することができ、プロセス中に酸を添加して、pHを更に低下させることができる。なおまた更に、第2のシェル成分を形成するプロセスは、塩基性又は中性のpHで開始することができ、プロセス中に塩基を添加して、pHを更に上昇させることができる。任意の好適なpH移動を使用してもよい。更に、酸及び塩基の任意の好適な組み合わせを、第2のシェル成分前駆体の溶液中に、任意の時点で使用して、所望のpHを達成することができる。第2のシェル成分を形成するプロセスは、最大で±0.5pH単位の偏差で、プロセス中に安定したpHを維持することを含み得る。例えば、第2のシェル成分を形成するプロセスは、塩基性、酸性、又は中性のpHで維持され得る。あるいは、第2のシェル成分を形成するプロセスは、酸又は塩基を使用してpHを制御することによって、特定のpH範囲に維持され得る。任意の好適なpH範囲を使用してよい。更に、酸と塩基との任意の好適な組み合わせを、第2のシェル成分前駆体の溶液中に、任意の時点で使用して、望ましい範囲に安定なpHを保つことができる。
エマルションは、前駆体を固化させる条件下で硬化され、それによってコアを包囲するシェルを形成することができる。
硬化のための反応温度を上昇させて、固化したカプセルが得られる速度を速めることができる。硬化プロセスは、前駆体の縮合を誘導することができる。硬化プロセスは、室温又は室温よりも高い温度で行うことができる。硬化プロセスは、30℃~150℃、好ましくは50℃~120℃、より好ましくは80℃~100℃の温度で行うことができる。硬化プロセスは、任意の好適な期間にわたって行われて、カプセルのシェルが前駆体材料の縮合を介して強化されることを可能にする。硬化プロセスは、1分~45日、好ましくは1時間~7日、より好ましくは1時間~24時間の期間にわたって行うことができる。カプセルが、硬化されたと考えられるのは、それがもはや崩壊しなくなったときである。カプセル崩壊の判定について以下に詳述する。硬化工程中、Y部分(式(I)及び/又は(II)から)の加水分解が起こり、続いて、-OH基と別の-OH基、又は-OH基とY型の別の部分(式中、2つのYは必ずしも同じではない)のいずれかとの後続の縮合が起こると考えられる。前駆体の加水分解された部分は、ナノ粒子の表面部分と最初に縮合する(ナノ粒子がそのような部分を含有する場合)。シェルの形成が進行するにつれて、前駆体部分は、先に形成されたシェルと反応するようになる。
エマルションは、シェル前駆体が縮合するように硬化され得る。エマルションは、シェル前駆体がナノ粒子と反応して縮合するように硬化され得る。以下に、シリカ系シェルについて、本明細書に記載の加水分解工程及び縮合工程の例を示す:
例えば、式(I)又は(II)の前駆体が使用される場合、以下は、加水分解工程及び縮合工程を説明している:
カプセルは、スラリー組成物(又は本明細書では単に「スラリー」)として提供されてもよい。スラリーは、例えば消費者向け製品などの製品に製剤化することができる。
試験方法
試験する香料混合物中の各PRMについて、オクタノール/水の分配係数のlog値(logP)を計算する。個々のPRMのlogP値は、Advanced Chemistry Development Inc.(ACD/Lab)(カナダ、トロント)から入手可能なConsensus logP Computational Model、バージョン14.02(Linux)を用いて計算され、無単位のlogP値が得られる。ACD/LabsのConsensus logP Computational Modelは、ACD/Labsモデルスイートの一部である。
粘度法
未希釈製品の粘度は、ブルックフィールド(登録商標)DV-E回転粘度計、スピンドル2を用いて、60rpm、約20~21℃で求める。
平均シェル厚さ測定
第1のシェル成分と、それが存在する場合に第2のシェル成分とを含むカプセルのシェルを、有益剤を含有する20個の送達用カプセルについて、収束イオンビーム走査電子顕微鏡(FIBーSEM、FEI社製Helios Nanolab 650)又は同等の機器を用いて、ナノメートルの単位で測定する。少量の液体カプセル分散液(20μL)を蒸留水で希釈する(1:10)ことによって、試料を調製する。次いで、懸濁液をエタノール洗浄されたアルミニウムスタブ上に堆積させ、カーボンコーティング装置(Leica社製EM ACE600又は同等の機器)に移す。試料を、コーティング装置中、真空下で乾燥させる(真空レベル:10-5mbar)。次に、25nm~50nmの炭素を試料上にフラッシュ堆積させて、その表面上に導電性炭素層を堆積させる。次いで、アルミニウムスタブをFIB-SEMに移し、カプセルの断面を準備する。断面洗浄パターンを使用して、30kVの加速電圧で2.5nAの放出電流を用いてイオン粉砕することによって、断面を準備する。画像を、5.0kV及び100pAで、浸漬モード(ドウェル時間:約10マイクロ秒)を用いて、拡大率約10,000倍で取得する。
サイズの偏りがない、無作為に選択された20個の有益剤送達用カプセルから、破砕されたシェルの画像を断面図で得て、存在するカプセルのサイズ分布の代表的な試料を作り出す。20個の封入体の各々のシェル厚さを、カプセルのシェルの外面の接面に対して垂直な測定線を引くことによって、較正された顕微鏡ソフトウェアを使用して、ランダムに選んだ異なる3箇所で測定する。60個の独立した厚さ測定値を記録し、それらを用いて平均厚さを計算する。
体積加重カプセル径の平均及び変動係数
カプセルサイズの分布は、AccuSizer 780 AD機器又は同等の機器と、付随するソフトウェアCW788バージョン1.82(Particle Sizing Systems社(米国カリフォルニア州サンタバーバラ)製)又は同等のソフトウェアを使用して、光学的粒子計数法(OPC)とも呼ばれる単一粒子光学検知法(SPOS)によって求められる。器具は、以下の条件及び選択肢を用いて構成する:流速=1mL/秒;小径側閾値=0.50μm、センサモデル番号=LE400-05SE又は同等物、自動希釈=オン、収集時間:60秒、数チャネル=512、容器の流体体積=50ml、最大同時計数=9200。測定は、バックグラウンド計数が100未満になるまで水でフラッシングすることによって、センサを低温状態にすることによって開始される。懸濁液中の送達カプセルの試料が導入され、必要に応じてカプセルの密度が、脱イオン水を用いて自動希釈を介して調整されて、カプセルの計数が最大で、1mLあたり9200となるようにする。60秒間かけて、懸濁液を分析する。使用されるサイズの範囲は、1μm~493.3μmであった。
体積分布:
式中、
CoVvは、体積加重サイズ分布の変動係数であり、
σvは、体積加重サイズ分布の標準偏差であり、
μvは、体積加重サイズ分布の平均であり、
diは、分画iの径であり、
xi,vは、分画i(径iに対応する)における体積加重サイズ分布の頻度である。
体積コア対シェル比の評価
体積コア対シェル比の値は、以下のように求められ、シェル厚さ試験方法によって測定される平均シェル厚さに依存する。平均シェル厚さが測定されたカプセルの体積コア対シェル比は、以下の等式によって計算される:
式中、厚さは、FIBSEMによって測定される、カプセルの集団の平均シェル厚さであり、Dcapsは、光学的粒子計数法によって測定される、そのカプセルの集団の平均体積加重径である。
この比は、以下の式を用いてコア重量パーセンテージを計算することによって、コア対シェル分率値に変換することができる。
シェルパーセンテージは、以下の等式に基づいて計算することができる:
%シェル=100-%コア。
分岐度決定方法
前駆体の分岐度を以下のように求めた:分岐度は、(29Si)核磁気共鳴分光法(NMR)を使用して測定される。
試料の調製
各試料を、重水素化ベンゼン(Benzene-D6「100%」(D,99.96%、Cambridge Isotope Laboratories Inc.(マサチューセッツ州チュークスベリ)から入手可能)又は同等物を使用して25%溶液に希釈する。0.015Mのクロム(III)アセチルアセトナート(純度99.99%、Sigma-Aldrich社(ミズーリ州セントルイス)から入手可能なもの、又は同等物)を、常磁性緩和試薬として添加する。ガラスNMR管(Wilmed-LabGlass社(ニュージャージー州Vineland)製又は同等物)を分析に使用する場合、試料を溶解するために使用されるのと同じタイプの重水素化溶媒でNMRチューブを充填することによって、ブランク試料も調製しなければならない。ブランク及び試料を分析するために、同じガラス管を使用しなければならない。
試料の分析
分岐度は、Bruker 400MHz核磁気共鳴分光法(NMR)器具、又は同等の器具を使用して求める。標準的なケイ素(29Si)法(例えば、Brukerから)は、最小1,000回のスキャン及び30秒の緩和時間を伴うデフォルトパラメータ設定で使用される。
試料の処理
試料は保存され、MestReNovaバージョン12.0.4-22023(Mestrelab Researchから入手可能)又は同等物などのNMR分光法に適切なシステムソフトウェアを使用して処理される。位相調整及び背景補正が適用される。ガラスNMR管並びにプローブハウジング内に存在するガラスを使用した結果である、-70~-136ppmまで伸びる、大きく広い信号が存在する。この信号は、ブランク試料のスペクトルを合成試料のスペクトルから減算することによって抑制されるが、ただし同じチューブ及び同じ方法パラメータがブランク及び試料を分析するために使用されることを条件とする。データ収集、チューブなどのわずかな差異を更に考慮するために、関心領域のピークの外側の領域が、一貫した値に統合及び正規化されるべきである。例えば、-117~-115ppmを積算し、全てのブランク及び試料について積算値を4に設定する。
得られたスペクトルは、最大5つの主ピーク領域を生成する。第1のピーク(Q0)は、未反応のTAOSに対応する。第2のピークセット(Q1)は、末端基に対応する。次のピークのセット(Q2)は、直鎖状基に対応する。次の広いピークのセット(Q3)は、半樹枝状単位である。最後の広いピークのセット(Q4)は樹枝状単位である。PAOS及びPBOSが分析されるとき、各群は、定義されたppm範囲内に入る。代表的な範囲が、以下の表に記載される。
ポリメトキシシランは、以下の表に記載されるように、Q0及びQ1に対して異なる化学シフトを有し、重なる信号をQ2に対して有し、かつQ3及びQ4が不変である:
上記表に示されるppm範囲は、全てのモノマーに適用されなくてもよい。しかしながら、他のモノマーは、異なる化学シフトを引き起こし得るが、Q0~Q4の適切な割り当ては影響を受けるべきではない。
