制备包封的液体组合物的方法

技术领域

本发明涉及一种制备包封的液体组合物的方法，该方法包括以下步骤：制备液体组合物的冻结成形单元；以及形成壳以包封所述冻结成形单元。所述壳由例如藻酸盐凝胶形成。本发明的方法适于提供例如甚至针对具有低粘度的液体组合物的较大胶囊和/或成形胶囊。

背景技术

藻酸钙胶囊已被用于广泛的行业中，诸如化妆品和具有多种尺寸的食物。

例如，Brian G.Zukas等人在他们的标题为“Improved Water BarrierProperties of Calcium Alginate Capsules Modified by Silicone Oil”(Gels 2016,2(2),14；doi:10.3390/gels2020014)的文章中公开了具有约10mm直径的胶囊。

另一个示例可为US 4765984，其公开了藻酸盐/钙胶凝反应在形成单个单位剂量牙科产品中的用途。

再一个示例可来自标题为“Will this be the end of plastic bottles？Ediblewater'balloon'that looks like a breast implant will go on sale within a year”(公布：16:13BST，2017年4月11日|更新：16:23BST，2017年4月11日)的《每日邮报》网络杂志文章。该文章引入了使用藻酸钠和氯化钙产生的海藻球，其包含九盎司(250ml)的水。

然而，在此类胶囊中，仍然需要提供以下中的至少一个：

-提供甚至针对具有较低粘度的液体组合物的较大尺寸的包封的液体组合物；

-提供甚至针对具有较低粘度的液体组合物的呈除球形形状之外的其他形状的包封的液体组合物；

-提供具有多种美观性(例如：多色诸如相色、条纹色、大理石色和彩虹色)的包封的液体组合物；以及分散有色物体；

-提供包封的液体组合物，同时包含不混溶的、不相容的和/或反应性的材料；

-提供针对任何类型的液体组合物(包括无水液体组合物)的包封的液体组合物；以及

-提供包封的液体组合物，同时减少液体组合物与藻酸盐/钙阳离子源之间的潜在相互作用。

没有任何现有技术提供了本发明的全部优点和有益效果。

发明内容

本发明涉及一种制备包封的液体组合物的方法，该方法包括以下步骤：

制备液体组合物的冻结成形单元；以及

形成壳以包封所述冻结成形单元。

所述壳优选地由藻酸盐凝胶形成。在这种情况下，所述制备包封的液体组合物的方法优选地包括以下步骤：

(1)制备液体组合物的冻结成形单元，其中所述冻结成形单元还包含藻酸盐或二价和/或三价阳离子源；

(2)制备含水溶液，所述含水溶液包含所述冻结成形单元中不包含的藻酸盐或二价和/或三价阳离子源；

(3)将所述冻结成形单元浸泡到所述含水溶液中；

(4)由所述藻酸盐和所述二价和/或三价阳离子源来形成藻酸盐凝胶壳，以包封所述冻结成形单元。

本发明提供了以下有益效果中的至少一个：

-提供甚至针对具有较低粘度的液体组合物的较大尺寸的包封的液体组合物；

-提供甚至针对具有较低粘度的液体组合物的呈除球形形状之外的其他形状的包封的液体组合物；

-提供具有多种美观性(例如：多色诸如相色、条纹色、大理石色和彩虹色)的包封的液体组合物；以及分散有色物体；

-提供包封的液体组合物，同时包含不混溶的、不相容的和/或反应性的材料；

-提供针对任何类型的液体组合物(包括无水液体组合物)的包封的液体组合物，尤其是当将藻酸盐或二价和/或三价阳离子源涂覆在冻结成形单元上时；以及

-提供包封的液体组合物，同时减少液体组合物与藻酸盐/二价和/或三价阳离子源之间的潜在相互作用，尤其是当将藻酸盐或二价和/或三价阳离子源涂覆在冻结成形单元上时。

没有任何现有技术提供了本发明的全部优点和有益效果。通过阅读以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。

具体实施方式

虽然本说明书以特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作为结尾，但据信通过下列说明可更好地理解本发明。

本文中“包括/包含”是指可添加不影响最终结果的其它步骤和其它成分。该术语涵盖术语“由……组成”和“基本上由……组成”。

除非另外说明，否则所有百分比、份数和比率均基于本发明的组合物的总重量。所有涉及所列成分的这些重量均基于活性物质的含量，并且因此不包括可能包含在可商购获得的物质中的载体或副产物。

