ES2710514T3 - Material activo encapsulado - Google Patents
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Abstract
Una composición de fragancia encapsulada que comprende un material de fragancia; dicho material de fragancia encapsulado por un polímero de poliurea, en la que el polímero de poliurea comprende un poliisocianato y un agente reticulante, para proporcionar una fragancia encapsulada en polímero de poliurea; en la que la fragancia encapsulada en polímero de poliurea se modifica además con un polímero de carboximetilcelulosa; en la que el poliisocianato tiene una masa molecular promedio de 275 a 500; y en la que el agente reticulante es hexametilendiamina.
Description
DESCRIPCION
Material activo encapsulado
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a materiales activos, mas espedficamente materiales de fragancia, que se encapsulan con un polfmero de poliurea para formar composiciones de microcapsulas. Las composiciones de microcapsulas tambien se modifican con poUmero de carboximetilcelulosa. La composicion de microcapsulas es muy adecuada para aplicaciones asociadas con lavado de ropa, cuidado personal y productos de limpieza.
Antecedentes de la invencion
La microencapsulacion se usa en una gran diversidad de aplicaciones diferentes donde un compuesto tiene que suministrarse o aplicarse a una zona diana, aunque antes del suministro el compuesto tiene que protegerse de su entorno, o donde ese compuesto tiene que liberarse de una manera retardada en el tiempo o unicamente despues de haber aplicado un tratamiento que activa la liberacion. Se conocen en la tecnica diversas tecnicas para preparar microcapsulas y se usan, dependiendo de los contenidos a encapsular, en cuyo entorno las microcapsulas deben retener su integridad y el mecanismo de liberacion deseado.
La policondensacion interfacial es una tecnica bien conocida para preparar microcapsulas y los materiales de la pared de la microcapsula versatil que pueden producirse son poliureas y poliuretanos. Dichos materiales de la pared se producen teniendo una primera fase que es inmiscible en agua y comprende un isocianato polifuncional, es decir, un diisocianato y/o un poliisocianato, y una segunda fase acuosa que puede comprender un alcohol o amina polifuncional, es decir, un diol y/o poliol para obtener una pared de capsula de poliuretano o una diamina y/o poliamina que comprende grupos -NH2 y/o -NH para obtener una pared de capsula de poliurea.
Si el material a encapsular es hidrofobo, se incluira en la fase inmiscible en agua, despues de ello las dos fases se mezclan mediante mezcla de alto corte para formar una emulsion de aceite en agua. En esta emulsion, tendra lugar la reaccion de policondensacion. Por tanto, las pequenas gotas de la fase inmiscible en agua estaran rodeadas por la pared de la microcapsula formada por policondensacion del isocianato y el polialcohol o poliamina como materiales de partida. A la inversa, si el material a encapsular es hidrofilo, se incluira en la fase acuosa y la mezcla de las dos fases se convertira en una emulsion de agua en aceite. La reaccion de policondensacion entonces formara paredes de microcapsula que rodean las gotas de la fase miscible en agua. A menudo se utilizan emulsionantes adecuados para ayudar en la preparacion de, y para estabilizar, la emulsion.
Se describen materias primas y procesos adecuados para preparar microcapsulas por policondensacion en el documento US 4640709 y la bibliograffa descrita en el mismo. Como se ejemplifica en el mismo, y tambien en el documento US 6133197, a menudo se usan microcapsulas de poliurea y poliuretano para aplicaciones robustas, tales como para la encapsulacion de productos agroqmmicos, por ejemplo, herbicidas y plaguicidas, donde se desea liberacion lenta en el tiempo para dejar los agentes libres. Para dichas aplicaciones, las microcapsulas tambien requieren una resistencia mecanica relativamente alta. Para la reaccion de policondensacion, se divulga en la tecnica anterior una amplia diversidad de materiales de partida de diisocianato y triisocianato simetricos adecuados. Para la liberacion de agentes beneficiosos destinados al lavado de ropa, lavado, limpieza, cuidado de superficies y cuidado personal y de la piel, por tanto, hasta ahora no se han aplicado microcapsulas de poliurea o poliuretano. Para dichas aplicaciones, a menudo es deseable una liberacion mas rapida y mas facil y/o menos resistencia mecanica. Tambien sena deseable influir de forma mas precia en la permeabilidad de la pared de la capsula y otras propiedades de la pared de la capsula para conseguir el perfil de liberacion y los beneficios para el consumidor deseados.
El documento GB 1416 224 A divulga un proceso para producir microcapsulas que contienen aceite que tienen paredes formadas de un material sintetico de alta masa molecular. El proceso usa una primera y una segunda sustancia de formacion de pared de la capsula que son compuestos que forman un compuesto de alta masa molecular, que es insoluble en tanto en aceite como en un lfquido polar, reaccionando entre sf en el aceite. El proceso usa ademas una tercera sustancia de formacion de pared de la capsula que es un compuesto que puede disolverse o dispersarse en el lfquido polar y forma una sustancia de alta masa molecular, que es insoluble tanto en el aceite como en el lfquido polar, reaccionando con la primera sustancia de formacion de pared de la capsula. El documento US 4021 595 A divulga una lamina de registro sensible a la presion que tiene sobre la misma una capa de microcapsulas de aceite fino producidas por el proceso que comprende dispersar o emulsionar finamente en un disolvente polar un lfquido oleoso que contiene un colorante sustancialmente incoloro que puede reaccionar con un revelador para formar un producto coloreado y un aducto de poliisocianato que tiene un grupo isocianato libre y anadir a la dispersion o emulsion de las gotas de aceite una poliamina o un aducto de poliamina que tiene un grupo amino libre como promotor de la polimerizacion, por lo que se provoca la polimerizacion del aducto de poliisocianato desde el lado exterior de cada gota de aceite para encapsular la gota de aceite por el aducto de poliisocianato
insolubilizado. Se indica que mediante este proceso puede controlarse de forma bastante facil el tamano de las microcapsulas.
Sumario de la invencion
La presente invencion reivindicada proporciona una composicion de fragancia encapsulada que comprende un material de fragancia, como se define en la reivindicacion 1.
Se ha descubierto que las microcapsulas de poliurea son muy adecuadas para transportar diversos tipos de agentes beneficiosos hidrofobos o hidrofilos que son adecuados para su uso en productos destinados para su aplicacion a superficies animadas e inanimadas.
En la presente divulgacion, se describen determinadas caractensticas que se refieren a los procesos adecuados para preparar la composicion de fragancia encapsulada reivindicada, para ayudar a comprender la invencion.
La composicion de fragancia encapsulada de la presente invencion es muy adecuada para su uso en productos de aclarado, que son productos que se aplican a un sustrato y despues se retiran de alguna manera. Productos especialmente preferidos que usan la fragancia encapsulada en polfmero recubierto cationico de la presente invencion incluyen, sin limitacion, champus para el cabello y para mascotas, acondicionadores capilares, detergentes para el lavado de ropa, suavizantes de ropa y similares. Las capsulas de fragancia de la presente invencion tambien pueden usarse sin recubrimiento adicional. Estas y otras realizaciones de la presente invencion llegaran a ser evidentes tras la referencia a las siguientes figuras y descripcion de la invencion.
En la invencion reivindicada, se proporciona una composicion que contiene un material de fragancia que esta encapsulado por un polfmero de poliurea. El polfmero de poliurea contiene un poliisocianato y un agente reticulante, que es hexametilendiamina. La fragancia encapsulada en polfmero de poliurea se modifica ademas con un polfmero de carboximetilcelulosa (tambien mencionado como CMC).
El polfmero de carboximetilcelulosa puede estar representado por la siguiente estructura:
Estructura esquematica de carboximetilcelulosa (CMC)
La fragancia encapsulada en poliurea modificada con carboximetilcelulosa puede proporcionar una intensidad de fragancia percibida aumentada en mas de aproximadamente un 15 % y mas preferiblemente aumentada en mas de aproximadamente un 25 %.
La fragancia encapsulada en poliurea modificada con carboximetilcelulosa puede incorporarse en un producto seleccionado del grupo que consiste en productos de cuidado personal, cuidado de ropa y de limpieza. La fragancia encapsulada en poliurea modificada con carboximetilcelulosa puede incorporarse en detergente y suavizante de aclarado de ropa. La fragancia encapsulada en poliurea modificada con carboximetilcelulosa puede usarse en suavizante de aclarado de ropa para lavadoras de carga frontal de alta eficacia.
Se describe un proceso para la preparacion de la fragancia encapsulada, pero no se reivindica, comprendiendo el metodo las etapas de preparar una emulsion de fragancia en la que se combina una fragancia y poliisocianato para formar una fase oleosa; preparar una solucion de tensioactivo; preparar una solucion de carboximetilcelulosa; combinar la solucion de tensioactivo y la solucion de carboximetilcelulosa; emulsionar la fase oleosa en la solucion de tensioactivo y la solucion de carboximetilcelulosa para formar una emulsion de fragancia; anadir hexametilendiamina a la emulsion de fragancia para formar una suspension de capsula; y curar la suspension de capsula a temperatura ambiente.
En otra realizacion, el polfmero de carboximetilcelulosa puede anadirse como una etapa posterior a la adicion despues de que se formen las capsulas de fragancia encapsulada en poliurea.
Breve descripcion de los dibujos
Figura 1 Ilustra la retencion de fragancia en capsulas de poliurea durante el almacenamiento.
Figura 2 Rendimiento sensitivo de capsulas de poliurea (PU) en lavado/tendido europeo (EU) sin recubrimiento de CMC y con recubrimiento de CMC al 0,7 %.
Figura 3 Rendimiento sensitivo de lavado/tendido EU de capsulas de PU con CMC al 0,5 %, generadas a tres tasas de corte diferentes de 6500 rpm, 9500 rpm y 13500 rpm.
Figura 4 Rendimiento sensitivo de lavado/tendido EU de capsulas de PU con tres masas moleculares diferentes de CMC de 90 kDa, 250 kDa y 700 kDa.
Figura 5 Rendimiento sensitivo de lavado/tendido EU de capsulas de PU con tres grados diferentes de sustitucion (DS) de CMC de 0,7, 0,9 y 1,2.
Figura 6 Rendimiento sensitivo de lavado/tendido EU de capsulas de PU cargadas de fragancia Relaxscent sin CMC y con CMC al 0,7 % de Mw= 250 kDa.
Figura 7 Rendimiento sensitivo de lavado/tendido EU de capsulas de PU de fragancia Blue Touch Tome sin CMC y con CMC al 0,3 % y 0,4 % (Dow 50000PA) frente a la fragancia pura.
Figura 8 Rendimiento sensitivo de lavado/tendido estadounidense de fragancia pura BTT, capsulas de PU sin CMC, con recubrimiento de CMC al 0,7 % (Aldrich, 250k) y CMC al 0,4 % (Dow, 50000PA).
Figura 9 Rendimiento sensitivo de lavado/tendido estadounidense de fragancia pura, 0 SEMANAS 40 % CMC al 0,3 %, 6 SEMANAS 32 % SIN CMC, 6 SEMANAS 32 % CMC al 0,3 %, 6 SEMANAS 36 % CMC al 0,3 % y 6 SEMANAS 40 % CMC al 0,3 %.
Descripcion detallada de la invencion
Los poliisocianatos usados en la presente invencion pueden ser aromaticos, alifaticos, lineales, ramificados o dclicos. Siempre que sean insolubles en agua, pueden usarse en la presente invencion.
Una clase preferida es poliisocianato aromatico que tiene la estructura generica y su isomero estructural;
donde n puede variar de cero hasta un numero deseado dependiendo del tipo de poliamina o poliol usado. El numero de n esta limitado a menos de 6. El poliisocianato tambien puede ser una mezcla de poliisocianatos donde el valor de n puede variar de 0 a 6. En el caso donde el poliisocianato es una mezcla de diversos poliisocianatos, el valor promedio de n preferiblemente esta entre 0,5 y 1,5.
Ejemplos de poliisocianato son Lupranate®M20 (BASF), donde el promedio de n es 0,7, PAPI 27 (Dow Chemical) donde el promedio de n es 0,7, Mondur MR (Bayer) donde el promedio de n es 0,8, Mondur MR Light (Bayer) donde el promedio de n es 0,8, y Mondur 489 (Bayer) donde el promedio de n es 1,0.