MestReNovaを使用して、各ピーク群を積分し、分岐度を以下の式によって計算することができる。
分子量及び多分散指数判定方法
本明細書に記載の縮合層前駆体の分子量(ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw))及び多分散指数(Mw/Mn)は、屈折率検出を伴うサイズ排除クロマトグラフィーを使用して求める。Mnは数平均分子量である。
試料の調製
試料を秤量し、次いで器具システムで使用される溶媒で、標的濃度10mg/mLまで希釈する。例えば、50mgのポリアルコキシシランを5mLのメスフラスコに秤量し、溶解し、トルエンで所定の体積に希釈する。試料が溶媒中に溶解した後、それを0.45μmのナイロンフィルタに通し、計器の自動サンプラーに装填する。
試料の分析
屈折率検出器(例えば、Wyatt社(カリフォルニア州Santa Barbara)製、2414屈折率検出器、又は同等物)に接続された自動サンプラー(例えば、Waters社(マサチューセッツ州Milford)製、Waters 2695 HPLC分離モジュール、又は同等物)を用いたHPLCシステムを、ポリマー分析に使用する。分離は3つのカラムで実施されるが、各々が内径7.8mm×長さ300mmであり、5μmのポリスチレン-ジビニルベンゼン媒体が充填され、それぞれ1、10、及び60kDAの分子量でのカットオフがなされる。好適なカラムは、TSKGel G1000HHR、G2000HHR、及びG3000HHRカラム(TOSOH Bioscience社(ペンシルベニア州King of Prussia)から入手可能)又は同等物である。内径6mm×長さ40mmの、5μmのポリスチレン-ジビニルベンゼンのガードカラム(例えば、TSKgel Guardcolumn HHR-L(TOSOH Bioscience社製)、又は同等物)を使用して、分析カラムを保護する。トルエン(HPLCグレード又は同等物)を、カラム及び検出器の両方が25℃に維持された状態で、1.0mL/分で均一速度でポンプ圧送する。100μLの調製された試料を、分析のために注入する。試料データは、GPC計算能力を有するソフトウェア(例えば、Wyatt Technologies社(カリフォルニア州サンタバーバラ)から入手可能なASTRA Version 6.1.7.17ソフトウェア又は同等物)を使用して、保存及び処理される。
システムは、約0.250-70kDaの範囲の既知の分子量を有する10以上の狭く分散したポリスチレン標準(例えば、Standard ReadyCal Set(例えば、Sigma-Aldrich社製、PN76552、又は同等物))を使用し、Mp対滞留時間曲線に対する三次フィットを使用して較正される。
システムソフトウェアを使用して、重量平均分子量(Mw)及び多分散指数(Mw/Mn)を計算及び報告する。
第1のシェル成分における有機成分含有量を計算する方法
本明細書で使用されているように、本開示によるカプセルの無機シェル中の有機部分の定義:M-X結合(Mは、金属及び半金属の基に属し、Xは非金属の基に属し、金属又は半金属Mの無機前駆体に当該部分を連結する)の加水分解を介して指定の反応条件の下で、金属Mを担持する金属前駆体から切断することができない任意の部分Xは、有機部分と見なされる。撹拌せずに中性のpHを有する蒸留水に24時間にわたって曝露したときに、最低でも1%の加水分解度を有することが、上記の反応条件として設定される。
この方法は、全ての加水分解性基の完全な変換を仮定して、理論上の有機含有量を計算することを可能にする。したがって、シランの任意の混合物について有機成分の理論的割合を評価することが可能になり、その結果は、第1のシェル成分中の実際の有機含有量ではなく、この前駆体混合物自体の有機成分含有量のみを示す。したがって、第1のシェル成分の有機含有量について特定の割合が本文献のどこかに開示されている場合、その割合は、開示されている数よりも小さい理論的な有機含有量を以下の計算に従って与える、加水分解されていない又は予め重合された前駆体の任意の混合物を含有するものとして理解されるべきである。
シランの例(ただし、これに限定されない。本項の最後の一般式を参照されたい):
それぞれのモル分率Yiを有するシランの混合物を検討する。なお、ここで、iは各シランの識別番号である。この混合物は、以下のように表され得る。
Si(XR)4-nRn
式中、XRは、上記定義で述べた条件下で加水分解性の基であり、Ri
niは上記の条件下で非加水分解性であり、ni=0、1、2、又は3である。
このようなシランの混合物は、以下の一般式を有するシェルをもたらす。
次に、先に定義したような有機部分の重量パーセンテージは、以下のように計算することができる。
1)各前駆体(ナノ粒子が含まれる)のモル分率を見つける。
2)各前駆体(ナノ粒子が含まれる)の一般式を求める。
3)モル分率に基づいて、前駆体とナノ粒子との混合物の一般式を計算する。
4)反応したシランへ変換(全ての加水分解性基を酸素基へ)する。
5)有機部分対合計質量(フレームワークに対しての1モルのSiを仮定する)の重量比を計算する。
実施例:
混合物の一般式を計算するために、個々の式中の各原子の指数は、それらのそれぞれのモル分率で乗算される。次いで、混合物の場合、同様の指数が発生するときには、分率指数の合計を採用する(典型的にはエトキシ基に対して)。
注記:全てのSi分画の総計は、計算方法(Siの全モル分率の合計が1)により、混合物一般式中で常に1となる。
SiO1.07(OEt)1.62Me0.20
未反応の式を反応後の式に変換するには、単に、全ての加水分解性基の指数を2で除し、次いでそれらを一つに合計して(適用可能な場合には任意の既存の酸素基と共に)、完全に反応したシランを得る。
SiO1.88Me0.20
この場合、期待される結果は、全ての指数の合計が以下の式に従う必要があるため、SiO1.9Me0.2である:
A+B/2=2、
式中、Aは酸素原子指数であり、Bは、全ての非加水分解性指数の合計である。小さい誤差が、計算中に概数をとることから発生するが、それは補正されるべきである。次いで、酸素原子の指数を再調整して、この式を満たすようにする。
したがって、最終式はSiO1.9Me0.2であり、有機成分の重量比は以下のように計算される:
重量比=(0.20*15)/(28+1.9*16+0.20*15)=4.9%
一般的な場合:
上記の式は、金属又は半金属Mの価数を考慮することによって一般化することができ、したがって、以下の修正された式を得ることができる:
M(XR)V-niRi
ni
同様の方法を使用するが、それぞれの金属の価数Vが考慮される。
有益剤透過率試験
透過率試験方法は、カプセルのシェルの透過性を表すことができる、カプセルの集団に対するカプセルコアからの特定の分子の連続相への拡散の割合を求めることを可能にする。透過率試験方法は、特定の分子トレーサーのシェル透過性に関連する基準フレームであり、したがって、そのサイズを固定し、かつその親和性をカプセルシェルの外部の連続相に向けて固定する。これは、当該技術分野における様々なカプセルの透過性を比較するために使用される基準フレームである。分子トレーサー及び連続相の両方が固定される場合、シェルの透過性は、特定の条件のセット下で評価される単一のカプセル特性である。
低い透過性が低いシェル気孔率を示すように、カプセルのシェルの透過性は、シェルの多孔性と相関する。
カプセル透過性は、一般に、シェルの厚さ、コア内の活性物質の濃度、コア、シェル、及び連続相などにおける活性物質の溶解度などのパラメータの関数として与えられる。
シェル全体に活性物質を拡散させるためには、活性物質をコアからシェルへ移動させなければならず、かつ活性物質をシェルから連続相へと移動させなければならない。この後者の工程は、連続相中の活性物質の溶解度が非常に好ましいという場合には急速であり、その場合には、界面活性剤系マトリクス中に疎水性材料が移動する。例えば、ある系中に0.025重量%の濃度で存在する活性物質は、15重量%の界面活性剤に完全に可溶化される可能性が非常に高い。
上記を考慮すると、界面活性剤系マトリクス中の活性物質のシェル透過性を最小限に抑える制限工程は、シェル全体にわたる拡散を制限するためである。疎水性シェル材料の場合、疎水性活性物質は、この活性物質によって膨潤させることができる場合、シェルに容易に可溶する性質である。この膨張度は、高いシェル架橋密度によって制限され得る。
二酸化ケイ素などの親水性シェル材料の場合、疎水性材料は、シェル自体への溶解度が限られた値になる。それにもかかわらず、以下の要因を考慮すると、活性物質は急速に拡散することができる:界面活性剤分子及びミセルは、シェル内に拡散し、続いてコア自体に拡散することができ、これにより、コアからシェル内への、及び最終的に外部マトリクスへの経路が可能となる。
したがって、親水性シェル材料の場合、高いシェル架橋密度が必要であるが、シェル内の細孔量も低減される必要がある。このような細孔は、界面活性剤系マトリクスへの活性物質の迅速な大量移動をもたらすことができる。したがって、カプセルのシェルの全体的な透過性とその多孔性との間には、明確かつ明白なリンクが存在する。実際に、カプセルの透過性は、任意の所与のカプセルの全体的なシェル構造への洞察を与える。
前述のように、活性物質の拡散は、活性物質の性質、連続相におけるその溶解度、及びシェル構造(多孔性、架橋密度、及びそれが含有し得る任意の一般的な欠陥)によって定義される。したがって、3つの関連するパラメータのうちの2つを固定することによって、様々なシェルの透過性を効果的に比較することができる。
この透過率試験の目的は、異なるカプセルのシェルの直接的比較を可能にするようなフレームワークを提供することである。更に、カプセルの大きな集団の特性を評価することが可能になり、したがって外れ値によって得られる歪曲された結果に悩まされない。
したがって、カプセルの透過性は、特定の条件下で所与の時間内(例えば、7日以内で20%のトレーサー拡散)で所与の連続相内に拡散された所与の分子トレーサーの画分を介して定義することができる。
本発明のカプセルは、透過率試験方法によって測定される、約80%未満、約70%未満、約60%未満、約50%未満、約40%未満、約30%未満、又は約20%未満の相対透過率を有する。
透過率試験方法は、コア内に分子トレーサー、ベルジルアセテート(CAS#5413-60-5)(Vigon社製)を含有するカプセルからのトレーサーのシェル透過性を、同トレーサーの完全な拡散(例えば、100%透過性)を表す基準試料と比較して求める。