本文中，“混合物”是指包括物质的简单组合以及可由它们的组合产生的任何化合物。

除非另外指明，否则如本文所用，术语“分子量”或“M.Wt.”是指重均分子量。

制备本发明的包封的液体组合物的方法包括以下步骤：

制备液体组合物的冻结成形单元；以及

形成壳以包封所述冻结成形单元。

该包封的液体组合物包括成形壳和在所述壳内部的液体组合物。该壳的形状是根据所述冻结成形单元的形状而形成的。

壳可由任何材料制成，优选地由选自藻酸盐凝胶、角叉菜胶凝胶、壳聚糖凝胶、或它们的混合物的材料制成，更优选地由藻酸盐凝胶制成。这些凝胶通常通过聚合物诸如藻酸盐、角叉菜胶和壳聚糖与离子或离子源之间的离子交联反应而形成。

壳和包封物可通过任何方式而形成。对于藻酸盐凝胶壳和包封物，其制备方法在下文中详细说明。

“冻结成形单元”和“液体组合物”也在下文中详细说明。

制备包封的液体组合物的方法优选地包括以下步骤：

(1)制备液体组合物的冻结成形单元，其中所述冻结成形单元还包含藻酸盐或二价和/或三价阳离子源；

(2)制备含水溶液，所述含水溶液包含所述冻结成形单元中不包含的藻酸盐或二价和/或三价阳离子源；

(3)将所述冻结成形单元浸泡到所述含水溶液中；

(4)由所述藻酸盐和所述二价和/或三价阳离子源来形成藻酸盐凝胶壳，以包封所述冻结成形单元。

本发明的方法还可包括将第二组合物注射在所述壳内部的步骤。所述第二组合物优选地不同于所述壳内部的液体组合物，更优选地在视觉上有别于所述壳内部的液体组合物。该注射步骤可为优选的，尤其是当所述第二组合物：

-在常规条件下不冻结，例如包含较高量的醇(其冻结点低于水的冻结点)的液体组合物、包含较高量的油性化合物(其冻结点低于水的冻结点)的液体组合物、以及气态组合物诸如氧气和二氧化碳；

-包含任何温度敏感材料，诸如风味剂和/或香味料；以及

-与所述壳内部的液体组合物不混溶；

通过使包封的第三组合物包含在处于上述步骤(1)中的冻结成形单元中，本发明的方法还可用于制备“胶囊中的胶囊”。这种胶囊中的胶囊可能是优选的，尤其是对于：

-美观性改善，例如，使得较小的内有色胶囊分散在处于较大的外胶囊中的液体组合物中；和/或

-稳定性改善，例如，使得较小的内胶囊可包含与在处于较小的内胶囊外部但处于较大的外胶囊内部的液体组合物中的材料不混溶、不相容和/或反应的材料，包括但不限于气态材料。

-例如当使用洗发剂作为液体组合物并且使用调理剂作为第三组合物时，在递送液体组合物的有益效果之后，延迟第三组合物的有益效果以及/或者第三组合物和液体组合物的混合物的有益效果的递送。

第三组合物可与液体组合物相同或不同。

本发明使用藻酸盐与二价和/或三价阳离子源之间的交联反应来形成藻酸盐凝胶壳以包封冻结成形单元。

在本发明的方法中，藻酸盐或二价/三价阳离子源可以是：混合在所述液体组合物中的；或者涂覆在所述冻结成形单元上的。此类涂覆可通过例如喷涂或浸涂来提供。涂覆可比混合优选，尤其是当液体组合物为无水的时。对于减少液体组合物与藻酸盐/阳离子源之间的任何潜在相互作用，涂覆也可比混合优选。

在本发明中，优选的是冻结成形单元包含二价和/或三价阳离子源，并且含水溶液包含藻酸盐。

在本发明中，二价阳离子源包括例如Mn、Zn、Ni、Co、Fe、Mg、Ca、Sr、Ba、Cd、Cu、Pb二价阳离子源，并且三价阳离子源包括例如Fe、Cr、Al、Ga、Sc和La三价阳离子源。本发明可使用一种或多种二价阳离子源、三价阳离子源、以及它们的混合物。在它们之中，优选的是二价阳离子源。更优选地，二价阳离子选自Ca二价阳离子、Mg二价阳离子、以及它们的混合物，还更优选地Ca二价阳离子。

同样优选的是二价和/或三价阳离子源具有至少0.0013％的水中溶解度，更优选地1％的水中溶解度，并且还更优选地5％的水中溶解度。

水中溶解度为至少5％的Ca二价阳离子源包括例如氯化钙、乳酸钙、乳酸葡萄糖酸钙、硫酸钙、碳酸钙、磷酸二钙等，优选地氯化钙、乳酸钙、乳酸葡萄糖酸钙。

二价和/或三价阳离子源的量可根据其使用方式进行调节，例如，其是否与液体组合物混合，其是否涂覆在冻结成形单元上，和/或其是否包含在含水溶液中。例如，当其与液体组合物混合时，其以按液体组合物的重量计优选地约0.05％至约5％，更优选地约0.1％至约3％的含量包含在液体组合物中。