En la invencion reivindicada, el promedio de MW de poliisocianato en la formulacion es de 500 a 275.
En general, el intervalo de concentracion de poliisocianato en la formulacion vana de un 10% a un 0,1 % y preferiblemente de un 5 % a un 0,25 %.
La invencion reivindicada usa hexametilendiamina como agente reticulante. Esta amina es del tipo H2N(CH2)nNH2 donde n es 6.
En general, la concentracion de amina total en la formulacion vana de un 5 % a un 0,1 % y preferiblemente de un 2 % a un 0,25 %.
Para los fines de esta invencion, un emulsionante es un agente tensioactivo que permite la emulsion de la fase oleosa en la fase acuosa. Puede incorporarse en la fase oleosa o acuosa dependiendo del HLB del tensioactivo. La funcion del dispersante es funciona como coloide protector para estabilizar la emulsion formada o la dispersion de capsulas. El emulsionante o dispersante puede usarse sobre y conjuntamente en la invencion siempre que se obtenga formulacion de capsulas estable. Ademas, se prefieren tensioactivos y emulsionantes no ionicos y anionicos.
Ejemplos de emulsionantes son etoxilatos de alcohol, etoxilatos de nonilfenol, sales de sulfonatos de alquilbenceno de cadena larga, copoUmeros de bloque de oxido de propileno y oxido de etileno.
Tensioactivos especialmente preferidos son Ethylan™ TD-60, Witconate 90 de Akzo Nobel, y Tergitol NP7, Tergitol XD, Tergitol NP40 y Tergitol 15-S-20 disponibles en Union Carbide.
En general, el intervalo de concentracion de tensioactivo en la formulacion vana de un 6% a un 0,1 % y preferiblemente de un 2 % a un 0,25 %.
Puede usarse una amplia gama de coloides dispersantes o protectores en la formulacion. El material adecuado incluye uno o mas de sal de condensado de sulfonato de alquilnaftaleno, poliacrilatos, metilcelulosa, carboximetilcelulosa, poli(alcohol vimlico), poliacrilamida, poli(eter metilvimlico/anlmdrido maleico), copolfmeros de injerto de poli(alcohol vimlico), y eter metilvimlico/acido maleico, (eter metilvimlico hidrolizado/anlmdrido maleico), vease la patente de Estados Unidos n.° 4448929 y ligonosulfonatos de metal alcalino o de eter de metal alcalino. Los dispersantes preferidos se seleccionan de sal de sodio de condensado de sulfonato de alquilnaftaleno, poli(alcohol vimlico), carboximetilcelulosa. Para aplicaciones de fragancia, el poli(alcohol vimlico) de color mas claro, carboximetilcelulosa es mas preferido si se puede obtener estabilidad satisfactoria.
En general, el intervalo de concentracion de dispersante en la formulacion vana de un 5% a un 0,1% y preferiblemente de un 2 % a un 0,25 %.
Microcapsulas que tienen una pared de capsula de poliurea son muy adecuadas para transportar una diversidad de agentes beneficiosos a usar en productos para su aplicacion a todos los tipos de superficies. Por otro lado, las superficies pueden ser inanimadas, tales como superficies duras encontradas en y alrededor de la casa, por ejemplo, superficies de madera, metal, ceramica, vidrio y pintadas, o superficies blandas tales como ropa, moquetas, cortinas y otros tejidos. Por otro lado, dichas superficies pueden ser superficies animadas, mas particularmente superficies de un organismo humano o animal, es decir piel o cabello humano o animal. Para los fines de esta invencion, las superficies animadas no incluyen superficies de plantas.
Los productos de aclarado que se usan ventajosamente con la fragancia encapsulada en polfmero de la presente invencion incluyen detergentes de lavado de ropa, suavizantes de ropa, blanqueantes, abrillantadores, productos de cuidado personal tales como champus, acondicionadores, cremas, jabones corporales y similares. Estos pueden ser lfquidos, solidos, pastas o geles, de cualquier forma ffsica. Tambien se incluyen en el uso de la fragancia encapsulada aplicaciones donde se incluye un segundo ingrediente activo para proporcionar beneficios adicionales para una aplicacion. Los ingredientes beneficiosos adicionales incluyen ingredientes de suavizado de ropa, hidratantes de la piel, protector solar, repelente de insectos y otros ingredientes que puedan ser utiles en una aplicacion dada.
La dosificacion de la fragancia encapsulada en poliurea en los productos de aclarado es de aproximadamente un 0,05 por ciento en peso a un 10 por ciento en peso, preferiblemente un 0,2 por ciento en peso a aproximadamente un 5 por ciento en peso y mucho mas preferiblemente un 0,5 por ciento en peso a aproximadamente un 2 por ciento en peso.
Productos destinados a la aplicacion a una superficie generalmente estan destinados al lavado/limpieza o para cuidados/proteccion o ambos. Ejemplos son productos de limpieza para superficies duras o tejidos, productos de cuidados/proteccion como abrillantadores y ceras para superficies delicadas tales como madera, pintura de coche y cuero, agentes suavizantes de lavado de ropa, agentes antimanchas, agentes que repelen el agua, y similares. Ejemplos de productos destinados para la piel humana son productos de bano y ducha y champu para la limpieza de la piel y el cabello, y todos los tipos de productos de cuidado/proteccion de la piel y el cabello tales como acondicionadores para el cabello, lociones y cremas para manos y corporales, productos de cuidado para los labios, desodorantes y antitranspirantes, productos de maquillaje y similares.
Se ha descubierto que las microcapsulas de poliurea son muy adecuadas para transportar diversos tipos de agentes beneficiosos hidrofobos o hidrofilos que son adecuados para su uso en productos destinados a su aplicacion a superficies animadas e inanimadas.
En la presente divulgacion, se describen caractensticas relacionadas con procesos adecuados para preparar la composicion de fragancia encapsulada reivindicada, para ayudar a comprender la invencion.
En la preparacion de la fragancia encapsulada, la fragancia encapsulada puede curarse a una temperatura mayor de aproximadamente 55 °C, para preparar la composicion reivindicada.
En la preparacion de la fragancia encapsulada, puede anadirse el material reticulante de hexametilendiamina a 35 °C, para preparar la composicion reivindicada.
En la preparacion de la fragancia encapsulada, el nivel de poKmero en la pared de la pared de la fragancia encapsulada puede ser de aproximadamente un 5 a aproximadamente un 0,1 % de la suspension de la capsula total, de aproximadamente un 2,5 a aproximadamente un 0,1 % de la suspension de la capsula total, de aproximadamente un 2,0 a aproximadamente un 0,5 % de la suspension de la capsula total, de aproximadamente un 1.5 a aproximadamente un 1 % de la suspension de la capsula total, para preparar la composicion reivindicada. En la preparacion de la fragancia encapsulada, el nivel de polfmero en la pared de la pared de la fragancia encapsulada puede ser de aproximadamente un 15 a aproximadamente un 0,1 % de la suspension de la capsula total, preferiblemente de aproximadamente un 10% a aproximadamente un 1 %, mucho mas preferiblemente de aproximadamente un 5 a aproximadamente un 2 % de la suspension de la capsula total, para preparar la composicion reivindicada.
En la preparacion de la fragancia encapsulada, el nivel de poliisocianato de la pared de la fragancia encapsulada puede ser de aproximadamente un 10 a aproximadamente un 0,1 % de la suspension de la capsula total, preferiblemente de aproximadamente un 7,5 % a aproximadamente un 1 %, mucho mas preferiblemente de aproximadamente un 3,5 a aproximadamente un 1,5% de la suspension de la capsula total, para preparar la composicion reivindicada.
En la preparacion de la fragancia encapsulada, el nivel de poliamina de la pared de la fragancia encapsulada puede ser de aproximadamente un 5 a aproximadamente un 0,1 % de la suspension de la capsula total, preferiblemente de aproximadamente un 3 % a aproximadamente un 0,25 %, mucho mas preferiblemente de aproximadamente un 2 a aproximadamente un 0,5 % de la suspension de la capsula total, para preparar la composicion reivindicada.
En la preparacion de la fragancia encapsulada, la estequiometna de la poliamina y poliisocianato puede manipularse para dar una cantidad reducida de poliisocianato en la suspension de capsulas preparada, para preparar la composicion reivindicada. La estequiometna de la poliamina a isocianato variara de 1 a 1 (un grupo amina por un grupo isocianato), preferiblemente de 2:1 (dos grupos amina por un grupo isocianato) y mucho mas preferiblemente de 4 a 1 (cuatro grupos amina por un grupo isocianato).
Espedficamente, anadiendo una cantidad en exceso de poliamina, esta puede impulsar la formacion de poliurea hacia mayor consumacion y menor cantidad residual de poliisocianato. La estequiometna de la reaccion requiere un grupo amina por un grupo isocianato. Esto puede ilustrarse usando Luprante® M20 y hexametilendiamina (HMDA). El promedio de MW de Luprante M20 es 360 y la funcionalidad de isocianato es 2,7. En el caso de HMDA, la MW es 116,21 y la funcionalidad amina es 2. Por tanto, la estequiometna del sistema sugiere que por cada gramo de HMDA, se necesitan 2,23 g de Luprante. La cantidad de amina estara en exceso si se usa mas de 1 g de HMDA por 2,23 g de Luprante M20. Se ha descubierto que la cantidad de isocianato residual puede reducirse significativamente anadiendo una cantidad en exceso de reactivo amina.
En la preparacion de la fragancia encapsulada, la cantidad de aceite de fragancia encapsulada puede ser de aproximadamente un 80 a aproximadamente un 5 % de la suspension de la capsula total, preferiblemente de aproximadamente un 60 % a aproximadamente un 10 %, mucho mas preferiblemente de aproximadamente un 50 a aproximadamente un 20 % de la suspension de la capsula total, para preparar la composicion reivindicada.
En la preparacion de la fragancia encapsulada, el nivel de polfmero en la pared de la pared de la fragancia encapsulada puede ser de aproximadamente un 5 a aproximadamente un 0,1 % de la suspension de la capsula total, de aproximadamente un 2,5 a aproximadamente un 0,1 % de la suspension de la capsula total, de aproximadamente un 2,0 a aproximadamente un 0,5 % de la suspension de la capsula total, de aproximadamente un 1.5 a aproximadamente un 1 % de la suspension de la capsula total, para preparar la composicion reivindicada. Las composiciones de limpieza y lavado comprenderan uno o mas tensioactivos que pueden elegirse entre tensioactivos anionicos, cationicos, no ionicos, zwiterionicos y anfoteros conocidos en la tecnica. Para una composicion de limpieza para la piel o el cabello, los tensioactivos obviamente deben cumplir la condicion de ser adecuados para aplicacion topica.
Las composiciones de fragancia encapsulada de acuerdo con la invencion reivindicada pueden comprender opcionalmente una diversidad de componentes conocidos en la tecnica y adaptados para su uso espedfico. Por tanto, composiciones destinadas para superficies inanimadas pueden comprender componentes tales como aditivos, secuestrantes, hidrotropos, disolventes organicos, componentes de regulacion del pH tales como acidos organicos o inorganicos y/o bases, agentes espesantes, blanqueantes de cloro o peroxido, agentes suavizantes de lavado de ropa, agentes abrasivos, biocidas, agentes colorantes, nacarados, conservantes, perfumes. Las composiciones destinadas a su aplicacion pueden contener una diversidad de vedculos adecuados para aplicacion topica y una diversidad de agentes beneficiosos para la piel o el cabello.
Las microcapsulas usadas en las composiciones de acuerdo con la invencion se preparan usando procesos de policondensacion conocidos en la tecnica para preparar microcapsulas de poliurea realizadas en una emulsion de aceite en agua o agua en aceite.