まず、任意の所与のカプセル調製方法に従ってカプセルを調製する。透過率試験方法のために、カプセルコアは、コアの重量の少なくとも10重量%のベルジルアセテートトレーサーを含んでいなければならず、あるいは調製中に、含むように補充されなければならない。この試験における「コアの重量」とは、シェルが形成され、カプセルが製造された後のコアの重量を指す。カプセルのコアは、例えばコア変性剤及び有益剤などの、意図された成分を含む。カプセルは、当該技術分野において一般的に行われるように、カプセルのスラリーとして調製することができる。
カプセルは、次いで、透過率試験試料に製剤化される。透過率試験試料の製剤化は、カプセルのスラリーを、ドデシル硫酸ナトリウム(CAS#151-21-3)の水溶液と十分に混合して、試験試料の総重量に基づいて、合計コアオイル含有量が0.25重量%±0.025%及びSDS濃度が15重量%±1重量%を達成することを含む。必要とされるカプセルのスラリーの量は、以下のように計算することができる:
式中、スラリーのオイル活性は、カプセル製造プロセスの質量バランスを介して求められる、スラリー中の油の重量%である。
SDS溶液は、SDSペレットを脱イオン水中に溶解させることによって調製することができる。カプセル及びSDS溶液は、混合中にカプセルの破損を防止するように設計された条件下で混合することができる。例えば、カプセル及びSDS溶液は、手又はオーバーヘッドミキサーで混合することができるが、磁気撹拌棒で混合されるべきではない。磁気撹拌棒によって混合すると、しばしばカプセルの破損をもたらすということが判明している。好適な混合法としては、IKAプロペラ型ミキサーを含むことができ、400rpm以下で混合し、SDS溶液及びカプセルスラリーを含む混合物の総質量は10g~50gである。磁気撹拌棒を使用せず、かつ所与のカプセル組成物を破壊することなく混合するための他の好適な混合装置及び好適な条件は、当業者には容易に明らかとなるであろう。
ひとたび透過率試験試料が調製されると、その試料を、透過率試験試料の体積の2倍以下の総容積を有するガラス製バイアルに入れ、気密蓋で密封する。封止された透過率試験試料は、温度35℃及び相対湿度40%で7日間保管される。保管中、封止された透過率試験試料は、光に曝露されず、測定前にはいかなる時点でも開封されない。
100%拡散を表す基準試料も調製する。基準試料は、測定日(すなわち、透過率試験試料の調製から7日後)に使用できるように調製される。基準試料は、透過率試験試料に作製されたカプセルの質量バランスによって求められるカプセルのコアの組成を複製する(ベルジルアセテートトレーサーを、コアの重量に基づいて同じ重量パーセント含む)ことを意図した、オイルを含まない混合物を、15重量%の水性SDSとで15%と組み合わせることによって調製される。オイルを含まない混合物及びSDS溶液は、オイルを含まない混合物が完全に可溶化するまで磁気撹拌機で均質化され、容器は、トレーサーの蒸発を回避するために混合中に密封されるべきである。均質化がかなりの時間を要する場合、上記のことは考慮される必要があり、必要に応じて7日前よりも早く基準試料の調製を開始することができる。可溶化した直後に、基準試料を基準試料の体積の2倍以下の容積のガラス製バイアルに入れ、気密蓋で密封する。SDS溶液は、透過率試験試料の場合と同様に、脱イオン水中にSDSペレットを溶解させることによって調製することができる。
オイルを含まない混合物を所定の量添加して、基準試料の総重量に基づいて、基準試料中の、オイルを含まない混合物の総濃度0.25重量%±0.025%を達成する。
ベルジルアセテートのガスクロマトグラフィーエリア計数によって表される透過性が、透過率試験試料(調製から7日後)及び基準試料について、同じ日に、同じGC/MS分析装置を使用して分析される。具体的には、各試験用及び基準用試料に関して、100μLの試料のアリコートを、20mlのヘッドスペースバイアル瓶(Gerstel社製SPMEバイアル瓶20ml、部品番号093640-035-00)に移し、直ちに密封する(Gerstel社製SPME用クリンプキャップ、部分番号093640-050-00)。3つのヘッドスペースバイアルを、各試料に対して調製する。密封されたヘッドスペースバイアルを平衡化させる。試料は、室温で3時間後に平衡に到達するが、ヘッドスペースバイアルを密封した後最長で24時間後まで、結果を損なう又は変化させることなく、より長く放置することができる。平衡化後、試料をガスクロマトグラフィー質量分析(GC/MS)により分析する。
GS/MS分析は、バイアル瓶のヘッドスペースをSPME(50/30μm DVB/Carboxen/PDMS、Sigma-Aldrich社部品番号57329-U)を介して各バイアルのヘッドスペースをサンプリングすることにより、25mmのバイアルペネトレーションと1分間の抽出時間、及び室温下で実施される。SPME繊維は、続いて、GCインジェクタにオンラインで熱脱離される(温度270℃、スプリットレスモード、0.75mmのSPMEインレットライナー(Restek社、物品番号23434)又は同等物を用い、300秒の脱着時間、及び43mmのインジェクタペネトレーションで実施)。高速GC/MSのフルスキャンモードでベルジルアセテートを分析した。ベルジルアセテート(m/z=66)の比質量のイオン抽出を使用して、ベルジルアセテート(及び異性体)のヘッドスペース応答(エリアカウントで表される)を計算する。透過率試験試料及び基準試料それぞれのヘッドスペース応答は、透過率試験試料に対するベルジルアセテートエリアカウント及び基準試料に対するベルジルアセテートエリアカウントとして、本明細書では言及される。
この方法で使用するのに好適な装置としては、5977MSDを装備したAgilent社製7890B GC又は同等物、SPME(自動サンプラー)としてGerstel社製MPS、GCカラムとしてAgilent DB-5 UI 30m X0.25 X 0.25カラム(部品番号122-5532UI)が挙げられる。
透過率試験試料及び基準試料の分析は、同じ室温条件下で、同じ機器で、及び同じ日に、分析同士の間にあまり間をおかずに行うべきである
GC/MSデータ及び透過率試験試料中の実際の既知のベルジルアセテート含有量に基づいて、透過率パーセントを計算することができる。透過率試験におけるベルジルアセテートの実際の含有量は、カプセルの製造中のあらゆる損失を補正するように求められなければならない。使用する方法は、以下に指定される。これは、カプセルコア内に製品をカプセル化する際にしばしば遭遇する非効率性を説明するものであり、カプセルの形成中に存在すると予想されるベルジルアセテートの全量は、スラリー中に存在するものよりも少ないということを説明するものである。パーセント透過率を計算するために、以下の式を使用することができる。
この計算値は、40%の相対湿度及び35℃の温度の下で7日間保管された後で試験されたカプセルの、パーセント透過率である。
SDSカプセル混合物中の実際のベルジルアセテート含有量を評価するために、特定の保管時間後にアリコートを回収しなければならない。このため、得られた混合物は、第1の試料が測定されるのと同じ日に開封されることにより、保管中にはバイアル瓶が密封されていることを確実にする。最初に、混合物は均質になるまで混合しなければならず、そのため、材料の正しい割合を含有する代表的なアリコートが回収される。次に、上記の均質な混合物1gを径1cmのガラス製平底バイアルに導入し、バイアル瓶の径の半分以上の長さの磁気撹拌棒を、そのバイアル瓶に導入する。磁気撹拌棒を入れた指定の広口瓶中の均質混合物を密封し、次いで磁気撹拌プレート上に置き、500rpmでの混合を使用して、撹拌棒の撹拌動作によって全てのカプセルが粉砕されるようにする。これにより、カプセル内に封入されていたコア材料を周囲のSDS溶液中に完全に放出させ、そうして実際のベルジルアセテート含有量の測定が可能になる。この内容の測定プロトコルは、破壊されていないカプセルに対して実行されなければならない。加えて、測定工程の前に、全てのカプセルが破壊されたかどうかを評価するために、カプセルは光学顕微鏡下で観察されなければならない。全てのカプセルが破壊されていない場合には、カプセルの粉砕を、混合速度及び/又は混合時間を増加させて繰り返す必要がある。
ニート香料材料
固体溶解性組成物は、快楽効果を提供するだけの(すなわち、悪臭を中和しないが、快い香りは提供する)1つ以上の香料原材料を含む、封入されていない香料を含み得る。好適な香料は、米国特許第6,248,135号に開示されている。例えば、固体溶解性組成物は、悪臭を中和するための揮発性アルデヒドと快楽をもたらす香料アルデヒドの混合物を含んでよい。
悪臭制御成分中の揮発性アルデヒド以外の香料が、固体溶解性組成物中に配合される。
固体溶解性組成物
粒子全体にわたって分散された1つ以上の有益剤(例えば、香料カプセル、ニート香料)を有する固体溶解性組成物を含む、洗濯物をリフレッシュするために使用される複数の粒子を含む消費者製品。一実施形態では、フレッシュネス有益剤は、香料カプセルである。別の実施形態では、フレッシュネス有益剤は、ニート香料である。別の実施形態では、フレッシュネス有益剤は、分散滴の形態のニート香料である。別の実施形態では、フレッシュネス有益剤は、繊維性微細構造全体に分布したニート香料である。別の実施形態では、1つのフレッシュネス有益剤は香料カプセルであり、第2のフレッシュネス有益剤はニート香料である。
実施形態では、消費者製品は、全て同じ固体溶解性組成物であるビーズの固体形態であるSDCを含む。別の実施形態では、消費者製品中の固体形態は、1つ以上の固体溶解性組成物(例えば、PMCを含むいくつかの固体溶解性組成物、及び香料を含むいくつかの固体溶解性組成物)である。SDCの固体形態は、粉末、粒子、凝集体、フレーク、顆粒、ペレット、錠剤、ロゼンジ、パック、ブリケット、レンガ、固体ブロック、単位用量、又は当業者に公知の他の固体形態であってもよい。
一実施形態では、SDCは、約13重量%未満を含有する。別の実施形態では、SDCは、約10重量%及び1重量%未満のニート香料を含有する。別の実施形態では、SDCは、約8重量%及び2重量%未満のニート香料を含有する。
一実施形態では、SDCは、約18重量%未満の香料カプセルを含有する。別の実施形態では、SDCは、固体溶解性組成物の総重量に基づいて、約0.01重量%~約15重量%の香料カプセル、好ましくは約0.1重量%~約15重量%の香料カプセル、より好ましくは約1重量%~約15重量%の香料カプセル、最も好ましくは約5重量%~約15重量%の香料カプセルを含有する。
水相は、中間レオロジー固体の0重量%~約10重量%、0重量%~約9重量%、0重量%~約8重量%、約5重量%の量で固体溶解性組成物中に存在してもよい。