在本发明中，可用于本文的藻酸盐为例如藻酸钠和藻酸钾，优选地藻酸钠。藻酸盐源的量可根据其使用方式进行调节，例如，其是否与液体组合物混合，其是否涂覆在冻结成形单元上，和/或其是否包含在含水溶液中。当藻酸盐包含在含水溶液中时，藻酸盐可以按含水溶液的重量计至多约2％，优选地约0.1％至约1.5％，并且更优选地约0.3％至约1.0％的含量被包含。

壳具有如下壳破坏力：优选地约0.1牛顿至约100牛顿，更优选地约0.5牛顿至约50牛顿，还更优选地约1牛顿至约10牛顿。

该壳破坏力是在23±3℃(73±5.4℉)和40％RH下由具有压缩柱塞的电动压缩测试仪(例如MTS Synergy/Bionix 100或等同机器)测量的，所述压缩柱塞具有直径大于胶囊样品直径的柱形末端部分。

壳破坏力是由以下方法测量的：

将胶囊样品放置在测试容器中；使胶囊取向，以确保最大胶囊尺寸平放在容器底部表面上；

设定柱塞的高度，使得其稍微高于(小于1mm)胶囊静止；

选择20mm/min的压缩率(即，十字头或冲头速度)；以及

针对每个样品运行测试，并且将峰值力值记录为壳破坏力。

本文的冻结成形单元是指成形单元可完全冻结或部分冻结，只要其可保持其形状直至壳形成完成。

部分冻结是指外部为冻结的但内部为液体。例如，“80％冻结”意指成形单元从外部为冻结的，并且20％非冻结液体组合物存在于冻结成形单元的内部。当成形单元为部分冻结的时，优选的是使其冻结超过10％，更优选地超过30％，还更优选地超过50％，甚至更优选地超过70％，此外优选地超过80％。

本文中的“冻结”是指对于许多含水组合物而言，在0℃左右冻结，然而通常也是指冻结和/或在液体组合物熔点下的任何温度为固体。

冻结成形单元可通过任何方式制备，例如，将液体组合物倾倒至成形模具以使其在模具中冻结，和/或制备具有一定粘度的液体组合物的均匀铺展片，并且通过成形模具按压该片并使其冻结。

可用于本文的液体组合物可为无水液体组合物或含水液体组合物。该液体组合物具有约1cp至约1,000,000cp，更优选地约1cp至约500,000cp，还更优选地约1cp至约200,000cp的粘度。虽然本发明的方法可应用于具有任何粘度的液体组合物，但是该方法可优选地用于具有较低粘度的液体组合物。

该液体组合物可为任何物质，例如个人护理组合物，以及非个人护理组合物诸如织物护理组合物、家庭护理组合物、空气护理组合物和/或盘碟护理组合物。

可用于本文的液体组合物可为个人护理组合物，所述个人护理组合物选自毛发护理组合物、身体护理组合物、面部皮肤护理组合物、剃刮护理、口腔护理组合物、个人健康护理、以及它们的混合物，并且优选地为毛发护理组合物，诸如洗发剂、调理剂、处理、定型、生长和着色剂。

可用于本文的液体组合物优选地具有约3至9，更优选地约3.5至约7.5的pH。

可用于本文的含水溶液可具有例如约1cp至约600cp，并且优选地约10cp至约150cp的粘度。

该含水溶液还可包含粘度调节剂、用于调节藻酸盐与二价和/或三价阳离子源之间的交联反应的消耗的试剂。

为了加速阳离子与藻酸盐之间的交联反应(藻酸盐凝胶壳形成)，同时保持冻结形状直至藻酸盐凝胶壳形成完成，在浸泡之前和期间，该含水溶液具有优选地至多约50℃，更优选地至多约40℃，还更优选地至多约35℃，甚至更优选地至多约30℃，并且优选地约5℃，更优选地约10℃，还更优选地约15℃，甚至更优选地约20℃的温度。