Para que tenga lugar el proceso de encapsulacion, la fase immiscible en agua (organica) y la fase acuosa se convierten en una emulsion usando un equipo de mezcla conocido en la tecnica para dichos procesos, particularmente equipo de mezcla de alto corte. Como es bien sabido en la tecnica, el proceso de mezcla determina el tamano de gota de la emulsion y de ese modo el tamano de partfcula de microcapsula. Las condiciones de mezcla se eligen preferiblemente de modo que el promedio del tamano de gota y, por lo tanto, la mediana del diametro (promedio del tamano de partfcula volumetrico) de las microcapsulas sea entre 0,1 y 500 pm, preferiblemente en o por debajo de 300 pm, mas preferiblemente en o por debajo de 150 pm, mucho mas preferiblemente en o por debajo de 50 pm. Un emulsionante se anade habitualmente para ayudar en la formacion de una emulsion adecuada, particularmente si se desea un bajo tamano de gota (y, por tanto, tamano de microcapsula). Opcionalmente, puede anadirse un dispersante para estabilizar adicionalmente la emulsion y mantener las microcapsulas dispersadas despues de su formacion. Preferiblemente, se anade un agente dispersante que tambien funciona para obtener el tamano de gota deseado y, si se desea, mantener las microcapsulas en suspension despues de su formacion. Eligiendo la cantidad relativa de cada una de las fases, y un emulsionante y/o dispersante adecuado segun se requiera, la emulsion puede ser una emulsion de aceite en agua o de agua en aceite, por lo que la fase discontinua formara el contenido de la microcapsula.
Las condiciones de reaccion requeridas para que la reaccion de policondensacion tenga lugar de forma eficaz son, de nuevo, bien conocidas en la tecnica. Dependiendo de los reactivos, una temperatura de reaccion entre 20 °C y 90 °C generalmente es adecuada, preferiblemente entre 50 °C y 85 °C. El pH de la emulsion de partida se elige preferiblemente entre 4 y 10 y se determina en gran medida por la cantidad de amina usada.
Para optimizar el rendimiento de la suspension de capsulas, a veces es deseable explorar condiciones experimentales en que se anade el agente reticulante hexametilendiamina. Se ha descubierto sorprendentemente que el rendimiento de las capsulas puede mejorarse enormemente cuando la hexametilendiamina se anade a 35 °C. A menudo, es necesario curar la suspension de capsulas a elevada temperatura para impulsar que se complete una reaccion de polimerizacion, lo que da lugar a una concentracion menor de monomero libre y quiza mejor rendimiento. Pero uno de los problemas a menudo encontrados en la alta viscosidad de la capsula despues de curar la capsula a mayor temperatura. Se ha descubierto sorprendentemente que usando una mezcla de poli(alcohol vimlico) y dispersante anionico, Morwet D-425, se obtuvo una suspension de flujo libre despues de curar la capsula a 90 °C.
Materiales activos
Se ha informado de Clog P de muchos ingredientes de perfume, por ejemplo, la base de datos Ponoma92, disponible en Daylight Chemical Information Systems, Inc. (Daylight CIS) Irvine, California. Los valores se calculan muy convenientemente usando el programa Clog P tambien disponible en Daylight CIS. El programa tambien enumera valores de logP determinados de forma experimental cuando estan disponibles de la base de datos Pomona. El logP calculado (Clog P) se determina normalmente por el procedimiento de fragmentos de Hansch y Leo (A. Leo, en Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol. 4, C. Hansch, P. G. Sammens, J.B. Taylor y C.A. Ransden, Editiores, pag. 295 Pergamon Press, 1990). Esta estrategia se basa en la estructura qmmica del ingrediente de fragancia y tiene en cuenta los numeros y tipos de atomos, la conectividad de los atomos y la formacion de enlaces qmmicos. Los valores de Clog P que son las estimaciones mas fiables y ampliamente usadas para esta propiedad fisicoqmmica pueden usarse en lugar de los valores de LogP experimentales utiles en la presente invencion. Puede encontrarse informacion adicional respecto a los valores de Clog P y logP en la patente de Estados Unidos 5 500138. Debe apreciarse el logP o Clog P normalmente se refiere al coeficiente de reparto de octanol - agua. Sin embargo, los valores de logP o Clog P tambien pueden definirse para otros sistemas de disolvente - agua. Estos valores normalmente estan relacionados de forma lineal con los valores de logP o Clog P de octanol - agua. Por tanto, aunque la invencion se describe a continuacion en terminos de coeficiente de reparto de octanol - agua, debe reconocerse que se puede describir usando cualquier coeficiente de reparto de disolvente - agua deseado usando una transformacion apropiada.
Materiales de fragancia con menor logP o Clog P, estos terminos se usaran indistintamente desde este punto en adelante en toda la memoria descriptiva, normalmente muestran mayor solubilidad acuosa. Por tanto, cuando estos materiales estan en el nucleo de una capsula que se coloca en un sistema acuoso, tendran mayor tendencia a difundir en la base si la pared de la envoltura es permeable a los materiales de fragancia. Sin el deseo de limitarse a teona alguna, se cree que normalmente el mecanismo de filtracion desde la capsula transcurre en tres etapas en una base acuosa. En primer lugar, la fragancia se disuelve en el agua que hidrata la pared de la envoltura. En segundo lugar, la fragancia disuelta difunde a traves de la pared de la envoltura en la fase acuosa voluminosa. En tercer lugar, la fragancia en la fase acuosa se absorbe por las partes hidrofobas del tensioactivo dispersado en la base, permitiendo, por tanto, que continue la filtracion. Un proceso similar se produce en situaciones donde la base acuosa no contiene un tensioactivo, sino en su lugar una fase lipfdica que absorbe el aroma. Las fases lipfdicas que absorben el aroma se encuentran en una amplia diversidad de productos alimenticios tales como mahonesa, condimentos, sopas, productos de panadena, mezclas de rebozado y similares. Los lfpidos que podnan absorber
aromas incluyen, aunque sin limitacion, aceite de soja, aceite de mafz, aceite de algodon, aceite de girasol, manteca, sebo y similares.
Esta situacion puede mejorarse mediante una realizacion de la presente invencion que implica el uso de una inmensa preponderancia de materiales de fragancia de alto Clog P. En esta realizacion de la invencion, mas de aproximadamente un 60 por ciento en peso de los materiales de fragancia tienen un Clog P de mas de 3,3. En otra realizacion altamente preferida de la invencion, mas de un 80 por ciento en peso de las fragancias tienen un valor de Clog P de mas de aproximadamente 4,0. En la realizacion mas preferida de la invencion, mas de un 90 % de las fragancias tienen un valor de Clog P de mas de aproximadamente 4,5. Estas realizaciones se presentan esquematicamente, representadas con preferencia creciente en la figura 2. El uso de materiales de fragancia como se describe previamente reduce la difusion de la fragancia a traves de la pared de la capsula y a la base en condiciones espedficas de tiempo, temperatura y concentracion.
Debe apreciarse que, aunque el Clog P y la solubilidad acuosa estan practicamente correlacionados, hay materiales con Clog P similar, pero solubilidad acuosa muy diferente. El Clog P es tradicionalmente la medida usada de hidrofilia en perfumena, y forma la base para describir la invencion. Sin embargo, la invencion puede refinarse ademas por la realizacion de que mas de un 60 por ciento en peso de los materiales de fragancia tienen un Clog P de mas de 3,3 y una solubilidad en agua de menos de 350 ppm. En otra realizacion altamente preferida de la invencion, mas de un 80 por ciento en peso de las fragancias tienen un Clog P de mas de 4,0 y una solubilidad en agua de menos de 100 ppm. En la realizacion mas preferida de la invencion, mas de un 90 % de las fragancias tienen un valor de Clog P de mas de aproximadamente 4,5 y una solubilidad en agua de menos de 20 ppm. En cualquier caso, se prefiere la seleccion de materiales que tienen menos solubilidad en agua.
Los siguientes ingredientes de fragancia proporcionados en la tabla I estan entre los adecuados para su uso en la composicion de fragancia encapsulada de la presente invencion:
TABLAI
Se prefieren los materiales con mayor Clog P, lo que significa que aquellos materiales con un valor de Clog P de 4,5 se prefieren sobre aquellos materiales de fragancia con un Clog P de 4; y esos materiales se prefieren sobre los materiales de fragancia con un Clog P de 3,3.
La formulacion de fragancia usada en la composicion de fragancia encapsulada de la presente invencion debe tener preferiblemente al menos aproximadamente un 60 por ciento en peso de materiales con un Clog P mayor de 3,3, preferiblemente mas de aproximadamente un 80 y mas preferiblemente mas de aproximadamente un 90 por ciento en peso de los materiales con un Clog P mayor de 4,5.
Los expertos en la materia aprecian que las formulaciones de fragancia son frecuentemente mezclas complejas de muchos ingredientes de fragancia. Un perfumista habitualmente tiene varios miles de agentes qmmicos de fragancia para trabajar con ellos. Los expertos en la materia aprecian que la presente invencion puede contener un unico ingrediente de fragancia, pero es mucho mas probable que la presente invencion comprenda al menos ocho o mas agentes qmmicos de fragancia, mas probablemente que contenga doce o mas y a menudo veinte o mas agentes qmmicos de fragancia. La presente invencion tambien contempla el uso de formulaciones de fragancia complejas que contienen cincuenta o mas agentes qmmicos de fragancia, setenta y cinco o mas o incluso cien o mas agentes qmmicos de fragancia en una formulacion de fragancia.
Los materiales de fragancia preferidos tendran tanto un alto Clog P como una alta presion de vapor. Entre aquellos que tienen estas propiedades incluyen: para cimeno, cafeno, mandarinal firm, Vivaldie™, terpineno, Verdox™, acetato de fenquilo, isovalerato de ciclohexilo, manzanato, mirceno, herbavert, isobutirato de isobutilo, tetrahidrocitral, ocimeno y cariofileno.
Como se describe en este documento, la composicion de fragancia encapsulada de la presente invencion es muy adecuada para su uso en una diversidad de productos para los consumidores bien conocidos, tales como detergente de lavado de ropa y suavizantes de ropa, detergentes lfquidos para platos, toallitas para secadora, productos de cuidado bucal, productos de cuidado personal, productos alimenticios, bebidas, detergentes para lavavajillas, pastas de dientes, enjuagues bucales, asf como champus y acondicionadores para el cabello. Estos productos emplean sistemas tensioactivos y emulsionantes que son bien conocidos. Por ejemplo, se describen sistemas de suavizante de ropa en las patentes de Estados Unidos 6335315, 5674832, 5759990, 5877145, 5574179; 5562849, 5 545350, 5545340, 5411671, 5403499, 5288417 y 4767547, 4424134. Se describen detergentes lfquidos para platos en las patentes de Estados Unidos 6069122 y 5990065; se describen productos de detergentes para lavavajillas en las patentes de Estados Unidos 6020294, 6017871, 5968881, 5962386, 5939373, 5914307, 5 902781, 5705464, 5703034, 5703030, 5679630, 5597936, 5581 005, 5559261, 4515705, 5169552 y 4 714562. Detergentes lfquidos para lavado de ropa que pueden usar la presente invencion incluyen los sistemas descritos en las patentes de Estados Unidos 5929022, 5916862, 5731278, 5565145, 5470507, 5466802, 5 460752, 5458810, 5458809, 5288431, 5194639, 4968451, 4597898, 4561998, 4550862, 4537707, 4 537706, 4515705, 4446042 y 4318818. Champus y acondicionadores que pueden emplear la presente invencion incluyen los descritos en las patentes de Estados Unidos 6162423, 5968286, 5935561, 5932203, 5 837661, 5776443, 5756436, 5661 118, 5618523, 5275755, 5085857, 4673568, 4387090 y 4705681. Pastas de dientes y otros productos de cuidado bucal que pueden emplear la presente invencion incluyen los descritos en las patentes de Estados Unidos 6361 761, 6616915, 6696044, 6193956, 6132702, 6004538, 5 939080, 5885554, 6149894, 5505933, 5503823, 5472685, 5300283 y 6770264.