一実施形態では、消費者製品は、洗浄の開始時に洗浄ドラムに直接添加される。別の実施形態では、消費者製品は、洗濯機内の布地向上剤カップに添加される。別の実施形態では、消費者製品は、洗浄の開始時に添加される。別の実施形態では、消費者製品は、洗浄中に添加される。
一実施形態では、消費者製品は、紙包装で販売され、一実施形態では、消費者製品は、単位用量包装で販売される。一実施形態では、消費者製品は、異なる色の粒子で販売される。一実施形態では、消費者製品は、小袋で販売される。一実施形態では、消費者製品は、異なる色の粒子で販売される。一実施形態では、消費者製品は、リサイクル可能な容器で販売される。
溶解試験法
全ての試料及び手順は、試験前に室温(25±3℃)で維持され、24時間、又は恒量になるまで、乾燥剤チャンバ(0%RH)に入れられる。
全ての溶解測定は、制御された温度及び一定の撹拌速度で行われる。600mLのジャケット付きビーカー(Cole-Palmer、品番UX-03773-30、又は同等物)を取り付け、所望の温度に設定した水循環器(Fisherbrand Isotemp 4100、又は同等物)を使用してジャケット付きビーカーに水を循環させることによって、温度まで冷却する。ジャケット付きビーカーを、VWR Multi-Position Stirrer(VWR North American,West Chester,PA,U.S.A.カタログ番号12621-046)の撹拌要素の中心に置く。100mLの脱イオン水(MODEL 18M、又は同等物)及び撹拌棒(VWR,Spinbar、カタログ番号58947-106、又は同等物)を、第2の150mLビーカー(VWR North American,West Chester,PA,U.S.A.カタログ番号58948-138、又は同等物)に添加する。第2のビーカーをジャケット付きビーカーに入れる。ジャケット付きビーカー中の水が第2のビーカー中の水と混合しないように十分に注意しながら、第2のビーカー中の水位より上になるように十分なミリポア水をジャケット付きビーカーに添加する。撹拌棒の速度を、穏やかな渦を生成するのに十分な200RPMに設定する。温度は、水循環器からの流れを使用して第2のビーカー内で25℃又は37℃に達するように設定され、関連する温度は実施例に報告される。溶解実験を行う前に、第2のビーカー内の温度を温度計で測定する。
全ての試料を、新鮮な乾燥剤(VWR、Desiccant-Anhydrous Indicating Drierite、ストック番号23001、又は同等物)を用いて調製したデシケータ中で一定重量に達するまで密封した。全ての試験試料は、15mg未満の質量を有する。
単一の溶解実験は、デシケータから単一の試料を取り出すことによって行われる。試料をデシケータから取り出してから1分以内に秤量し、初期質量(MI)を測定する。試料を撹拌しながら第2のビーカーに滴下する。試料を1分間溶解させる。1分の最後に、試料を脱イオン水から注意深く取り出す。一定の最終質量(MF)に達するまで、試料を再びデシケータに入れる。単一の実験における試料の質量損失の百分率は、ML=100*(MI-MF)/MIとして計算される。
最初に100mlの水を新しい脱イオン水で置き換え、各実験のためにデシケータから新しい試料を加え、前の段落に記載した溶解実験を繰り返すことによって、9回の追加の溶解実験を行う。
試験についての質量損失の平均パーセント(MA)は、10回の実験についての質量損失の平均パーセントとして計算され、質量損失の平均標準偏差(SDA)は、10回の実験についての質量損失の平均パーセントの標準偏差である。
この方法は、3つの値:1)試料の平均質量(MS)、2)試料が溶解される温度(T)、及び3)質量損失の平均パーセント(MAを返す。本方法が試料に対して実行されなかった場合、方法は全ての値に対して「NM」を返す。質量損失の平均パーセント(MA)及び質量損失の平均パーセントの平均標準偏差(SDA)を使用して、図7及び図10において共有される溶解曲線を描く。
湿度試験方法
試験前に、全ての試料及び手順が、室温(25±3℃)に維持される。
湿度試験方法を使用して、0%RHでの乾燥と25℃での様々なRHでの乾燥との間で、原材料又は組成物中に生じる水蒸気収着の量を求める。この方法では、10~60mgの試料が秤量され、異なる環境状態で調整されることに関連する質量変化が、動的蒸気収着機器で捕捉される。得られた質量増加は、0%RHで記録された乾燥試料質量当たりの質量変化%として表される。
この方法は、1μgの分解能を有するSPSx Vapor Sorption Analyzer(ProUmid GmbH&Co.KG,Ulm,Germany)、又は相対湿度(%RH)を±3%以内に、温度を±2℃以内に制御し、質量を±0.001mgの精度で測定することができる同等の動的蒸気収着(DVS)機器を利用する。
原料又は組成物の10~60mgの試料を、風袋引きした直径1インチのAlパンに均一に分散させる。原料又は組成物試料が分散されたAlパンをDVS装置に入れ、DVS装置を25℃及び0%RHに設定し、その時点で質量を約15分毎に0.001mg以上の精度で記録する。試料がこの環境設定で最低12時間DVS中にあり、恒量が達成された後、試料の質量mdを0.01mg以上の精度で記録する。この工程が完了したら、機器を10%RH増分で90%RHまで進める。試料を各工程で最低12時間DVS中に保持し、恒量に達するまで、試料の質量mnを各工程で0.001mg以上の精度で記録する。
特定の試料について、恒量は、0.004%を超えて異ならない質量連続秤量の変化として定義することができる。特定の試料について、乾燥試料質量当たりの質量変化%(%dm)を以下のように定義する。
乾燥試料質量当たりの質量変化%は、0.01%単位で報告される。
熱安定性試験方法
全ての試料及び手順は、試験前に室温(25±3℃)で維持され、試験前に相対湿度40±10%で24時間維持される。
熱安定性試験方法では、示差走査熱量測定(DSC)が、試料組成物の20mg±10mg試料に対して実施される。単純な走査を25℃と90℃の間で行い、最大ピークの発生が観察される温度を安定温度として最も近い℃で報告する。
試料をDSC皿に充填する。全ての測定は、高体積ステンレス鋼皿セット(TA部品番号900825.902)で行われる。皿、蓋、及びガスケットを、Mettler Toledo MT5分析マイクロバランス(又は同等物、Mettler Toledo,LLC.,Columbus,OH)で秤量し、風袋の重さを量る。試料は、試料が皿の底部と接触していることを確実にするために注意しながら、製造元の仕様に従って、20mg(+/-10mg)の目標重量で皿に充填される。次いで、皿をTA High Volume Die Set(TA部品番号901608.905)で密封する。最終アセンブリを測定して、試料の重量を得る。試料を、製造説明書に従って、TA QシリーズDSC(TA Instruments,New Castle,DE)に充填する。DSC手順は、以下の設定を使用する:1)25℃で平衡化する;2)サイクル1の終わりの印を付ける;3)1.00℃/分で90.00℃に昇温する;4)サイクル3の終わりの印を付ける;次いで、5)方法の終了;実行を押す。
水分試験方法
全ての試料及び手順は、試験前に室温(25±3℃)で維持され、試験前に相対湿度40±10%で24時間維持される。
水分試験方法は、組成物中の水の重量パーセントを定量化するために使用される。この方法では、カールフィッシャー(KF)滴定が、試料組成物の3つの同様の試料の各々に対して行われる。滴定は、容量KF滴定装置を使用し、一成分溶媒系を使用して行われる。試料は0.3±0.05gの質量であり、滴定前に滴定容器中で2.5分間溶解させる。3つの試験片複製物の平均(算術平均)含水率を、試料組成物の0.1重量%単位で報告する。
試料組成物を、測定前に少なくとも24時間、25±3℃及び40±10.0%RHで調整する。装置及び特定の手順の1つの適切な例は、以下の通りである。
試料の含水率を測定するために、Mettler Toledo V30S Volumetric KF Titratorを使用して測定を行う。機器は、試料を溶解するためのHoneywell Fluka Hydraanal Solvent(カタログ番号34800-1L-US)と、試料を滴定するためのHoneywell Fluka Hydraanal Titrant-5(カタログ番号34801-1L-US)とを使用し、無水材料の有効性を保存するためのHoneywell Fluka Hydraanal Molecular sieve 3nm(カタログ番号34241-250g)を充填した3本の乾燥管(滴定ボトル、溶剤ボトル、及び廃液ボトル)を装備する。
試料の測定に用いた方法は、タイプ「KF vol」、ID「U8000」、タイトル「KFVol 2-comp 5」であり、それぞれ各方法が機能する8つのラインを有する。
ライン1、タイトルは、選択された以下のものを有する。タイプをカールフィッシャー滴定Vol.に設定する。互換性をV10S/V20S/V30S/T5/T7/T9に設定する。IDをU8000に設定する。タイトルをKFVol 2-comp 5に設定する。著者を管理者に設定する。Modified on及びModified byと共に日時を、方法が作成されたときに定義した。保護をnoに設定し、SOPをNoneに設定する。
ライン2、試料は、2つの選択肢として試料及び濃度を有する。試料オプションが選択されると、以下のフィールドが次のように定義される。IDの数を1に設定する。ID1を--に設定し、エントリタイプを重みに選択する。下限を0.0gに設定する。上限を5.0gに設定する。密度を1.0g/mLに設定する。補正係数を1.0に設定する。温度を25.0℃に設定する。自動開始を選択し、エントリを添加後に設定する。濃度オプションが選択された場合、以下のフィールドが以下のように定義される。滴定液をKF 2-comp 5に選択する。公称濃度を5mg/mLに設定する。標準を水-標準10.0に選択する。エントリタイプを重みに選択する。下限を0.0gに設定する。上限は、2.0gに設定する。温度を25.0℃に設定する。混合時間は、10秒に設定する。自動開始が選択される。エントリが追加後として選択される。濃度下限が4.5mg/mLに設定され、濃度上限が5.6mg/mLに設定される。
ライン3、滴定スタンド(KFスタンド)は、以下のように定義されるフィールドを有する。タイプをKFスタンドに設定する。滴定スタンドをKFスタンドに選択する。ドリフトのソースをオンラインに選択する。最大開始ドリフトを25.0μg/分に設定する。