浸泡可优选地持续约1秒至24小时，更优选地约1秒至1小时，还更优选地约10秒至30分钟，此外优选地约10秒至10分钟，甚至更优选地约20秒至10分钟。

在浸泡期间，通过例如使用冻结成形单元之间的间隔来更好地避免此类冻结成形单元接触其他冻结成形单元。

冻结成形单元和包封的液体组合物可具有如下直径：至少约100纳米的直径并且没有上限，优选地约0.5微米至约150mm，更优选地约5mm至约150mm，还更优选地约5mm至约100mm，此外优选地约5mm至约60mm。虽然本发明的方法可应用于制备任何尺寸的胶囊，但是该方法可优选地用于制备较大尺寸的胶囊，诸如具有如下直径的那些：至少约10mm，更优选地至少约15mm，还更优选地至少约20mm，甚至更优选地至少约30mm。

冻结成形单元和包封的液体组合物可具有任何形状，并且可具有除球形形状之外的形状。虽然本发明的方法可应用于制备任何形状的胶囊，但该方法可优选地用于制备具有除球形形状之外的其他形状的胶囊。此类除球形形状之外的其他形状包括例如星形、心形、花形、三角形、正方形、立方形、棱锥形、菱形、矩形、圆环形和椭圆形。

冻结成形单元和包封的液体组合物可包含一种液体组合物或者两种或更多种液体组合物。当包含两种或更多种液体组合物时，尤其是当此类两种或更多种液体组合物具有不同颜色时，可能优选的是此类两种或更多种液体组合物具有一定的粘度以不在胶囊中混合。

壳内部的液体组合物可具有多种美观性，例如：均匀单色；多色，诸如相色、条纹色、大理石色和彩虹色，其中此类多色可由两种或更多种具有不同颜色的液体组合物或者一种具有不同颜色的液体组合物制成；分散有色物体诸如花瓣以及具有多种尺寸、形状和颜色的较小内胶囊；根据环境因素(诸如温度、pH、压力、水分和湿度)改变颜色。虽然本发明的方法可应用于制备具有任何上述美观性的胶囊，但是该方法可优选地用于制备具有以下美观性的胶囊：多色，诸如相色、条纹色、大理石色和彩虹色；通过使不相容的材料包含在包封的液体组合物内部，分散有色物体诸如花瓣以用于美观性的包封的液体组合物获得稳定性。

壳也可具有多种美观性，例如：包含或不包含染料和/或云母的均匀单色；多色，诸如相色、条纹色、大理石色和彩虹色；根据环境因素(诸如温度、pH、压力、水分和湿度)改变颜色。

包封的液体组合物可包含在容器中以用于向消费者销售。液体组合物的一个胶囊可包含在一个容器中，这主要针对单剂量的组合物。另选地，两个或更多个胶囊可包含在一个容器中。此类一个或多个胶囊可包含在具有或不具有液体载体以使一个或多个胶囊悬浮的容器中。此类液体载体可为任何物质，只要此类液体载体与壳具有相容性，例如不溶解或破坏壳即可。此类液体载体包括例如：水和其他含水载体诸如乙醇、无水液体载体诸如油；以及与胶囊内部的液体组合物相同或不同的液体组合物；优选地，具有防腐剂的那些。

以下实施例进一步描述并展示了本发明范围内的实施方案。这些实施例仅为了例证目的而给出并且不可被理解为是对本发明的限制，因为在不脱离本发明的实质和范围的情况下可能有许多变型。此处适用的成分均以化学名或CTFA名来识别，除非下文另外限定。

水、月桂醇聚醚硫酸钠、月桂基硫酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、氯化钠、柠檬酸、柠檬酸钠、二甲苯磺酸钠、芳香剂、椰油酰胺MEA、苯甲酸钠、PEG-60杏仁甘油酯、乙二胺二琥珀酸三钠、EDTA四钠、瓜尔羟丙基三甲基氯化铵、泛醇、泛基乙基醚、甲基氯异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮。

水、硬脂醇、山嵛基三甲基铵甲基硫酸盐、双氨基丙基聚二甲基硅氧烷、鲸蜡醇、芳香剂、苄醇、双鲸蜡基二甲基氯化铵、异丙醇、EDTA二钠、丙二醇、柠檬酸、组氨酸、丁二醇、芦荟叶汁、刺阿干树仁油、变性的醇、甲基氯异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉、边花昆布提取物。

水、氨基封端的聚二甲基硅氧烷、硬脂醇、鲸蜡醇、硬脂酰胺基丙基二甲胺、芳香剂、L-谷氨酸、乙二胺四乙酸、苄醇、泛醇醚、泛醇DL 56溶液、甲基氯异噻唑啉酮/甲基异噻唑啉酮氯化钠、刺红花(红花)籽油、可可椰子(椰子)油、三甲基甲硅烷氧基硅酸酯-MQ树脂、库拉索芦荟叶汁、无水柠檬酸