Ademas de los materiales de fragancia que tienen que encapsularse en la presente invencion, la presente invencion tambien contempla la incorporacion de materiales disolventes. Los materiales disolventes son materiales hidrofobos que son miscible en los materiales de fragancia usados en la presente invencion. Los disolventes adecuados son aquellos que tienen afinidad razonable por los agentes qmmicos de fragancia y un Clog P mayor de 3,3, preferiblemente mayor de 6 y mucho mas preferiblemente mayor de 10. Los materiales adecuados incluyen, aunque sin limitacion, aceite de triglicerido, mono- y digliceridos, aceite mineral, aceite de silicona, dietil ftalato, polialfa olefinas, aceite de ricino y miristato de isopropilo. En una realizacion altamente preferida, los materiales disolventes se combinan con materiales de fragancia que tienen altos valores de Clog P como se expone anteriormente. Debe apreciarse que la seleccion de un disolvente y fragancia con alta afinidad uno por el otro provocara la mejora mas pronunciada en la estabilidad. Esta afinidad espedfica puede medirse determinando el coeficiente de reparto de disolvente - agua para el material de fragancia. Pueden seleccionarse disolventes apropiados de la siguiente lista no limitante:
• Mono-, di- y triesteres, y mezclas de los mismos, de acidos grasos y glicerina. La cadena de acido graso puede variar de C4-C26. Ademas, la cadena de acido graso puede tener cualquier nivel de insaturacion. Por ejemplo, triglicerido caprico/capnlico conocido como Neobee M5 (Stepan Corporation). Otros ejemplos adecuados son la serie Capmul de Abitec Corporation. Por ejemplo, Capmul MCM.
• Miristato de isopropilo
• Esteres de acido graso de oligomeros de poliglicerol:
R2CO-[OCH2-CH(OCOR1)-CH2O-]n, donde R1 y R2 pueden ser H o cadenas alifaticas C4-26, o mezclas de los mismos, y n vana entre 2 - 50, preferiblemente 2 - 30.
• Alcoxilatos de alcohol graso no ionico como los tensioactivos Neodol de BASF, los tensioactivos Dobanol de Shell Corporation o los tensioactivos BioSoft de Stepan. El grupo alcoxi es etoxi, propoxi, butoxi o mezclas de los mismos. Ademas, a estos tensioactivos se les puede encapsular el extremo con grupos metilo para aumentar su hidrofobia.
• Di- y triacido graso que contiene tensioactivos no ionicos, anionicos y cationicos, y mezclas de los mismos. • Esteres de acido graso de polietilenglicol, polipropilenglicol y polibutilenglicol, o mezclas de los mismos.
• Polialfaolefinas tales como la lmea de PAO ExxonMobil PureSym™.
• Esteres tales como los esteres ExxonMobil PureSyn™.
• Aceite mineral
• Aceite de silicona tales como polidimetilsiloxano y polidimetilciclosiloxano.
• Dietil ftalato.
• Adipato de diisodecilo.
El nivel de disolvente en el nucleo del material de fragancia encapsulado debe ser mayor de aproximadamente un 10 por ciento en peso, preferiblemente mayor de aproximadamente un 30 por ciento en peso y mucho mas preferiblemente mayor de aproximadamente un 70 por ciento en peso. Ademas del disolvente, se prefiere que se empleen materiales de fragancia de mayor Clog P. Se prefiere que mas de aproximadamente un 60 por ciento en peso, preferiblemente mas de aproximadamente un 80 y mas preferiblemente mas de aproximadamente un 90 por ciento en peso de los agentes qmmicos de fragancia tengan valores de Clog P mayores de aproximadamente 3,3, preferiblemente mayores de aproximadamente 4 y mucho mas preferiblemente mayores de aproximadamente 4,5. Los expertos en la materia apreciaran que pueden crearse muchas formulaciones empleando diversos disolventes y agentes qmmicos de fragancia. El uso de un alto nivel de agentes qmmicos de fragancia de alto Clog P probablemente requerira un menor nivel de disolvente hidrofobo que agentes qmmicos de fragancia con menor Clog P para conseguir estabilidad de rendimiento similar. Como los expertos en la materia apreciaran, en una realizacion altamente preferida, agentes qmmicos de fragancia de alto Clog P y disolventes hidrofobos comprenden mas de aproximadamente un 80, preferiblemente mas de aproximadamente un 90 y mucho mas preferiblemente mas de un 95 por ciento en peso de la composicion de fragancia. Como se analiza anteriormente, pueden medirse valores de Clog P espedficos entre disolventes candidatos y agua para los materiales de fragancia a incluir en el nucleo. De esta manera, puede hacerse una eleccion de disolvente optimo. De hecho, como la mayona de fragancias tendran muchos ingredientes, puede ser preferible medir el reparto de una mezcla de fragancia espedfica en disolvente y agua para determinar el efecto de cualquier interaccion del material.
Tambien se ha descubierto que la adicion de polfmeros hidrofobos al nucleo tambien puede mejorar la estabilidad ralentizando la difusion de la fragancia desde el nucleo. El nivel de polfmero es normalmente de menos de un 80 % del nucleo en peso, preferiblemente menos de un 50 % y mucho mas preferiblemente menos de un 20 %. El requisito basico para el polfmero es que sea miscible o compatible con los otros componentes del nucleo, concretamente la fragancia y otro disolvente. Preferiblemente, el polfmero tambien espesa o gelifica el nucleo, reduciendo adicionalmente, por tanto, la difusion. Pueden seleccionarse polfmeros del grupo no limitante a continuacion:
• Copolfmeros de etileno. Copolfmeros de etileno y acetato de vinil (polfmeros Elvax de DOW Corporation). Copolfmeros de etileno y alcohol vimlico (polfmeros EVAL de Kuraray). Elastomeros de etileno/acnlico tales como polfmeros Vamac de Dupont).
• Polfmeros de polivinilo, tales como poliacetato de vinilo.
• Celulosa alquil-sustituida, tal como etilcelulosa (Ethocel fabricado por DOW Corporation), hidroxipropilcelulosas (poKmeros Klucel de Hercules); acetato butirato de celulosa disponible en Eastman Chemical.
• Poliacrilatos. Siendo ejemplos (i) Amphomer, Demacryl LT y Dermacryl 79, fabricados por National Starch y Chemical Company, (ii) los polfmeros Amerhold de Amerchol Corporation, y (iii) Acudyne 258 de ISP Corporation. • Copolfmeros de acido acnlico o metacnlico y esteres grasos de acido acnlico o metacnlico. Estos son de cristalizacion de cadena lateral. Polfmeros tipicos de este tipo son los enumerados en las patentes de Estados Unidos 4830855, 5665822, 5783302, 6255367 y 6492462. Ejemplos de dichos polfmeros son los polfmeros Intelimer, fabricados por Landec Corporation.
• Oxido de polipropileno.
• Oxido de polibutileno de poli(tetrahidrofurano).
• Polietilen tereftalato.
• Poliuretanos (Dynam X de National Starch).
• Esteres alqmlicos de copolfmeros de poli(eter metil vimlico) - anhfdrido maleico, tales como los copolfmeros Gantrez y Omnirez 2000 de ISP Corporation.
• Esteres de acido carboxflico de poliaminas. Ejemplos de estos son poliamida terminada en ester (ETPA) fabricada por Arizona Chemical Company.
• Polivinilpirrolidona (serie Luviskol de BASF).
• Copolfmeros de bloque de oxido de etileno, oxido de propileno y/o oxido de butileno.
Estos se conocen como los polfmeros/dispersantes Pluronic y Synperonic de BASF.
• Otra clase de polfmeros incluye polfmeros de oxido de polietileno-co-oxido de propileno-co-acido de butileno de cualquier relacion de oxido de etileno/oxido de propileno/oxido de butileno con grupos cationicos que provocan una carga positiva teorica neta o igual a cero (anfotero). La estructura general es:
R3-(BuO)z"(PO)y"(EO)xM\ /(EO)x(PO)y(BuO)z-R1 HN-(CH2)y-NH R4-(BuO)zm(PO)ym(EO)x'7 \(EO)x'(PO)y'(BuO)z'-R2
donde R1, R2, R3, R4 es H o cualquier alquilo de grupo de cadena alquilo grasa. Ejemplos de dichos polfmeros son los conocidos en el mercado Tetronics de BASF Corporation.
Tambien se descubrio que cuando las capsulas que tienen nucleos que contienen una proporcion muy grande de disolventes con los valores de Clog P apropiados y/o con los agentes qrnmicos de fragancia de alto Clog P descritos anteriormente, los materiales encapsulados realmente pueden absorber agentes qrnmicos de fragancia de las bases de producto que contienen tensioactivo. Como aprecian bien los expertos en la materia, productos tales como, aunque sin limitacion, suavizantes para ropa, detergentes de lavado de ropa, pastas de dientes, productos blanqueantes, champus y acondicionadores para el cabello contienen en sus formulas de base materiales funcionales tales como tensioactivos, agentes emulsionantes, aditivos detergentes, blanqueadores y similares junto con agentes qrnmicos de fragancia. Estos productos a menudo absorben de forma agresiva los ingredientes de fragancia, muy a menudo debido al tensioactivo parcialmente hidrofobo. Asimismo, muchos productos alimenticios contienen altos niveles de grasas y otros lfpidos que tambien absorben aromas.
La mayona de los productos para los consumidores se fabrican usando una base acuosa que contiene un tensioactivo, aunque algunos productos usan glicoles, alcoholes polihfdricos, alcoholes o aceites de silicona como disolvente o vehfculo dominante. La absorcion desde estas bases tambien es posible si el nucleo se disena apropiadamente y se usa al nivel apropiado en la base. Ejemplos de estos productos incluyen muchos desodorantes y antitranspirantes.
En la base del producto la fragancia se usa para proporcionar al consumidor una fragancia agradable durante y despues de usar el producto o para enmascarar olores desagradables de algunos de los ingredientes funcionales usados en el producto. Como se indica anteriormente, un problema antiguo con el uso de fragancia en bases de producto es la perdida de la fragancia antes del tiempo optimo para el suministro de la fragancia. Se ha descubierto que con la seleccion apropiada de disolvente y/o agentes qrnmicos de fragancia en el nucleo de la capsula, y el nivel apropiado de uso del nucleo, la capsula competira satisfactoriamente por los agentes qrnmicos de fragancia presentes en la base acuosa del producto durante el almacenamiento. A la larga, el nucleo absorbe una cantidad significativa de fragancia, y finalmente se establece un nivel en equilibrio de fragancia en el nucleo que es espedfico para la composicion de nucleo de partida y concentracion en la base, tipo y concentracion de los materiales de fragancia en la base, composicion de la base (especialmente tipo de tensioactivo y concentracion), y condiciones de almacenamiento. Esta capacidad de cargar el nucleo de la capsula con material de fragancia desde la base del producto, particularmente aquellas bases de producto que contienen una alta concentracion de tensioactivo indica claramente que, con una seleccion sensata de la composicion del nucleo, puede conseguirse una buena estabilidad de la fragancia dentro del nucleo.
Por lo tanto, tambien se describe en este documento, pero no se reivindica, un metodo para proporcionar productos de fragancia encapsulada mediante el reequilibrado de los materiales de fragancia desde la base del producto en las capsulas. El proceso incluye proporcionar una base del producto que contiene materiales de fragancia y capsulas con una envoltura permeable, contiendo las capsulas un disolvente como se define anteriormente o con materiales de fragancia de alto Clog P. Los disolventes y los materiales de fragancia de alto Clog P tienen afinidad por el
material de fragancia. Para absorber materiales de fragancia que previamente no esten presentes en el nucleo de las capsulas, para el reequilibrado en el nucleo de la capsula, se prefiere que las capsulas contengan algun espacio vado o contengan algunos materiales de menor Clog P que puedan formar una particion de la capsula en la base del producto. Las envolturas de capsula con el grado apropiado de permeabilidad se describen en la solicitud.
Como se describe anteriormente, capsulas cargadas con disolvente y/o materiales de fragancia de alto Clog P absorberan otros materiales de fragancia desde el producto. En esta realizacion, los nucleos de capsula compiten con el tensioactivo y el medio principalmente acuoso de los productos por los materiales de fragancia colocados en las bases de producto durante el almacenamiento. A la larga, los nucleos absorben una cantidad significativa de fragancia, y finalmente se establece un nivel en equilibrio de la fragancia en el nucleo que es espedfico para una composicion de nucleo de partida dada y concentracion en la base, tipo y concentracion de materiales de fragancias en la base, composicion de base y condiciones de almacenamiento. La autocarga de los nucleos en bases que tienen altas concentraciones de tensioactivos tambien indica que, mediante una seleccion sensata del nucleo, puede conseguirse estabilidad de la fragancia dentro del nucleo.
Como se usa en este documento, la estabilidad de los productos se mide a temperatura ambiente o por encima durante un periodo de al menos una semana. Mas preferiblemente, se permite que las capsulas se almacenen a temperatura ambiente durante mas de aproximadamente dos semanas y preferiblemente mas de aproximadamente un mes.