ライン4、混合時間は、次のように定義されるフィールドを有する。持続時間を150秒に設定する。
ライン5、滴定(KF体積)[1]は、6つの選択肢として滴定剤、センサ、撹拌、事前分配、制御、及び終了を有する。滴定剤オプションが選択されると、以下のフィールドが次のように定義される。滴定剤をKF 2-comp 5に選択する。公称濃度を5mg/mLに設定し、試薬タイプを2-compに設定する。センサオプションが選択されると、以下のフィールドが次のように定義される。タイプを偏光に設定する。センサをDM143-SCに選択する。単位をmVに設定する。指示をボルタンメトリーに設定し、Ipolを24.0μAに設定する。撹拌オプションが選択されると、以下のフィールドが次のように定義される。速度を50%に設定する。事前分配オプションが選択された場合、以下のフィールドが次のように定義される。モードをNoneに選択する。待ち時間を0秒に設定する。制御オプションが選択されると、以下のフィールドが次のように定義される。終点を100.00mVに設定する。制御帯域を400.00mVに設定する。投与速度(最大)を3mL/分に設定する。投与速度(分)を100μL/分に設定し、開始を正常に選択する。終了オプションが選択されると、以下のフィールドが次のように定義される。タイプをドリフトストップ相対に選択する。ドリフトは、15.0μg/分に設定する。Vmaxで15mL;最小時間は0秒に設定され、最大時間は∞秒に設定される。
ライン6、計算は、次のように定義されるフィールドを有する。結果タイプは、事前定義されるように選択される。結果をコンテンツに設定する。結果単位を%に設定する。式をR1=(VEQ*CONC-TIME*D...)に設定する。定数Cを0.1に設定する。小数点以下を2に設定する。結果限界を選択しない。記録統計を選択する。余分な統計関数を選択しない。
ライン7、記録は、次のように定義されたフィールドを有する。結果をNoに選択する。生の結果をNoに選択する。測定値の表をNoに選択する。試料データをNoに選択する。リソースデータをNoに選択する。E-VをNoに選択する。E-tをNoに選択する。V-tをNoに選択する。H2O-tをNoに選択する。Drift-tをNoに選択する。H2O-t&Drift-tをnoに選択する。V-t&Drift-tをNoに選択する。方法をNoに選択し、シリーズデータをNoに選択する。
ライン8、試料の終了は、次のように定義されたフィールドを有する。オープンシリーズを選択する。
方法が選択されると、開始を押すと、以下のフィールドが次のように定義される。タイプを方法に設定する。方法IDをU8000に設定する。試料数を1に設定する。ID1を--に設定し、試料サイズを0gに設定する。開始オプションが再び押される。機器は最大ドリフトを測定し、定常状態に達すると、ユーザーが試料添加を選択することを可能にし、この時点でユーザーは3穴アダプターを追加し、ストッパーを取り外し、試料を滴定ビーカーに入れ、3穴アダプター及びストッパーを交換し、試料の質量gをタッチスクリーンに入力する。報告された値は、試料中の水の重量パーセントである。この測定を各試料について3回繰り返し、3回の測定の平均を報告する。
繊維試験方法
繊維試験方法は、固体溶解組成物がプロセス条件下で結晶化し、繊維結晶を含有するかどうかを判定するために使用される。繊維の簡単な定義は、「糸又は糸に似た構造若しくは物体」である。繊維は、一方向のみに長い長さを有する(例えば、図2A及び図2B)。これは、2つ以上の方向に長い長さを有する板又は小板などの他の結晶形態とは異なる(例えば、図13A及び図13B)。繊維を有する固体溶解組成物のみが本発明の範囲内である。
Scigen Tissue Plus最適切断温度(OCT)化合物(Scigen 4586)及びコロイド状グラファイト(agar scientific G303E)の1:1混合物を含む予めコーティングされたスリットを有するSEM試料シャトル及びスタブ(Quorum Technologies、AL200077B及びE7406)上に、直径約4mmの試料を搭載する。搭載した試料を液体窒素スラッシュ浴中でプランジ凍結する。次に、凍結試料をQuorum PP 3010 Tcryoプレップチャンバ(Quorum Technologies PP3010T)又は同等物に挿入し、凍結割断する前に-120℃に平衡化させる。凍結割断は、クライオプレップチャンバ内の低温内蔵ナイフを使用して硝子体試料の上部を切り取ることによって行われる。追加の昇華を-90℃で5分間行って、試料の表面上の残留氷を除去する。試料を更に-150℃に冷却し、cryo-prepチャンバ内に60秒間存在するPtの層でスパッタコーティングして、帯電を軽減する。
高分解能撮像は、Hitachi Ethos NX5000 FIB-SEM(Hitachi NX5000)又は同等物において実施される。
試料の繊維形態を求めるために、20000倍の倍率で撮像を行う。この倍率で、結晶化剤の個々の結晶を観察することができる。倍率は、個々の結晶が観察されるまで、より低い値又はより高い値にわずかに調整されてもよい。当業者であれば、画像中の代表的な結晶の最長寸法を評価することができる。この最長寸法が結晶の他の直交寸法の約10倍以上である場合、これらの結晶は繊維とみなされ、本発明の範囲内である。
本発明は、高濃度のフレッシュネス有益剤などの活性剤を含有する乾燥脂肪酸カルボン酸ナトリウム配合物から形成されるメッシュ微細構造を含む固体溶解性組成物(SDC)であって、通常の使用中に溶解して布地に顕著なフレッシュネスを送達する固体溶解性組成物である。
実施例は、多くの場合、現在市販されている製品よりも多く、香料カプセル及びニート香料を含む高濃度のフレッシュネス有益剤を充填することができる本発明の組成物を示す。
要約すると、実施例1は、様々な濃度の香料カプセルを有する本発明の組成物を示し、実施例2は、様々な濃度の香料を有する本発明の組成物を示し、実施例3は、結晶化剤の様々な組み合わせを有する本発明の組成物を示し、実施例4は、長鎖長結晶化剤を有する比較組成物を示し、実施例5は、香料カプセルとニート香料とのブレンドを有する本発明の組成物を示し、実施例6は、プロセスの形成段階における結晶化のための加工助剤として塩化ナトリウムを使用する本発明の組成物を示す。実施例7は、形成プロセスにおいてより高濃度の結晶化剤を可能にするパイロットプラント規模で調製された本発明の組成物を示し、結晶化剤は脂肪酸として供給され、製造中に中和される。最後に、実施例8は、異なるカプセル化学作用を有する香料カプセルを有する本発明の組成物を示す。
全ての実施例は、以下の3つの製造工程で調製される。
1.混合-結晶化剤が水に完全に可溶化される。
2.形成-混合工程からの組成物が、結晶化、部分乾燥、塩添加、又は粘度上昇を含む技術によって、所望のSDCのサイズ及び寸法によって成形される。
3.乾燥-溶解、水和、及び熱安定性を含む所望の性能を確保するために水の量が低減される。
活性剤は、一般に、混合工程中又は乾燥工程後にSDCに添加される。
表1~表16のデータは、本発明のSDC及び比較SDCの組成及び性能パラメータの例を提供する。
SDCM-上部セクションは、混合において固体溶解性組成物混合物(SDCM)を作製するために使用される材料の全ての量を提供する。以下の他の項目を計算する:「%CA」は、SDCM中の全ての結晶化剤の重量百分率である。
SDC-中央セクションは、全ての非結合水が除去された最終固体溶解性組成物(SDC)中の量に対応する重量を提供する。以下の他の項目を計算する。「%CA」は、SDC中の全ての結晶化剤の百分率である。「遅延性CA%」は、試料が結晶化剤の混合物を含有する場合、より遅く溶解する結晶化剤(すなわち、より長い鎖長)の百分率である。「香料カプセル」は、乾燥後のSDC中の香料カプセルの百分率である。「香料」は、乾燥後のSDC中のニート香料の百分率である。「AA」は、両方が存在する場合、香料カプセル及びニート香料の総量である。
溶解性能-下のセクションでは、「MS」、「T」、及び「MA」は溶解試験方法の出力である。「NM」の値は、性能が測定されなかったことを意味する。
材料
(1)水:Millipore,Burlington,MA(18m-オーム抵抗)
(2)カプリン酸ナトリウム(オクタン酸ナトリウム、NaC8):TCI Chemicals、カタログ番号00034
(3)カプリン酸ナトリウム(デカン酸ナトリウム、NaC10):TCI Chemicals、カタログ番号D0024
(4)ラウリン酸ナトリウム(ドデカン酸ナトリウム、NaC12):TCI Chemicals、カタログ番号L0016
(5)ミリスチン酸ナトリウム(テトラデカン酸ナトリウム、NaC14):TCI Chemicals、カタログ番号M0483
(6)パルミチン酸ナトリウム(ヘキサデカン酸ナトリウム、NaC16):TCI Chemicals、カタログ番号P00007
(7)ステアリン酸ナトリウム(オクタデカン酸ナトリウム、NaC18):TCI Chemicals、カタログ番号S0031
(8)香料カプセルスラリー:Encapsys、封入香料#1、メラミンホルムアルデヒド壁化学作用、香料封入物#1(31%活性)。
(9)ニート香料:International Flavors and Fragrances、ニート香料油#1
(10)塩化ナトリウム:VWR BDH Chemical、カタログ番号BDH9286-500g
(11)脂肪酸ブレンド:C810L、Procter&Gamble Chemicals、試料コード:SR26399
(12)ラウリン酸:Peter Cremer、カタログ番号FA-1299、ラウリン酸
(13)水酸化ナトリウム(50重量%溶液):Fisher Scientific、カタログ番号SS254-4
(14)香料カプセルスラリー:Encapssys、封入香料#2、ポリアクリレート壁化学作用、21重量%活性
(15)香料カプセルスラリー:Encapssys、封入香料#3高コア対壁、ポリアクリレート壁化学作用、21重量%活性
(16)香料カプセルスラリー:Encapsys、封入香料#4、ポリ尿素壁化学作用、32重量%活性
(17)香料カプセルスラリー:Encapssys、封入香料#5、シリカベース壁化学作用、6.2重量%活性
(実施例1)
実施例1は、異なるレベルの香料カプセルを有し、全ての香料カプセルが混合中に添加された本発明の組成物を示す。このような組み合わせは、消費者に顕著な乾燥布地フレッシュネスを提供する。