La presente divulgacion proporciona, ademas, pero no reivindica, un metodo de encapsulacion de un material de fragancia, que comprende:
proporcionar una base de producto que contiene material de fragancia no encapsulado y material tensioactivo; proporcionar una capsula permeable, en el que la capsula permeable contiene mas de aproximadamente un 70 por ciento en peso de material de fragancia que tiene un valor de Clog P mayor de aproximadamente 3,3 y/o disolvente hidrofobo adecuado; y
permitir que el material de fragancia no encapsulado y el material de capsula permeable que contiene el material de fragancia llegue a equilibrio, transportando de ese modo la fragancia no encapsulada a traves de la pared de la envoltura permeable al interior de la capsula y reteniendo los contenidos de fragancia de la capsula permeable. En esta realizacion, un metodo para aumentar la cantidad de fragancia dentro de una capsula, que comprende un producto de base acuosa que contiene tensioactivo y fragancia, que proporciona una capsula permeable a la fragancia cuando se almacena en la base, contenida dentro de dicha capsula de mas de aproximadamente un 60 por ciento en peso de los componentes seleccionados del grupo que consiste en disolvente hidrofobo y agentes qrnmicos de fragancia que tienen un valor de Clog P mayor de aproximadamente 3,3; almacenar la base de producto acuoso y la capsula porosa durante al menos aproximadamente una semana, permitiendo de ese modo que los agentes qrnmicos de fragancia proporcionados en la base acuosa se transporten a traves de la pared de la capsula. Como se describe adicionalmente, la seleccion de disolventes y agentes qrnmicos de fragancia con los valores de Clog P correctos produce capsulas con mayor carga de fragancia. La mayor carga de fragancia provoca mayor suministro de fragancia que los que era posible previamente con la fragancia proporcionada en la base acuosa o proporcionada en un aceite incluido en la base. Por ejemplo, cuando se emplean las capsulas en un producto de suavizante de ropa, se descubrio que las capsulas depositaban la fragancia, medida por la descomposicion de las capsulas y la medicion de la fragancia en el espacio vado en mas de un 100 % mayor que la fragancia en solitario o las combinaciones de fragancia y disolvente depositadas en la misma prenda. En algunos casos, la medicion en el espacio vado indico un aumento de mas de un 200 e incluso de mas de aproximadamente un 300 por ciento cuando se media la fragancia en el espacio vado cuando se empleaban las capsulas con materiales de alto Clog P y/o disolventes adecuados en comparacion con la fragancia o las combinaciones de fragancia y disolvente.
En otra realizacion, se coloca inicialmente un disolvente de sacrificio dentro de la capsula. Un disolvente de sacrificio es un disolvente que tiene un valor de Clog P bajo de menos de aproximadamente 3; generalmente de aproximadamente 1 a aproximadamente 2,75, preferiblemente de aproximadamente 1,25 a aproximadamente 2,5 y mucho mas preferiblemente de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 2. Si el Clog P del disolvente de sacrificio es demasiado bajo, los disolventes de sacrificio se perderan en la fabricacion de los materiales de capsula. Los disolventes de sacrificio adecuados incluyen acetato de bencilo y octanol. El nivel de disolvente de sacrificio usado en el nucleo debe ser mayor de un 10 %, preferiblemente mayor de un 20 % y mucho mas preferiblemente mayor de un 30 %. El resto del nucleo esta compuesto preferiblemente de materiales que tiene un Clog P mayor de 3,3, y mas preferiblemente mayor de 4,0, y mucho mas preferiblemente mayor de 6,0.
La presente divulgacion proporciona, ademas, pero no reivindica, un metodo de fabricacion de materiales de fragancia en capsula dentro de la capsula, que comprende las etapas de:
proporcionar un disolvente de sacrificio que tiene un valor de Clog P de aproximadamente 1 a aproximadamente 3 en el nucleo de la capsula a un nivel de al menos un 10 %;
encapsular el nucleo que contiene disolvente de sacrificio con un material de encapsulacion permeable;
proporcionar el nucleo que contiene disolvente de sacrificio encapsulado en un entorno Kquido que contiene materiales de fragancia;
permitir que las capsulas que contiene el disolvente de sacrificio lleguen a equilibrio con el entorno que contiene los materiales de fragancia de alto Clog P;
por lo que al menos un 20 por ciento en peso del disolvente de sacrificio migra de la capsula al entorno.
Preferiblemente, mas de un 30 y mas de un 40 por ciento en peso del disolvente de sacrificio migrara de las capsulas al entorno, permitiendo de ese modo que las capsulas aumenten el nivel de material de fragancia dentro de la capsula en mas de un 10 por ciento en peso, preferiblemente mas de un 20 y mucho mas preferiblemente mas de un 30 por ciento en peso sobre el peso original de los materiales de fragancia originalmente encontrados dentro de la capsula.
El tiempo para esta migracion del disolvente de sacrificio desde el interior de la capsula permeable hasta el entorno, creando de ese modo espacio dentro de la capsula para que migren los materiales de alto Clog P a la capsula es tan corto como de siete a diez dfas. Se muestra una representacion de este efecto en la figura 5, en la que los materiales de bajo Clog P migran mas rapidamente desde el nucleo que aquellos materiales con valores de Clog P mayores. Esto significa que, en condiciones normales de fabricacion del producto, transporte y distribucion, el disolvente de sacrificio tendra tiempo suficiente para migrar desde el interior de la capsula, creando de ese modo volumen libre y permitiendo que los materiales de fragancia preferidos migren al interior. Por supuesto, periodos mas largos de tiempo permitiran que mayores cantidades del disolvente de sacrificio salgan a traves de la pared de la capsula y creen mas volumen libre y finalmente se produciran un verdadero equilibrio donde a una temperatura dada, la migracion del disolvente de sacrificio desde la capsula y la migracion del material de fragancia a la capsula acabaran finalmente.
Una ventaja importante de la tecnologfa de migracion es que las capsulas que contiene disolvente de sacrificio pueden prepararse en grandes cantidades y colocarse en diversos entornos de fragancia. Esto significa que, mediante la seleccion apropiada de los materiales de fragancia, las capsulas y el disolvente de sacrificio, pueden prepararse materiales de fragancia encapsulados sin tener que encapsular cada fragancia personalizada espedfica. En la invencion reivindicada, se proporciona una composicion que contiene un material de fragancia que se encapsula por un polfmero de poliurea. El polfmero de poliurea contiene un poliisocianato y un agente reticulante, que es hexametilendiamina. La fragancia encapsulada en polfmero de poliurea se modifica adicionalmente con un polfmero de carboximetilcelulosa.
El polfmero de carboximetilcelulosa puede estar representado por la siguiente estructura:
Estructura esquematica de carboximetilcelulosa (CMC)
El polfmero de carboximetilcelulosa tiene un intervalo de masa molecular entre aproximadamente 90000 Daltons y 1 500000 Daltons, mas preferiblemente entre aproximadamente 250000 Daltons y 750000 Daltons y mucho mas preferiblemente entre 400000 Daltons y 750000 Daltons.
El polfmero de carboximetilcelulosa tiene un grado de sustitucion entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 3, mas preferiblemente entre aproximadamente 0,65 y aproximadamente 1,4 y mucho preferiblemente entre aproximadamente 0,8 y aproximadamente 1,0.
La solucion de polfmero de carboximetilcelulosa esta presente en la suspension de capsulas a un nivel de aproximadamente un 0,1 por ciento en peso a aproximadamente un 2 por ciento en peso y mas preferiblemente de aproximadamente un 0,3 por ciento en peso a aproximadamente un 0,7 por ciento en peso.
La fragancia encapsulada en poliurea modificada con carboximetilcelulosa puede proporcionar una intensidad de fragancia percibida aumentada en mas de aproximadamente un 15 % y mas preferiblemente aumentada en mas de aproximadamente un 25 %.
La fragancia encapsulada en poliurea modificada con carboximetilcelulosa puede incorporarse en un producto seleccionado del grupo que consiste en productos de cuidado personal, cuidado de ropa y limpieza. La fragancia encapsulada en poliurea modificada con carboximetilcelulosa puede incorporarse en detergente y suavizante de
ropa. Por ejemplo, la fragancia encapsulada en poliurea modificada con carboximetilcelulosa puede usarse en suavizante de ropa para lavadoras de carga frontal de alta eficacia. La dosificacion de la fragancia encapsulada en poliurea en el suavizante de ropa es de aproximadamente un 0,05 por ciento en peso a un 10 por ciento en peso, preferiblemente de un 0,2 por ciento en peso a aproximadamente un 5 por ciento en peso y mucho mas preferiblemente de un 0,5 por ciento en peso a aproximadamente un 2 por ciento en peso. Un ejemplo de una lavadora de carga frontal de alta eficacia se fabrica por Miele, Alemania.
La presente divulgacion proporciona, ademas, pero no reivindica, un proceso para la preparacion de una suspension de capsulas de fragancia encapsulada, que comprende las etapas de preparar una emulsion de fragancia, en la que se combina una fragancia y poliisocianato para formar una fase oleosa; preparar una solucion de tensioactivo; preparar una solucion de carboximetilcelulosa; combinar la solucion de tensioactivo y la solucion de carboximetilcelulosa; emulsionar la fase oleosa en la solucion de tensioactivo y la solucion de carboximetilcelulosa para formar una emulsion de fragancia; anadir hexametilendiamina a la emulsion de fragancia para formar una suspension de capsulas; y curar la suspension de capsulas a temperatura ambiente.
Tambien se contempla que el polfmero de carboximetilcelulosa puede anadirse como una etapa posterior a la adicion despues de formarse las capsulas.
Como se usa en este documento, todos los porcentajes son porcentajes en peso salvo que se indique otra cosa, se entiende que ppm significa partes por millon, se entiende que ml es mililitro, se entiende que g es gramo y se entiende que mol es moles. Todos los materiales se presentan en porcentaje en peso salvo que se indique otra cosa. Como se usa en este documento, se entiende que todos los porcentajes son porcentajes en peso.
Los ejemplos 1-21 no son de acuerdo con la invencion.
Ejemplo 1. Preparacion de capsula de poliurea con acetato de bencilo
Etapa 1. Preparacion de la emulsion de fragancia. Ciento veinte gramos de acetato de bencilo (BA, ClogP de 1,79) se pesaron y combinaron con 9,6 g de monomero de isocianato, Lupranate ®M20 (BASF corporation, Wyandotte, MI, USA) para formar la fase oleosa. En un vaso de precipitados diferente, una solucion de tensioactivo al 3 % (160 g) se preparo disolviendo una cantidad suficiente de Mowet D-425 (Akzo Nobel, Fort Worth, TX, EE: UU.) en agua DI.
La fase oleosa entonces se emulsiono en la fase acuosa para formar la emulsion de fragancia en corte (Ultra Turrax®, T25 Basic, IKA® WERKE) a 6500 rpm durante dos minutos.
Etapa 2. Formacion de capsulas de fragancia. La emulsion de BA preparada en la etapa 1 se puso en un recipiente de fondo redondo y al que se anadieron 10,8 g de hexametilendiamina (HMDA) al 40% (iNv ISTA, Wichita, KS, EE. UU.) en mezcla constante con una mezcladora suspendida. La formacion de capsula fue visible inmediatamente por microscopia optica. La velocidad de la mezcladora se redujo despues de completarse la adicion de HMDA. La suspension de capsulas se curo a temperatura ambiente durante tres horas.
La capsula puede variar de tamano submicrometrico a cientos de micrometros dependiendo del emulsionante y las tasas de corte usadas.
Otros monomeros de isocianato tales como PAPI* 27 (Dow Chemical, Midland, MI), Mondur MR (Bayer), Mondur MR Light (Bayer) y poNKfenilisocianatô co-formaldetHdo] (Aldrich Chemical, Milwaukee, WI) pueden usarse en lugar de Lupranate M20. Estos poliisocianatos pueden usarse indistintamente.
La cantidad de Morwet D-425 tambien puede variarse de un 0,5 a un 4 % dependiendo de la necesidad de la formulacion.