試料AA~ALは、脂肪酸カルボン酸ナトリウム結晶化剤の2つの組み合わせで繊維メッシュ微細構造を形成する本発明の組成物を示す。試料AA~試料AD(表1)を、70:30のnAl:nAl比で調製した。組成物中によりゆっくりと溶解する結晶化剤を含有するNaDは、更に高い温度での洗浄、及び/又は洗浄サイクルの後半の香料カプセルの放出により適している。それらは、SDCM中25重量%の結晶化剤を、最終SDC組成物中85.0~97.25重量%で含有する。試料AE-試料AL(表2、表3)を60:40のnAl:nAl比で調製した。組成物中にあまりゆっくりとは溶解しない結晶化剤を含有するNaDは、表1(図7)に示されるものよりも高温での洗浄、及び/又は洗浄サイクルの前半の香料カプセルの放出により適している。それらは、SDCM中に25重量%の結晶化剤を、最終SDC組成物中に82.5~98.9重量%で含有する。最後に、表2及び表3からのデータは、溶解が、組成物中の香料カプセルの量によってではなく、本質的に結晶化剤の組成によって設定されることを示す(図10)。
固体溶解性組成物の調製
組成物を以下のようにして調製した。
(混合)250mlステンレス鋼ビーカー(Thermo Fischer Scientific,Waltham,MA)をホットプレート(VWR,Radnor,PA,7×7 CER Hotplate,カタログ番号NO97042-690)上に置いた。水(Milli-Q Academic)及び結晶化剤をビーカーに添加した。温度プローブを組成物中に入れた。オーバーヘッドミキサー(IKA Works Inc,Wilmington,NC,model RW20 DMZ)及び3ブレードインペラ設計を含む混合デバイスを組み立てて、組成物中にインペラを配置した。ヒーターを80℃に設定し、インペラを250rpmで回転するように設定し、全ての結晶化剤が可溶化され、組成物が透明になるまで、組成物を80℃に加熱した。次いで、組成物をMax100 Mid Cupに注ぎ、蓋をし、25℃に冷却させた。香料カプセルを冷却した溶液に添加し、3000rpmの速度で3分間、Speedmixer(Flack Tek.Inc,Landrum,SC,model DAC 150.1FVZ-K)を使用して組成物に均質化した。組成物を、直径5mmの半球パターンを含有するポリマー型に移し、ゴムベーキングスパチュラを使用して均一に分散させ、過剰な材料を型の上部から掻き取った。
(形成)型を4℃に平衡化した冷蔵庫(VWR Door Solid Lock F Refrigerator 115V、76300-508、又は同等物)内に24時間配置し、結晶化剤を結晶化させた。
(乾燥)調製物が結晶化する場合、空気を循環させながら25℃に設定した対流式オーブン(Yamato、DKN400、又は同等物)に型を更に24時間入れた。次いで、ビーズを型から取り出し、回収した。ビーズは、水分試験方法によって測定した場合、水は5重量%未満であった。
(実施例2)
実施例2は、異なるレベルのニート香料を有する速溶性の本発明の組成物を示す。このような組み合わせは、消費者に顕著な湿潤布地フレッシュネスを提供する。本実施例は、香料充填量を増加させるためにニート香料を添加するいくつかのアプローチを提供する。
試料BA~BG(表4、表5)は、混合工程においてニート香料を乳化する場合にメッシュ微細構造を形成する本発明の組成物を示す。試料BA~BFは、結晶化剤の結晶化を通じて形成することによって調製される。予期せぬことに、試料BG(表5)は、約12.7重量%超の香料を乳化した場合に4℃で結晶化しないので、組成物の部分乾燥による形成によって調製される。試料BH~BK(表6)は、組成物が、乳化されたニート香料の非存在下で結晶化による形成によって調製され、更に乾燥によって調製されることを示し、ここで香料は、15重量%をはるかに超える香料のレベルであっても、実行可能なSDCを作り出すために後添加することができる。試料は、SDCM中に25~30重量%の結晶化剤を含有し、最終SDC組成物中に約29.0重量%~99.0重量%の結晶化剤を含む。
固体溶解性組成物の調製
試料BA~BGを以下のようにして調製した(表4~5)。
(混合)250mlステンレス鋼ビーカー(Thermo Fischer Scientific,Waltham,MA)をホットプレート(VWR,Radnor,PA,7×7 CER Hotplate,カタログ番号NO97042-690)上に置いた。水(Milli-Q Academic)及び結晶化剤をビーカーに添加した。温度プローブを組成物中に入れた。オーバーヘッドミキサー(IKA Works Inc,Wilmington,NC,model RW20 DMZ)及び3ブレードインペラ設計を含む混合デバイスを組み立てて、組成物中にインペラを配置した。ヒーターを80℃に設定し、インペラを250rpmで回転するように設定し、全ての結晶化剤が可溶化され、組成物が透明になるまで、組成物を80℃に加熱した。次いで、組成物をMax100 Mid Cupに注ぎ、蓋をし、25℃に冷却させた。ニート香料を冷却した溶液に添加し、3000rpmの速度で3分間、Speedmixer(Flack Tek.Inc,Landrum,SC,model DAC 150.1FVZ-K)を使用して組成物に均質化した。組成物を、直径5mmの半球パターンを含有するポリマー型に移し、ゴムベーキングスパチュラを使用して均一に分散させ、過剰な材料を型の上部から掻き取った。
(形成)型を4℃に平衡化した冷蔵庫(VWR Door Solid Lock F Refrigerator 115V、76300-508、又は同等物)内に24時間配置し、結晶化剤を結晶化させた。組成物が結晶化しなかった場合、結晶化が起こるまで部分的に乾燥させなければならない。
(乾燥)調製物が結晶化する場合、空気を循環させながら25℃に設定した対流式オーブン(Yamato、DKN400、又は同等物)に型を更に24時間入れた。次いで、SDCを型から取り出し、回収した。ビーズは、水分試験方法によって測定した場合、水は5重量%未満であった。
試料BH~BKは、ニート香料が、調製の混合段階中に省略される代わりに乾燥段階後に添加され、得られたSDCが型から取り出して回収されたことを除いて、同じ手順で調製した。これらの非限定的な場合において、試料BHは、型の平坦側に3回、ニート香料の小滴を添加することによって調製した。試料B1は、型の円形側に3回、ニート香料の小滴を添加することによって調製した。試料BJは、型に少量の香料を噴霧する/吹きかけることによって調製した。最後に、試料BKは、型の円形側に2回ニート香料の小滴をブラッシングすることによって調製した。
(実施例3)
実施例3は、結晶化剤の異なる組み合わせを有する本発明の組成物(表7~表11)を示す。このような組み合わせは、洗濯サイクル中の異なる時間に溶解して、布地のフレッシュネス性能を最適化する組成物を消費者に提供する。香料及び香料カプセル活性剤を乾燥後に添加した。
試料CA~CD(表7)は、結晶化剤の単一鎖長のみから作製した。これらの4つの試料は全て、結晶化剤を水中で混合することによって作製されるが、CB~CDにおける形成は、4℃の冷蔵庫内で結晶化することによって行い、試料CAは、部分的に乾燥し、次いで4℃の冷蔵庫内で試料を形成することによって行った。これらの組成物は、時間及び温度と共に広範囲の異なる溶解を示し、洗浄サイクルにおける異なる時間及び異なる洗浄条件での活性物質放出を可能にする。試料は、SDCM中に20重量%~35重量%の結晶化剤を含有する。
試料CE~CO(表8、表9、表10)は、実施例1及び実施例2よりもはるかに広い範囲にわたって、C10及びC12鎖長結晶化剤のブレンドから作製した。COを除く全ての組成物における形成は、4℃での結晶化によって行った。試料COにおける形成は、部分乾燥、続いて4℃での結晶化によって行った。これらの試料は、結晶化剤の鎖長を注意深くブレンドすることにより、溶解試験方法によって求められる18.4%~86.0%の非常に異なる溶解が達成されたことを実証している。試料は、SDCM中に7.0重量%~35重量%の結晶化剤を含有する。
試料CQ~CR(表11)は、C8及びC12鎖長結晶化剤のブレンドから作製され、これも実施例1及び実施例2よりもはるかに広い範囲にわたっていた。試料CQ及び試料CRにおける形成は、4℃での結晶化によって行った。試料CS及び試料CTにおける形成は、部分乾燥とそれに続く4℃での結晶化によって行った。結晶化剤の鎖長を慎重にブレンドすることにより、溶解試験方法によって求められる29.4%~45.3%の非常に異なる溶解が達成された。試料は、SDCM中に15重量%~35重量%の結晶化剤を含有する。
固体溶解性組成物の調製
組成物を以下のようにして調製した。
(混合)250mlステンレス鋼ビーカー(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)をホットプレート(VWR,Radnor,PA,7×7 CER Hotplate、カタログ番号NO97042-690)上に置いた。水(Milli-Q Academic)及び結晶化剤をビーカーに添加した。温度プローブを組成物中に入れた。オーバーヘッドミキサー(IKA Works Inc,Wilmington,NC,model RW20 DMZ)及び3ブレードインペラ設計を含む混合デバイスを組み立てて、組成物中にインペラを配置した。ヒーターを80℃に設定し、インペラを250rpmで回転するように設定し、全ての結晶化剤が可溶化され、組成物が透明になるまで、組成物を80℃に加熱した。次いで、組成物をMax100 Mid Cupに注ぎ、蓋をし、25℃に冷却させた。組成物を、径5mmの半球パターンを含有するポリマー型に移し、ゴムベーキングスパチュラを使用して均一に分散させ、過剰な材料を型の上部から掻き取った。
(形成)型を4℃に平衡化した冷蔵庫(VWR Door Solid Lock F Refrigerator 115V、76300-508、又は同等物)内に24時間配置し、結晶化剤を結晶化させた。組成物が結晶化しなかった場合、組成物上に空気を吹き付けることによってそれらを部分的に乾燥させていくらかの水を除去し、次いで4℃で結晶化させた。
(乾燥)調製物が結晶化する場合、型を対流式オーブン(Yamato、DKN400、又は同等物)に更に24時間入れた。次いで、ビーズを型から取り出し、回収した。ビーズは、水分試験方法によって測定した場合、水は5重量%未満であった。
(実施例4)
実施例4は、長鎖長結晶化剤を有する比較組成物を示す。香料及び香料カプセル活性剤を乾燥後に添加した。このような組成物は、洗浄サイクルにおいて完全には溶解しない。
試料DA~DC(表12)は、長鎖長脂肪酸カルボン酸ナトリウム結晶化剤を含有する比較組成物を含有する。試料DAはC14を含有し、試料DBはC16を含有し、試料DCはC18を含有する。全てのこれらの組成物における形成は、4℃での結晶化によって行った。これらの組成物では、活性剤は乾燥後に添加される。