Ejemplo 2. Preparacion de capsula de poliurea con una fragancia completa
Etapa 1. Preparacion de emulsion de fragancia. Ciento veinte gramos de mezcla de fragancia que contema una fragancia comercial Fresh Zion (International Flavors & Fragances, Union Beach, NJ) y Neobee (50/50) se pesaron y combinaron con 9,8 g de Lupranate ®M20 y 1,6 g de Witconol TD-60 para formar la fase oleosa. Una solucion de tensioactivo (D-425) al 3 % (160 g) se preparo de acuerdo con ejemplo 1. La fase oleosa se emulsiono en la fase acuosa para formar la emulsion de fragancia en corte a 6500 rpm durante dos minutos.
Etapa 2. Formacion de capsulas de fragancia. La capsula de fragancia se formo inmediatamente despues de la adicion de HMDA como en el ejemplo 1 y fue evidente por observacion microscopica. La suspension de capsula se curo a temperatura ambiente.
Ejemplo 3. Preparacion de capsula de poliurea con una fragancia completa con la adicion de HMDA a temperatura elevada
Etapa 1. Preparacion de emulsion de fragancia. Ciento veinte gramos de mezcla fragancia que contema una fragancia comercial, Blue Touch Tom (International Flavors & Fragances, Union Beach, NJ) y Neobee (80/20) se pesaron y combinaron con 9,8 g de Lupranate ®M20 para formar la fase oleosa. Una solucion de tensioactivo al 3 % (160 g) se preparo de acuerdo con ejemplo 1. La fase oleosa se emulsiono en la fase acuosa para formar la emulsion de fragancia en corte a 6500 rpm durante dos minutos.
Etapa 2. Formacion y curado de capsulas de capsulas de fragancia. La emulsion de fragancia se calento hasta 35 °C antes de anadir gota a gota HMDA (10,8 g, 40 %). La capsula de fragancia estuvo inmediatamente despues de la adicion de HMDA. La suspension de capsulas se transfirio a un recipiente de fondo redondo y la temperatura se elevo a 55 °C y mantuvo a 55 °C durante 2 horas.
Ejemplo 4. Preparacion de capsula de poliurea curada con una fragancia completa y adicion de HMDA a temperatura elevada y curada a temperatura elevada
Etapa 1. Preparacion de emulsion de fragancia. Ciento veinte gramos de mezcla de fragancia que contema fragancia Blue Touch Tom (International Flavors & Fragances, Union Beach, NJ) y Neobee (80/20) se pesaron y combinaron con 9,8 g de Lupranate M20 para formar la fase oleosa. Una solucion de tensioactivo al 3 % (160 g) se preparo de acuerdo con ejemplo 1. La fase oleosa se emulsiono en la fase acuosa para formar la emulsion de fragancia en corte a 6500 rpm durante dos minutos.
Etapa 2. Formacion y curado de capsulas de capsulas de fragancia. La emulsion de fragancia se calento hasta 35 °C antes de anadir gota a gota HMDA (10,8 g, 40 %). La capsula de fragancia estuvo inmediatamente despues de la adicion de HMDA. La suspension de capsulas se transfirio a un recipiente de fondo redondo y la temperatura se elevo a 55 °C y se mantuvo a 55 °C durante 2 horas y despues a 90 °C durante 2 horas.
Ejemplo 5. Preparacion de capsula de poliurea curada con reticulantes adjuntos
Etapa 1. Preparacion de emulsion de fragancia. Ciento veinte gramos de mezcla fragancia que contema fragancia Blue Touch Tom (International Flavors & Fragances Inc. Union Beach, NJ) y Neobee (80/20) se pesaron y combinaron con 9,8 g de Lupranate ®M20 para formar la fase oleosa. Una solucion de tensioactivo al 3 % (160 g) se preparo de acuerdo con ejemplo 1. La fase oleosa se emulsiono en la fase acuosa para formar la emulsion de fragancia en corte a 6500 rpm durante dos minutos.
Etapa 2. Formacion y curado de capsulas de capsulas de fragancia. Una mezcla de HMDA (8,8 g, 40 %) y polieteramina, JEFFAMINE EDR-176 (0,88 g) (Huntsman, The Woodlands, TX) se uso como reactivo reticulante. La relacion de HMDA a ERT-176 fue 80:20. La amina se anadio despues de calentar la fragancia hasta 35 °C. Fueron evidentes capsulas excelentes formadas por observacion con microscopio. La suspension de capsulas se transfirio a un recipiente de fondo redondo y la temperatura se elevo a 55 °C y se mantuvo a 55 °C durante 2 horas.
Ejemplo 6. Preparacion de capsula de poliurea curada con materiales de pared polimericos reducidos Etapa 1. Preparacion de emulsion de fragancia. Ciento veinte gramos de mezcla de fragancia que contema fragancia Blue Touch Tom (International Flavors & Fragances Inc. Union Beach, NJ) y Neobee (80/20) se pesaron y combinaron con 4,8 g de Lupranate ®M20 para formar la fase oleosa. Una solucion de tensioactivo al 2 % (160 g) se preparo de acuerdo con ejemplo 1. La fase oleosa se emulsiono en la fase acuosa para formar la emulsion de fragancia en corte a 6500 rpm durante dos minutos.
Etapa 2. Formacion y curado de capsulas de capsulas de fragancia. La emulsion de fragancia se calento hasta 35 °C antes de anadir gota a gota HMDA (5,4 g, 40 %). Se formaron capsulas inmediatamente. La suspension se transfirio a un recipiente de fondo redondo y la temperatura se elevo a 55 °C y se mantuvo a 55 °C y despues a 90 °C durante 2 horas.
Ejemplo 7. Preparacion de capsula de poliurea curada con menor materiales de pared polimericos
Se repitieron los procesos del ejemplo 6 con 3,24 g (40 %) de Lupranate ®M20 y 1,5 g de HMDA al 40 %.
Ejemplo 8. Evaluacion de la estabilidad de capsulas de poliurea
Las capsulas de poliurea preparadas del ejemplo 1 y 2 se incorporaron en una solucion de tensioactivo cationico al 9 % y se controlo la filtracion de ingredientes como una funcion del tiempo a temperatura elevada. Los resultados se dan en la figura 1. Puede observarse que mas de un 75 % de ingredientes aun se retema despues de 4 semanas a 37 °C. Esto demuestra que las capsulas de poliurea son bastante eficaces en retener tanto un unico ingrediente de menor ClogP y materiales de fragancia completa.
Ejemplo 9. Rendimiento de encapsulacion de capsulas de poliurea
Se preparo suspension de capsulas de una fragancia disponible comercial, Blue Touch Tom, IFF, usando los procedimientos descritos en el ejemplo 3. La suspension de capsulas de fragancia se diluyo adicionalmente con agua destilada para producir una mezcla que contema suspension de capsulas al 0,2 %. Se aplico directamente un gramo de la suspension de capsulas diluida a cada lado de una muestra textil de tejido de 4x6. Se prepararon dos muestras. Las muestras textiles se secaron al aire durante la noche y el espacio vado de las telas se analizo antes y despues de agitacion con rodamientos de bola de acero inoxidable para romper las capsulas intactas. Los resultados se dan en la tabla 1.
Tabla 1. Resultados de ensayo de rendimiento de capsulas de poliurea
Puede verse claramente que hay un aumento drastico en el espacio vado despues de alterar las capsulas por molienda. Esto demostro que puede conseguirse percepcion de perfume aumentada una vez las capsulas se depositan sobre el tejido y se rompen mediante fuerzas ffsicas.
Ejemplo 10. Demostracion del rendimiento de perfume de capsulas de poliurea
Para establecer el rendimiento de las capsulas de poliurea, la suspension de capsulas preparada en el ejemplo 3 se mezclo en una solucion de suavizante de modelo que contiene tensioactivo cationico al 12 %. La carga de fragancia fue a un 1 % de equivalente neto. Para comparaciones, se preparo una solucion similar usando fragancia meta al 1 %. El beneficio de perfume de las capsulas se evaluo realizando un experimento de lavado de ropa usando protocolos experimentales aceptados usando lavadora europea. Se usaron torres Terry para los experimentos de lavado y se secaron al aire durante la noche antes de evaluarse por un panel de 12 cnticos. La intensidad de fragancia se clasifica en una escala de LMS que vana de 0 a 30. Un valor numerico de 5 sugerina que la tela produce unicamente intensidad muy debil, mientras que un valor de 30 indica que el objeto genera un fuerte olor. Los resultados estan en la tabla 2.
Tabla 2: Contraste del rendimiento sensitivo de capsulas con el de fragancia neta
Es bastante evidente que las capsulas de fragancia de poliurea produdan una intensidad de fragancia mucho mayor en la fase de prefrotado y posfrotado. El aumento en la intensidad de fragancia es mucho mas pronunciado en la fase de posfrotado. Esto demuestra que las capsulas de fragancia de poliurea preparadas con la presente invencion pueden retener la fragancia eficazmente y pueden suministrar todos los beneficios al consumidor de los productos de fragancia.
Ejemplo 11
Demostracion de la robusta estabilidad en almacenamiento y perfil de liberacion de fragancia favorable de las capsulas de poliurea
Este ejemplo demostrara al rendimiento superior de la capsula de poliurea durante almacenamiento prolongado. Para realizar el estudio, se prepararon dos suspensiones de capsulas usando el proceso descrito en el ejemplo 3, pero usando una fragancia comercial, California (International Flavors & Fragances, Union Beach, NJ). La capsula se mezclo en una solucion de suavizante de modelo que contiene tensioactivo cationico al 12%. La carga de fragancia fue a un 1 % de equivalente neto en todos los casos. Las muestras se envejecieron a 37 °C durante hasta 9 semanas en un horno de temperatura controlada. Se realizaron experimentos de lavado de ropa y sensitivos segun los protocolos del ejemplo 10 y los resultados se dan en la tabla 3.
Tabla 3: Contraste del rendimiento sensitivo de capsulas
con el de una fragancia neta despues de almacenamiento prolongado
Esta bastante claro que las capsulas de fragancia de poliurea produdan intensidad de fragancia mucho mayor en las fases de prefrotado y posfrotado incluso despues de envejecer las muestras a 37 °C en horno durante 9 semanas. El aumento en la intensidad de fragancia es mucho mas pronunciado en la fase de posfrotado. Esto demuestra que las capsulas de fragancia de poliurea preparadas con la presente invencion pueden retener la fragancia eficazmente y pueden suministrar todos los beneficios al consumidor de los productos de fragancia.
Ejemplo 12
Demostracion del perfil de liberacion de fragancia favorable en capsulas de poliurea
Este ejemplo demostrara el rendimiento superior de la capsula poliurea sobre capsulas de melamina y formaldeddo disponibles en el mercado de IFF.
Para realizar el estudio, se preparo suspension de capsulas usando el proceso descrito en el ejemplo 3 usando una fragancia comercial, Blue Touch Tom (IFF, Union Beach NJ). Se preparo suspension de capsulas usando la misma fragancia usando capsulas de aminoplast patentadas y ampliamente usadas. Para realizar el estudio comparativo, la capsula se mezclo en una solucion de suavizante de modelo que contiene tensioactivo cationico al 12 %. La carga de fragancia fue a un 1 % de equivalente neto en ambos casos. Se preparo una muestra de control usando fragancia neta a la misma carga. Se realizaron experimentos de lavado de ropa y sensitivos segun los protocolos del ejemplo 10 y los resultados se dan en la tabla 4.
Tabla 4: Contraste del rendimiento sensitivo de capsula de poliurea con el de capsula de aminoplast
Esta bastante claro que las capsulas de fragancia de poliurea produdan intensidad de fragancia que es tres veces la de la neta y casi dos veces la de la capsula de aminoplast en la fase de prefrotado. En la fase de posfrotado, tambien se produjo una intensidad de tres veces y comparable a la de la capsula de aminoplast. Esto demuestra que las capsulas de fragancia de poliurea preparadas con la presente invencion pueden retener la fragancia eficazmente y tienen un perfil de liberacion muy favorable que puede suministrar el beneficio de fragancia sin perturbacion mecanica.
Ejemplo 13
Demostracion del efecto de la temperatura de curado sobre el rendimiento de la capsula
Este ejemplo demostrara los logros de la temperatura de curado sobre el rendimiento de la capsula de poliurea durante almacenamientos prolongados.