全ての試料は、溶解試験方法によって測定されるように、非常に低い溶解率を有する。実際に、質量損失の平均パーセントは25℃で測定されなかった。測定を繰り返し、溶解率を増加させるための温度よりも好ましい37℃で報告したが、これは、それぞれの場合において5%未満の質量損失の平均パーセントを示しただけであった。最終的に、可溶化のための最も好ましい条件下でさえ、これらの組み合わせは、洗浄サイクルの間の完全な溶解のために実行可能ではない。実際、これらの組成物を用いて行った洗浄試験では、何百もの不溶化粒子組成物が洗浄機全体に分散していた。
固体溶解性組成物の調製
組成物を以下のようにして調製した。
(混合)250mlステンレス鋼ビーカー(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)をホットプレート(VWR,Radnor,PA,7×7 CER Hotplate、カタログ番号NO97042-690)上に置いた。水(Milli-Q Academic)及び結晶化剤をビーカーに添加した。温度プローブを組成物中に入れた。オーバーヘッドミキサー(IKA Works Inc,Wilmington,NC,model RW20 DMZ)及び3ブレードインペラ設計を含む混合デバイスを組み立てて、組成物中にインペラを配置した。ヒーターを80℃に設定し、インペラを250rpmで回転するように設定し、全ての結晶化剤が可溶化され、組成物が透明になるまで、組成物を80℃に加熱した。次いで、組成物をMax100 Mid Cupに注ぎ、蓋をし、25℃に冷却させた。組成物を、径5mmの半球パターンを含有するポリマー型に移し、ゴムベーキングスパチュラを使用して均一に分散させ、過剰な材料を型の上部から掻き取った。
(形成)型を4℃に平衡化した冷蔵庫(VWR Door Solid Lock F Refrigerator 115V、76300-508、又は同等物)内に24時間配置し、結晶化剤を結晶化させた。
(乾燥)型を対流式オーブン(Yamato、DKN400、又は同等物)に更に24時間入れた。次いで、ビーズを型から取り出し、回収した。ビーズは、水分試験方法によって測定した場合、水は5重量%未満であった。
(実施例5)
実施例5は、様々な濃度で香料カプセルとニート香料とのブレンドを有する非限定的な本発明の試料を示す。このような組み合わせは、単一のSDC組成物内で、乾燥及び湿潤布地の両方のフレッシュネスを有する全体フレッシュネスの機会を消費者に提供する。
試料EAは、低濃度の香料及び香料カプセルの両方を有する。試料EBは、湿潤布地フレッシュネスを高めるために、高濃度の香料及び低濃度の香料カプセルを有する。試料ECは、長期布地フレッシュネスを高めるために、低濃度の香料及び高濃度の香料カプセルを有する。試料EDは、香りを得ようと高フレッシュネス製品を求める消費者に対応するために、高濃度の香料及び香料カプセルの両方を有する。試料は、SDCM中に約25重量%の結晶化剤を含有する。
固体溶解性組成物の調製
組成物を以下のようにして調製した。
(混合)250mlステンレス鋼ビーカー(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)をホットプレート(VWR,Radnor,PA,7×7 CER Hotplate、カタログ番号NO97042-690)上に置いた。水(Milli-Q Academic)及び結晶化剤をビーカーに添加した。温度プローブを組成物中に入れた。オーバーヘッドミキサー(IKA Works Inc,Wilmington,NC,model RW20 DMZ)及び3ブレードインペラ設計を含む混合デバイスを組み立てて、組成物中にインペラを配置した。ヒーターを80℃に設定し、インペラを250rpmで回転するように設定し、全ての結晶化剤が可溶化され、組成物が透明になるまで、組成物を80℃に加熱した。次いで、組成物をMax100 Mid Cupに注ぎ、蓋をし、25℃に冷却させた。香料カプセル及びニート香料を冷却した溶液に添加し、2700rpmの速度で3分間、Speedmixer(Flack Tek.Inc,Landrum,SC,model DAC 150.1FVZ-K)を使用して組成物に均質化した。組成物を、直径5mmの半球パターンを含有するポリマー型に移し、ゴムベーキングスパチュラを使用して均一に分散させ、過剰な材料を型の上部から掻き取った。
(形成)型を4℃に平衡化した冷蔵庫(VWR Door Solid Lock F Refrigerator 115V、76300-508、又は同等物)内に24時間配置し、結晶化剤を結晶化させた。
(乾燥)型を対流式オーブン(Yamato、DKN400、又は同等物)に更に24時間入れた。次いで、ビーズを型から取り出し、回収した。ビーズは、水分試験方法によって測定した場合、水は5重量%未満であった。
(実施例6)
実施例6は、塩化ナトリウムの添加がSDCの形成において使用された、異なる結晶化剤を有する本発明の組成物を示す。これらの組成物では、香料及び香料カプセル活性剤を乾燥後に添加した。
試料FAは、4℃での結晶化による形成には鎖長が短すぎるC8鎖長のみを含有し、代わりに組成物を部分的に乾燥させ、次いで4℃での結晶化によって形成を行った。試料FBは、同じ組成物が、塩化ナトリウムを組成物に添加した後に4℃で結晶化することによって直接形成され得ることを実証する。試料FC及び試料FDは同じ挙動を示し、SDCはそれぞれC10及びC10と塩化ナトリウムから構成された。
固体溶解性組成物の調製
組成物を以下のようにして調製した。
(混合)250mlステンレス鋼ビーカー(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)をホットプレート(VWR,Radnor,PA,7×7 CER Hotplate、カタログ番号NO97042-690)上に置いた。水(Milli-Q Academic)及び結晶化剤をビーカーに添加した。温度プローブを組成物中に入れた。オーバーヘッドミキサー(IKA Works Inc,Wilmington,NC,model RW20 DMZ)及び3ブレードインペラ設計を含む混合デバイスを組み立てて、組成物中にインペラを配置した。ヒーターを80℃に設定し、インペラを250rpmで回転するように設定し、全ての結晶化剤が可溶化され、組成物が透明になるまで、組成物を80℃に加熱した。次いで、組成物をMax100 Mid Cupに注ぎ、蓋をし、25℃に冷却させた。香料カプセルを冷却した溶液に添加し、2700rpmの速度で3分間、Speedmixer(Flack Tek.Inc,Landrum,SC,model DAC 150.1FVZ-K)を使用して組成物に均質化した。組成物を、直径5mmの半球パターンを含有するポリマー型に移し、ゴムベーキングスパチュラを使用して均一に分散させ、過剰な材料を型の上部から掻き取った。
(形成)結晶化による形成は、4℃に平衡化した冷蔵庫(VWR Door Solid Lock F Refrigerator 115V、76300-508、又は同等物)内に8時間配置した型内で実行し、結晶化剤を結晶化させた。部分的な乾燥、次いで結晶化による形成を、空気を吹き付けていくらかの水を除去した型内で行い、次いで冷蔵庫内で結晶化させた。
(乾燥)調製物が結晶化する場合、型を対流式オーブン(Yamato、DKN400、又は同等物)に更に8時間入れた。次いで、ビーズを型から取り出し、回収した。ビーズは、水分試験方法によって測定した場合、水は5重量%未満であった。
(実施例7)
実施例7は、形成においてより高濃度の結晶化剤を可能にするパイロットプラント規模で調製された本発明の組成物を示し、結晶化剤は脂肪酸として供給され、混合中に水酸化ナトリウムで中和された。
試料FEは、脂肪酸、水酸化ナトリウム、及び香料カプセルを混合し、結晶化によって単一流を形成し、周囲条件で乾燥することによって単一バッチタンク内で調製された本発明の組成物を示す。試料FFは、脂肪酸溶融タンクからの流れと水酸化ナトリウム流れからの流れとを組み合わせて混合し、次いで香料カプセルスラリーの流れと組み合わせ、結晶化によって最終的な単一の流れを形成し、周囲条件で乾燥することによる本発明の調製物を示す。試料FGは、試料FFと同じプロセスによって調製された本発明の組成物を示すが、結晶化剤は38.5重量%であり、形成は粘度上昇によって達成される。活性剤を乾燥後に添加する。試料FHは、試料FFと同じプロセスによって調製された本発明の組成物を示すが、結晶化剤は50.5重量%であり、形成は粘度上昇によって達成され、活性剤は乾燥後に添加される。試料は、SDCM中に約26重量%~50重量%の結晶化剤を含有する。
これらの試料において、C8及びC10は、脂肪酸原料(11)に由来する。
(実施例8)
実施例8は、異なるカプセル化学作用を有する香料カプセルを有する本発明の組成物を示す。異なる壁化学作用で本発明の組成物を調製できることにより、消費者にとってより幅広い種類のフレッシュネス特徴が可能になる。
試料FIは、ポリアクリレート壁化学構造を有する香料カプセルを用いて調製される。試料FJは、高いコア対壁比のポリアクリレート高コア体壁比化学構造を有する香料カプセルを用いて調製される。試料FKは、ポリ尿素壁化学構造を有する香料カプセルを用いて調製される。試料FLは、シリカ壁化学構造を有する香料カプセルを用いて調製される。
固体溶解性組成物の調製
組成物を以下のようにして調製した。
(混合)250mlステンレス鋼ビーカー(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)をホットプレート(VWR,Radnor,PA,7×7 CER Hotplate、カタログ番号NO97042-690)上に置いた。水(Milli-Q Academic)及び結晶化剤をビーカーに添加した。温度プローブを組成物中に入れた。オーバーヘッドミキサー(IKA Works Inc,Wilmington,NC,model RW20 DMZ)及び3ブレードインペラ設計を含む混合デバイスを組み立てて、組成物中にインペラを配置した。ヒーターを45℃に設定し、インペラを250rpmで回転するように設定し、全ての結晶化剤が可溶化され、組成物が透明になるまで、組成物を45℃に加熱した。次いで、組成物をMax100 Mid Cupに注ぎ、蓋をし、25℃に冷却させた。香料カプセルを冷却した溶液に添加し、2700rpmの速度で3分間、Speedmixer(Flack Tek.Inc,Landrum,SC,model DAC 150.1FVZ-K)を使用して組成物に均質化した。組成物を、直径5mmの半球パターンを含有するポリマー型に移し、ゴムベーキングスパチュラを使用して均一に分散させ、過剰な材料を型の上部から掻き取った。