Como las moleculas de fragancia son muy volatiles, es preferible que pueda desarrollarse un proceso de encapsulacion que pueda ponerse en practica a temperatura inferior manteniendo al mismo tiempo un buen rendimiento. En todos los documentos publicados, las capsulas que funcionaban bien se curaron a temperatura elevada ya que una temperatura mayor forzara una reaccion qrnmica hacia mayor consumacion, lo que da lugar a mejor estabilidad. Sin embargo, se descubrio sorprendentemente que las capsulas de poliurea pueden funcionar muy bien a temperaturas de curado inferiores.
Para realizar el estudio, se prepararon cuatro suspensiones de capsulas usando el proceso descrito en el ejemplo 3 usando una fragancia comercial, Blue Touch Tom (International Flavors & Fragances, Union Beach, NJ). Las capsulas en primer lugar se curaron a 55 °C y despues se curaron a 55, 65, 75 y 80 °C, respectivamente durante 2 horas mas. Entonces se prepararon cuatro muestras mezclando las capsulas en solucion de suavizante de modelo que contiene tensioactivo cationico al 24 %. La carga de fragancia fue a un 1 % de equivalente neto en todos los casos. Las muestras se envejecieron a 37 °C durante 8 semanas en un horno de temperatura controlada. Se realizaron experimentos de lavado de ropa y sensitivos segun los protocolos del ejemplo 10 usando lavadoras estadounidenses y los resultados se dan en la tabla 5.
Tabla 5: Comparacion del rendimiento sensitivo de capsula de poliurea
re arada a diferentes tem eraturas de curado
Esta bastante claro que las capsulas de fragancia de poliurea curadas a 55 °C tienen mejor rendimiento sensitivo a largo plazo que las capsulas que se curaron. Esto puede ser bastante importante para el suministro de fragancia ya que el grado de reacciones secundarias indeseables puede minimizarse a menor temperatura, que da lugar a mejor hedonica para el suministro de fragancia.
Ejemplo 14
Demostracion del efecto de la temperatura de curado sobre el nivel de isocianato residual
Este ejemplo demuestra que la cantidad de isocianato residual puede reducirse aumentando la temperatura de curado. Esto facilitara el uso de capsulas en alguna aplicacion para el consumidor.
Para realizar los experimentos, se prepararon dos lotes de capsulas usando los procedimientos resumidos en el ejemplo 4 y las capsulas se curaron a 55 °C y 75 °C, respectivamente. La suspension entonces se analizo para el isocianato residual (diisocianato de metilenbifenilo, MDI) que esta presente en el Lupranante®M20 original usando CG-EM. Se encontro que la muestra curada a 55 °C tiene un nivel de MDI de 548 ppm y se encontro que la muestra que se curo a 75 °C tiene un MDI residual de 110 ppm. Esto representa a reduccion de un 400 %.
Ejemplo 15
Demostracion del efecto de la tasa de corte sobre el nivel de isocianato residual
Este ejemplo demuestra que la cantidad de isocianato residual puede reducirse aumentando la tasa de corte durante la fabricacion de la capsula. Esto facilitara el uso de capsulas en alguna aplicacion para el consumidor.
Para realizar los experimentos, se prepararon dos lotes de capsulas usando los procedimientos resumidos en el ejemplo 4 y las capsulas se curaron a 55 °C durante dos horas. El mote n.° 1 se preparo usando una tasa de corte de 9500 rpm (Ultra Turrax®, T25 Basic, IKA® WERKE) y el lote n.° 2 se preparo usando una tasa de corte de 13500 rpm. La suspension entonces se analizo para el isocianato residual que esta presente en el Lupranante ®M20 original usando CG-EM. Se encontro que la muestra preparada a 9500 rpm tiene un nivel de MDI de 548 ppm y se encontro que la muestra preparada a 13500 tiene un MDI residual de 380 ppm. Esto representa una reduccion de mas de un 30 %.
Ejemplo 16
Demostracion del efecto de anadir una cantidad en exceso de poliamina sobre la reduccion del nivel de isocianato
Este ejemplo demuestra que la cantidad de MDI podna reducirse eficazmente anadiendo una cantidad en exceso de poliamina segun requiera la estequiometna de la reaccion. Esto permitira el uso de capsulas en algunas aplicaciones para el consumidor.
Para realizar los experimentos, se prepararon dos lotes de capsulas usando los procedimientos resumidos en el ejemplo 3 y las capsulas se curaron a 55 °C durante dos horas. Tanto el lote n.° 1 como el n.° 2 se prepararon usando una tasa de corte de 13500 rpm (Ultra Turrax®, T25 Basic, IKA® WERKE. La cantidad de Luprante M20 usada fue de 9,2 g en el lote n.° 1 con cantidad estequiometrica de HMDA, 10,8 g (40 %) anadida. La cantidad de HMDA se aumento hasta 16,2 g (1,5 veces la requerida por la estequiometna) para el lote n.° 2. La suspension entonces se analizo para el isocianato residual que esta presente en el Lupranante ®M20 original usando CG-EM. Se encontro que el lote n.° 1 tiene un nivel de m Di de 386 ppm y se encontro que el lote n.° 2 tiene un MDI residual de 263 ppm. Esto representa una reduccion de mas de un 30 %. Se espera que la cantidad residual de MDI pueda reducirse mas anadiendo mas HMDA o poliamina.
Ejemplo 17
Demostracion del efecto sinergico de mezclas dos dipersantes polimericos, que da lugar a viscosidad reducida a temperatura elevada
Una caractenstica ffsica clave de una suspension tal como suspension de capsulas es su viscosidad. Para que la suspension de capsulas se util, tiene ser fluida. Se encontro que una combinacion de dispersantes daba lugar a un excelente perfil de reologfa de la suspension de capsulas.
Para ilustrar los efectos sinergicos de mezclar dos dispersantes, se prepararon dos suspensiones de capsulas usando el procedimiento resumido en el ejemplo 4, pero la temperature de curado se aumento hasta 90 °C. En la muestra uno, la suspension de capsulas conterna Morwet D-425 al 0,5 %, y en la muestra dos, la suspension de capsulas conterna una mezcla de Morwet D-425 al 0,5% y poli(alcohol virnlico) PVA al 1,5%, Mowiol 3-83 (Air Products, Allentown, PA, EE. UU.). El uso de PVA o D-425 en solitario dio lugar a viscosidad inaceptable a temperature elevada tal como 90 °C.
Cuando las muestras se calentaron hasta 90 °C, la muestra n.° 1 se volvio bastante viscosa, mientras que la muestra n.° 2 permanecio bastante fluida. Despues de que las muestras se enfriaran hasta temperatura ambiente, se midieron sus viscosidades con husillo n.° 3 a 30 rpm a 23 °C usando un reometro programable Brookfield, DV-III ULTRA (Middleboro, Massachusetts, EE. UU.). Se encontro que la viscosidad de la muestra n.° 1 era de 986 cp, mientras que la de la muestra n.° 2 se midio en 17 cp. Los resultados demostraron claramente que el uso sinergico de Morwet D-425 y Mowiol 3-83 puede dar lugar a la preparacion de una suspension con un excelente perfil de reologfa y facilita enormemente su uso.
Ejemplo 18
Demostracion del beneficio de aplicacion de capsula de poliurea en aplicacion domestica tal como limpiadores de superficies duras
Este ejemplo ilustrara el rendimiento y los beneficios para el consumidor de capsulas de poliurea en aplicaciones domesticas. Cuatro muestras con diferentes niveles de pared se prepararon para su evaluacion y las formulas se dan en la tabla 6. Todas las capsulas se curaron a 55 °C. La fragancia comercial, Fancy Lavender (International Flavors & Fragances, Union Beach, NJ) se uso en todos los experimentos. Todas las capsulas de poliurea se prepararon de acuerdo con los procedimientos resumidos en el ejemplo 4. Como la aplicacion de capsula de aminoplast se analizo previamente en los documentos de patente para aplicacion de limpieza de superficies duras. Tambien se prepare una capsula de aminoplast con fines comparativos a un nivel de pared de polfmero de aproximadamente un 4 %. Debe apreciarse que no podfan prepararse capsulas aminoplast con menores niveles de polfmero en la pared a causa de la limitacion de la formulacion usando polfmeros de aminoplast.
Tabla 6. Formulacion de capsulas de poliurea para aplicaciones de superficies duras
Para realizar la evaluacion, la suspension de capsulas se mezclo en una base de limpiador de superficies duras de modelo que tfpicamente contiene aproximadamente un 10% de tensioactivo no ionico y cationico. El pH de la formulacion es aproximadamente 7. La capsula de fragancia se dosifico a un 0,45% de equivalentes de fragancia neta para dar un concentrado que se diluye adicionalmente hasta un 10%. La evaluacion sensitiva se hizo sobre baldosas de ceramica limpias obtenidas del Home Depot local. La dimension de la baldosa es 30,48 cm x 30,48 cm (12"x12"). Se aplicaron 0,5 gramos de producto diluido a cada baldosa y la baldosa se mantuvo en una caja cerrada para sui evaluacion en un periodo de tiempo dado. La intensidad de fragancia se evaluo reciente, 3 horas y 5 horas antes de que la superficie de la baldosa se perturbara por barrido con una escoba en diferente periodo de tiempo por un grupo de 25 panelistas formados usando la escala de LMS. Los resultados se dan en la tabla 7.
Tabla 7: Comparaciones de beneficios sensitivos de capsulas de aminoplast y poliurea
Como puede verse claramente, las capsulas de poliurea pudieron suministrar de forma constante mas intensidad de fragancia que las capsulas de aminoplast correspondientes. Ademas, la intensidad de fragancia aumento segun disminma la cantidad de material de la pared en las capsulas de poliurea. La capsula hecha con menor poKmero de pared podna suministrar el perfume mas eficazmente que las capsulas hechas con mas materiales de pared con beneficios significativos para el consumidor. Dichas observaciones no habfan analizado nunca en la bibliograffa. Tambien se examinaron los perfiles de suministro de las capsulas despues de mantenerlas en la caja durante 24 h. Las baldosas secas se barrieron, 2 veces con escoba de mano a traves de cada baldosa, 10 minutos antes de la evaluacion para aumentar el espacio vado. El panelista evaluo y marco su clasificacion usando la escala de LMS y los resultados se dan en la tabla 8.
Tabla 8: Comparaciones de beneficios sensitivos de capsulas de aminoplast y poliurea despues de 24 horas
Los resultados ilustran que las capsulas de poliurea podfan suministrar la misma cantidad de intensidad de fragancia que las capsulas de aminoplast. Pero eran superiores en suministrar fragancia cuando no se aplica perturbacion mecanica, que a menudo puede ser en caso en aplicaciones para los consumidores.
Ejemplo 20
Demostracion del beneficio de aplicacion de capsula de poliurea en aplicacion casera manipulando el tamano de las capsulas
Este resultado demostrara la aplicacion de capsula de poliurea manipulando el tamano de la capsula. Tres capsulas de poliurea se prepararon con un peso de polfmero de pared de un 0,8 %. Los tamanos de las capsulas son 6,6, 12,0 y 24 micrometros, respectivamente. La preparacion de la muestra y la evaluacion fueron iguales que en el ejemplo 18 excepto que se usaron seis baldosas para cada muestra y las muestras se mantuvieron en una camara mas grande. Estas muestras se evaluaron como muestras recientes, 5 horas despues de la aplicacion y los resultados se dan en la tabla 9.
Tabla 9: Beneficios sensitivos de capsulas de poliurea con diferente tamano de capsula
Se muestra claramente que la intensidad prefrotado aumentaba significativamente segun disminma el tamano de la capsula y las capsulas de poliurea pueden suministrar excelentes beneficios para el consumidor sin y con abrasion.
Ejemplo 21 Preparacion de capsulas de poliurea de Blue Touch Tom (BTT) son recubrimiento polimerico Etapa 1. Preparacion de fase acuosa. Se anadieron 50 g de emulsionante D-425 al 6% en peso (Akzo Nobel, Chicago IL) en 269,2 g de agua desionizada para formar la fase acuosa.
Etapa 2. Emulsion de fase acuosa y fase oleosa de fragancia. Se disolvieron 19,2 g de isocianato M20 (BASF, Alemania) en la mezcla de 192 g de Blue Touch Tom (disponible en el mercado de International Flavors & Fragances Inc.) y 48 g de Neobee para formar la fase oleosa de fragancia. La fase acuosa y la fase oleosa de fragancia se homogeneizaron a 6500 rpm durante 3 minutos para formar la emulsion.
Etapa 3. Formacion de capsulas de fragancia. La emulsion preparada en la etapa 2 se puso en un recipiente de fondo redondo de 1000 ml y al que se anadieron 21,6 g de hexametilendiamina al 40 % (HMDA disponible en el mercado de Invista, EE. UU.) en mezcla constante con una mezcladora suspendida segun la emulsion se calentaba
hasta 35 °C. La temperature de curado se calento hasta 55 °C segun se anad^a completamente la solucion de HMDA al recipiente. La suspension de capsulas se curo a 55 °C durante dos horas.
Ejemplo 22 Preparacion y rendimiento sensitivo de recubrimiento con CMC en el proceso de capsula de poliurea de BTT
Etapa 1. Preparacion de fase acuosa. Se anadieron 210 g de solucion acuosa de carboximetilcelulosa al 2% en peso (CMC, Mw = 250 kDa) y 50 g de emulsionante D-425 al 6 % en peso en 59,2 g de agua DI para formar la fase acuosa. La estructura de CMC se presento en la figura 1.
Etapa 2. Emulsion de fase acuosa y fase oleosa de fragancia. Se disolvieron 19,2 g de isocianato M20 en la mezcla de 192 g de Blue Touch Tom (disponible en el mercado de International Flavors & Fragances Inc.) y 48 g de Neobee para formar la fase oleosa de fragancia. La fase acuosa y la fase oleosa de fragancia se homogeneizaron a 6500 rpm durante 3 minutos para formar la emulsion.
Etapa 3. Formacion de capsulas de fragancia. La emulsion preparada en la etapa 2 se puso en un recipiente de fondo redondo de 1000 ml y al que se anadieron 21,6 g de hexametilendiamina al 40% (HMDA) en mezcla constante con una mezcladora suspendida segun se calentaba la emulsion hasta 35 °C. La temperatura de curado se calento hasta 55 °C segun se anadfa completamente la solucion de HMDA al recipiente. La suspension de capsulas se curo a 55 °C durante dos horas.
Este ejemplo demuestra que las capsulas de PU recubiertas con polfmero hidrofilo de CMC ternan mejor rendimiento sensitivo que las capsulas de PU sin recubrimiento de CMC en sistema de lavado/tendido EU, como se muestra en la figura 2.
Ejemplo 23 Preparacion y rendimiento sensitivo de recubrimiento con CMC al 0,5 % de capsulas de poliurea de bTt con diferentes tasas de corte
Se repitio el ejemplo 2 con tres tasas de corte diferentes de 6500 rpm, 9500 rpm y 13500 rpm. Este ejemplo demuestra que una menor tasa de corte de 6500 rpm y 9500 rpm proporciona rendimiento sensitivo mejorado que una mayor tasa de corte de 13500 rpm, como se muestra en la figura 3.
Ejemplo 24 Preparacion y rendimiento sensitivo de recubrimiento con CMC de capsulas de poliurea de BTT con diferentes masas moleculas de CMC
Se repitio el ejemplo 2 con tres masas moleculares de CMC diferentes de 90000 Da, 250000 Da, 700000 Da en 9500 rpm de homogeneizacion. Este ejemplo demuestra que capsulas de PU recubiertas con CMC de mayor masa molecular pueden dar lugar a un mejor rendimiento sensitivo como se muestra en la figura 4.
Ejemplo 25 Preparacion y rendimiento sensitivo de recubrimiento con CMC de capsulas de poliurea de BTT con diferentes grados de sustitucion de CMC de 250 kDa
Se repitio el ejemplo 2 con tres grados diferentes de sustitucion (DS) de 0,7, 0,9 y 1,2. Este ejemplo demuestra el efecto del grado de sustitucion sobre el rendimiento sensitivo. Las capsulas de Pu recubiertas con CMC 0,9 DS ternan mejor rendimiento sensitivo que capsulas de PU recubiertas con 0,7 DS o 1,2 DS, como se muestra en la figura 5.
Ejemplo 27 Preparacion y rendimiento sensitivo de recubrimiento con CMC de capsulas de poliurea de Relaxscent
La preparacion del recubrimiento con CMC de capsulas de poliurea de Relaxscent se realizo siguiendo las etapas del ejemplo 2. Este ejemplo demuestra que el recubrimiento con CMC al 0,7 % en peso (Mw = 250 kDa) de capsulas de PU cargadas con fragancia Relaxscent (disponible en el mercado de International Flavors & Fragances Inc.) tiene mejor rendimiento sensitivo en lavado/tendido EU que las capsulas de PU sin recubrimiento con CMC como se muestra en la figura 7.
Ejemplo 29 Demostracion del efecto de la tasa de corte sobre el rendimiento sensitivo del lavado y tendido europeo de capsulas de PU postratadas con CMC
El siguiente es el procedimiento de funcionamiento convencional para lavado europeo:
Insertar 14 panos para la cara y 3 toallas de bano en lavadora (salvo que se indique otra cosa)
Configurar AuTo MATICO, 113 minutos 900 rpm.
Insertar 85 g de detergente en polvo sin fragancia y suavizante de ropa en la cubeta antes de iniciar la lavadora. (Detergente en ranura central y suavizante de ropa en ranura izquierda.) AHORA PRESIONAR INICIO. Nota: Fabcon se dispensara durante el primer ciclo de aclarado.
Al final del lavado, aclarar las lavadoras, ajuste EXPRES. Tambien aclarar las cubetas usando cantidades copiosas de agua caliente en el drenaje.
Para realizar el efecto de la concentracion de CMC, se fabricaron capsulas de PU recubiertas con CMC a 9500 rpm son CMC y con un 0,3 % y un 0,4 % de Dow CMC 5000PA siguiendo el procedimiento del ejemplo 2. Se uso fragancia JILLZ (disponible en el mercado de International Flavors & Fragances Inc) para este ejemplo. Este ejemplo demuestra que capsulas de PU recubiertas con mayor concentracion de CMC al 0,4 % pueden comportarse con mejor rendimiento sensitivo en lavado/tendido EU que las capsulas de PU recubiertas con CMC al 0,3% como se muestra en la figura 9.
Ejemplo 30 Demostracion del rendimiento sensitivo de lavado/tendido estadounidense de capsulas de PU son CMC y con recubrimiento de CMC
El siguiente es el procedimiento de funcionamiento convencional para el sistema de lavado y tendido estadounidense:
Configurar 14 minutos (ultralimpio), carga grande, CALIENTE/FRto, un aclarado, lavado normal.
Insertar 40 g de detergente concentrado sin fragancia
Permitir que la lavadora se llene a la mitad y anadir 14 panos para la cara y 4 toallas de bano.
Anadir suavizante para ropa durante el ciclo de aclarado. Asegurar que la lavadora esta llena al menos a la mitad segun se vierte el suavizante para ropa directamente en el agua.
Una vez acabada la carga ACLARAR las lavaduras a 6 minutos, carga grande, CALIENTE/FRto, un aclarado, lavado normal.
Para estudiar el efecto del recubrimiento con CMC sobre el rendimiento sensitivo de capsulas de PU recubiertas con CMC en lavado/tendido estadounidense, se fabricaron capsulas de PU son recubrimiento de CMC a 9500 rpm siguiendo el procedimiento del ejemplo 1, con CMC al 0,7 % (Aldrich, 250 kDa) y con CMC al 0,4 % (Dow, 50000PA) siguiendo el procedimiento del ejemplo 2.
En la figura 11, este ejemplo demuestras que el rendimiento sensitivo en lavado/tendido estadounidense de las capsulas de PU recubiertas con CMC puede mejorarse significativamente en un 40 %~60 %. Ademas, las capsulas de PU con recubrimiento de Dow CMC 50000PA teman mejor rendimiento sensitivo que las capsulas de PU con Aldrich CMC 250 kDa.
Ejemplo 31 Demostracion de la estabilidad de envejecimiento de capsulas de PU recubiertas con CMC de alta carga
Para realizar el efecto del envejecimiento sobre la estabilidad del rendimiento sensitivo de las capsulas de PU recubiertas con CMC con diferentes niveles de carga de fragancia mayor, se fabricaron capsulas de PU siguiendo el ejemplo 12. Entonces se envejecieron muestras de capsula de PU a 37 °C en horno durante 6 semanas como se enumera en la tabla 10.
Este ejemplo demuestra que las capsulas de PU con recubrimiento de CMC envejecidas puede comportarse con rendimiento sensitivo estable en lavado/tendido estadounidense en comparacion con la muestra de capsula de PU sin envejecimiento como se muestra en la figura 13. Las capsulas de PU envejecidas 6 semanas con carga de un 32 % y un 36 % puede tener mejor rendimiento sensitivo en lavado/tendido estadounidense que las capsulas de PU envejecidas 6 semanas sin recubrimiento de CMC. Las capsulas de PU envejecidas 6 semanas con carga de un 40 % tienen rendimiento sensitivo comparable a las capsulas de PU envejecidas 6 semanas sin CMC.
Tabla 10 Formulacion de capsulas de PU envejecidas 6 semanas
con recubrimiento de CMC y diferente carga de fragancia
De acuerdo con la invencion reivindicada, una composicion de fragancia encapsulada comprende un material de fragancia; dicho material de fragancia encapsulado por un polfmero de poliurea, en la que el polfmero de poliurea comprende un poliisocianato y un agente reticulante, para proporcionar una fragancia encapsulada en polfmero de
poliurea; y la fragancia encapsulada en poKmero de poliurea se modifica ademas con un poUmero de carboximetilcelulosa.
El agente reticulante es hexametilendiamina.
El poliisocianato tiene una masa molecular promedio de aproximadamente 275 a aproximadamente 500. El poliisocianato puede ser isocianato M20.
El polfmero de carboximetilcelulosa puede tener un intervalo de masa molecular entre aproximadamente 90000 Daltons y 1500000 Daltons, o entre aproximadamente 250000 Daltons y 750000 Daltons.
El polfmero de carboximetilcelulosa tiene un grado de sustitucion entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 3, o entre aproximadamente 0,65 y aproximadamente 1,4, o entre aproximadamente 0,8 y aproximadamente 1,0. La solucion de polfmero de carboximetilcelulosa puede estar presente en un nivel de aproximadamente un 0,1 por ciento en peso a aproximadamente un 2 por ciento en peso, o en un nivel de aproximadamente un 0,3 por ciento en peso a aproximadamente un 0,7 por ciento en peso.
La composicion puede tener una intensidad de fragancia percibida por el consumidor aumentada en mas de aproximadamente un 15 %, o en mas de aproximadamente un 25 %.
La composicion puede incorporarse en un producto seleccionado del grupo que consiste en un producto de cuidado personal, cuidado de ropa y limpieza, y el producto de cuidado personal puede seleccionarse del grupo que consiste en champus para el cabello, acondicionadores para el cabello, jabones de barra y jabones corporales.
Claims (5)
1. Una composicion de fragancia encapsulada que comprende un material de fragancia; dicho material de fragancia encapsulado por un polfmero de poliurea, en la que el polfmero de poliurea comprende un poliisocianato y un agente reticulante, para proporcionar una fragancia encapsulada en polfmero de poliurea;
en la que la fragancia encapsulada en polfmero de poliurea se modifica ademas con un polfmero de carboximetilcelulosa;
en la que el poliisocianato tiene una masa molecular promedio de 275 a 500; y
en la que el agente reticulante es hexametilendiamina.
2. La composicion de cualquier reivindicacion precedente, en la que el polfmero de carboximetilcelulosa tiene un intervalo de masa molecular entre 90000 Daltons y 1500000 Daltons.
3. La composicion de la reivindicacion 2, en la que el polfmero de carboximetilcelulosa tiene un grado de sustitucion entre 0,1 y 3.
4. La composicion de cualquier reivindicacion precedente, que se incorpora en un producto seleccionado del grupo que consiste en un producto de cuidado personal, cuidado de ropa y limpieza.
5. La composicion de la reivindicacion 4, en la que el producto de cuidado personal se selecciona del grupo que consiste en champus para el cabello, acondicionadores para el cabello, jabones de barra y jabones corporales.
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