(形成)結晶化による形成は、4℃に平衡化した冷蔵庫(VWR Door Solid Lock F Refrigerator 115V、76300-508、又は同等物)内に8時間配置した型内で実行し、結晶化剤を結晶化させた。部分的な乾燥、次いで結晶化による形成を、空気を吹き付けていくらかの水を除去した型内で行い、次いで冷蔵庫内で結晶化させた。
(乾燥)調製物が結晶化する場合、型を対流式オーブン(Yamato、DKN400、又は同等物)に更に8時間入れた。次いで、ビーズを型から取り出し、回収した。
本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきではない。その代わりに、特に明記されない限り、そのような寸法は各々、列挙された値とその値を囲む機能的に同等な範囲との両方を意味することが意図される。例えば、「40mm」と開示された寸法は、「約40mm」を意味することが意図される。
相互参照される又は関連するあらゆる特許又は特許出願、及び本願が優先権又はその利益を主張する任意の特許出願又は特許を含む、本明細書に引用される全ての文書は、除外又は限定することが明言されない限りにおいて、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。いずれの文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求されるいずれの発明に対する先行技術であるともみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献又は複数の参考文献と組み合わせた場合に、このようないずれの発明も教示、示唆、又は開示するとはみなされない。更に、本文献における用語のいずれの意味又は定義も、参照により組み込まれた文献内の同じ用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合、本文献においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
本発明の特定の実施形態を例示及び記載してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な他の変更及び修正を行うことができる点が、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にある全てのこのような変更及び修正を添付の特許請求の範囲に網羅することが意図される。
本明細書に開示される発明は、以下の通りである。
[1]結晶化剤と、
水と、
フレッシュネス有益剤を含むカプセルの集団とを含む固体溶解性組成物であって、
前記結晶化剤が、8~約12個のメチレン基を有する飽和脂肪酸のナトリウム塩であり、
前記カプセルが
フレッシュネス有益剤を含む油性コアと、
前記コアを包囲するシェルであって、
実質的に無機の第1のシェル成分であって、
前駆体の縮合生成物を含む縮合層と、
無機ナノ粒子を含むナノ粒子層であって、前記コアと前記ナノ粒子層との間に前記縮合層が配置されている、ナノ粒子層とを含む、実質的に無機の第1のシェル成分と、
前記第1のシェル成分を包囲する無機の第2のシェル成分であって、前記ナノ粒子層を包囲する無機の第2のシェル成分とを含む、シェルとを含み、
前記前駆体が、式(I)の少なくとも1種の化合物を含み、
(M
v
O
z
Y
n
)
w
(式I)
式中、Mは、ケイ素、チタン、及びアルミニウムの1種以上であり、
vは、Mの価数であって、3又は4であり、
zは、0.5~1.6であり、
各Yは、独立して、-OH、-OR
2
、ハロ、
-NH
2
、-NHR
2
、-N(R
2
)
2
、及び
から選択され、式中、R
2
は、C
1
~C
20
アルキル、C
1
~C
20
アルキレン、C
6
~C
22
アリール、又はO、N、及びSから選択される1~3個の環ヘテロ原子を含む5~12員ヘテロアリールであり、
R
3
は、H、C
1
~C
20
アルキル、C
1
~C
20
アルキレン、C
6
~C
22
アリール、又はO、N、及びSから選択される1~3個の環ヘテロ原子を含む5~12員ヘテロアリールであり、
nは、0.7~(v-1)であり、
wは、2~2000である、固体溶解性組成物。
[2]前記結晶化剤の前記飽和脂肪酸のナトリウム塩が、50重量%~70重量%のC12、15重量%~25重量%のC10、及び15重量%~25重量%のC8を含む、[1]に記載の固体溶解性組成物。
[3]前記飽和脂肪酸のナトリウム塩が、30%~80%の遅延性結晶化剤(%遅延性CA)を含む、[1]に記載の固体溶解性組成物。
[4]前記結晶化剤が、繊維試験方法によって求められる繊維の形態である、[1]~[3]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[5]前記水の量が、水分試験方法によって求められる場合、前記最終固体溶解性組成物の50重量%未満である、[1]~[4]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[6]前記固体溶解性組成物が、溶解試験方法によって求められる場合、37℃で5%超の溶解パーセントの溶解率を有する、[1]~[5]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[7]前記フレッシュネス有益剤は、ニート香料又は悪臭中和剤の少なくとも1種であり、好ましくは、前記フレッシュネス有益剤は、3-(4-t-ブチルフェニル)-2-メチルプロパナール、3-(4-t-ブチルフェニル)-プロパナール、3-(4-イソプロピルフェニル)-2-メチルプロパナール、3-(3,4-メチレンジオキシフェニル)-2-メチルプロパナール、及び2,6-ジメチル-5-ヘプテナール、α-ダマスコン、β-ダマスコン、γ-ダマスコン、β-ダマセノン、6,7-ジヒドロ-1,1,2,3,3-ペンタメチル-4(5H)-インダノン、メチル-7,3-ジヒドロ-2H-1,5-ベンゾジオキセピン-3-オン、2-[2-(4-メチル-3-シクロヘキセニル-1-イル)プロピル]シクロペンタン-2-オン、2-sec-ブチルシクロヘキサノン、及びβ-ジヒドロイオノン、リナロール、エチルリナロール、テトラヒドロリナロール、ジヒドロミルセノール、又はこれらの混合物の少なくとも1種である、[1]~[6]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[8]前記第1のシェル成分の前記無機ナノ粒子が、金属ナノ粒子、鉱物ナノ粒子、金属酸化物ナノ粒子、又は半金属酸化物ナノ粒子の少なくとも1種を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[9]前記無機ナノ粒子が、SiO
2
、TiO
2
、Al
2
O
3
、Fe
2
O
3
、Fe
3
O
4
、CaCO
3
、粘土、銀、金、又は銅の少なくとも1種を含み、好ましくは、前記無機ナノ粒子が、SiO2、CaCO
3
、Al
2
O
3
、及び粘土を含む、[1]に記載の固体溶解性組成物。
[10]前記無機の第2のシェル成分が、SiO
2
、TiO
2
、Al
2
O
3
、CaCO
3
、Ca
2
SiO
4
、Fe
2
O
3
、Fe
3
O
4
、鉄、銀、ニッケル、金、銅、又は粘土の少なくとも1種を含み、好ましくは、前記無機の第2のシェル成分が、SiO
2
又はCaCO
3
の少なくとも1種を含む、[1]~[9]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[11]前記カプセルが、約0.1μm~約200μmの平均体積加重カプセル径を有し、好ましくは、前記カプセルが、約10μm~約190μmの平均体積加重カプセル径を有する、[1]~[10]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[12]前記シェルが、約10nm~約10,000nmの厚さを有する、[1]~[11]のいずれかに記載の固体の溶解性組成物。
[13]前記式(I)の化合物が、約700Da~約30,000Daのポリスチレン等価重量平均分子量(Mw)を有し、好ましくは、前記式(I)の化合物が、0.2~約0.6の分岐度を有する、[1]~[12]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[14]前記式(I)の化合物が、約1~約20の分子量多分散指数を有する、[1]~[13]のいずれかに記載の固体溶解性組成物。
[15]前記前駆体が、式(II)の少なくとも1種の化合物を含み、
(M
v
O
z
Y
n
R
1
p
)
w
(式II)
式中、Mは、ケイ素、チタン、及びアルミニウムの1種以上であり、
vは、Mの価数であって、3又は4であり、
zは、0.5~1.6であり、
各Yは、独立して、-OH、-OR
2
、ハロ、
-NH
2
、-NHR
2
、-N(R
2
)
2
、及び
から選択され、式中、R
2
は、C
1
~C
20
アルキル、C
1
~C
20
アルキレン、C
6
~C
22
アリール、又はO、N、及びSから選択される1~3個の環ヘテロ原子を含む5~12員ヘテロアリールであり、
R
3
は、H、C
1
~C
20
アルキル、C
1
~C
20
アルキレン、C
6
~C
22
アリール、又はO、N、及びSから選択される1~3個の環ヘテロ原子を含む5~12員ヘテロアリールであり、
nは0~(v-1)であり、
各R
1
は、独立して、C
1
~C
30
アルキル、C
1
~C
30
アルキレン、ハロゲン、-OCF
3
、-NO
2
、-CN、-NC、-OH、-OCN、-NCO、アルコキシ、エポキシ、アミノ、メルカプト、アクリロイル、CO
2
H、CO
2
アルキル、アリール、及びヘテロアリールの1種以上で置換されたC
1
~C
30
アルキル、並びにハロゲン、-OCF
3
、-NO
2
、-CN、-NC、-OH、-OCN、-NCO、アルコキシ、エポキシ、アミノ、メルカプト、アクリロイル、CO
2
H、CO
2
アルキル、アリール、及びヘテロアリールの1種以上で置換されたC
1
~C
30
から選択され、
pは最大でpmaxの量で存在し、
wは、2~2000であり、
pmax=60/[9*Mw(R
1
)+8]であり、Mw(R
1
)は、R
1
基の分子量である)、[1]に記載の固体溶解性組成物。