将2重量％的氯化钙粉末加入液体组合物实施例1、2或3中任一个的毛发护理组合物中，并且搅拌以充分混合。单独地，制备0.5％浓度的藻酸钠水浴。将7ml的氯化钙和毛发护理组合物的混合物填充到成形模具中并完全冻结。然后将冻结成形单元从模具中取出，并且在室温下浸泡在藻酸钠水浴中4分钟，以允许形成包围成形单元的藻酸盐凝胶壳。然后将成形的包封的毛发护理组合物在水浴中漂洗。成形的包封的毛发护理组合物具有成形的藻酸盐凝胶壳，并且在壳内部包含液体毛发护理组合物。

将7ml的液体组合物实施例1、2或3中任一个的毛发护理组合物填充在成形模具中并完全冻结。单独地，制备0.5％浓度的藻酸钠水浴。制备去离子水中2重量％的氯化钙，并且填充到雾化喷雾装置中。将冻结成形单元从模具中取出，并将氯化钙溶液喷涂在冻结成形单元上，以用非常薄的氯化钙溶液膜涂覆冻结成形单元。然后在室温下将经涂覆的冻结成形单元浸泡在藻酸钠水浴中4分钟，以允许形成包围成形单元的藻酸盐凝胶壳。然后将成形的包封的毛发护理组合物在水浴中漂洗。成形的包封的毛发护理组合物具有成形的藻酸盐凝胶壳，并且在壳内部包含液体毛发护理组合物。

将7ml的液体组合物实施例1、2或3中任一个的毛发护理组合物填充在成形模具中并完全冻结。单独地，制备0.5％浓度的藻酸钠水浴。也制备2重量％的氯化钙溶液。将冻结成形单元从模具中取出，然后浸渍到氯化钙溶液中3秒。然后将在室温下涂覆有氯化钙的冻结成形单元浸泡在藻酸钠水浴中4分钟，以允许形成包围成形单元的藻酸盐凝胶壳。然后将成形的包封的毛发护理组合物在水浴中漂洗。成形的包封的毛发护理组合物具有成形的藻酸盐凝胶壳，并且在壳内部包含液体毛发护理组合物。

将2重量％的氯化钙粉末加入液体组合物实施例1、2或3中任一个的毛发护理组合物中，并且搅拌以充分混合，以制备第一毛发护理组合物。将0.5ml的第一毛发护理组合物填充到椭圆形模具中并完全冻结。单独地，制备0.5％浓度的藻酸钠水浴。然后将冻结成形单元从模具中取出，并且在室温下浸泡在藻酸钠水浴中1-3分钟，以形成允许形成藻酸盐凝胶壳。然后将包封的毛发护理组合物在水浴中漂洗，该组合物具有椭圆形藻酸盐凝胶壳并且在内部包含第一液体毛发护理组合物。

将1.5重量％的氯化钙粉末和有色染料加入液体组合物实施例1、2或3中任一个的毛发护理组合物中，并且搅拌以充分混合，以制备第二毛发护理组合物。将5ml的第二毛发护理组合物填充到圆环形模具中并完全冻结，该圆环形模具含有一个或多个上述制备的内胶囊。然后将冻结成形单元从模具中取出，并且在室温下浸泡在藻酸钠水浴中5分钟，以允许形成藻酸盐凝胶壳。然后将多重包封的毛发护理组合物在水浴中漂洗，该组合物具有圆环形外藻酸盐凝胶壳胶囊并且在圆环形壳内部包含第二液体毛发组合物和椭圆形内胶囊。

将2重量％的氯化钙粉末加入液体组合物实施例2的毛发护理组合物中，并且搅拌以充分混合。还将蓝色染料和甘油加入上述组合物中并充分混合，以制备具有较高密度的第一毛发护理组合物。将3ml的第一毛发护理组合物(具有蓝色和较高密度)填充到成形模具中并冻结。单独地，将2重量％的氯化钙粉末加入液体组合物实施例2的毛发护理组合物中，并且搅拌以充分混合，以制备具有白色不透明颜色和较低密度的第二毛发护理组合物。将2ml的第二毛发护理组合物(具有白色不透明颜色和较轻密度)添加在冻结成形的第一毛发护理组合物的顶部上，并且放置在冻结机中直至完全冻结以制备冻结成形单元。单独地，制备0.5％浓度的藻酸钠水浴。然后将冻结成形单元从模具中取出，并且在室温下浸泡在藻酸钠水浴中5分钟，以允许形成包围成形单元的藻酸盐凝胶壳。然后将成形的包封的毛发护理组合物在水浴中漂洗。该成形的包封的毛发护理组合物具有成形的藻酸盐凝胶壳，并且在壳内部包含第一液体毛发护理组合物和第二液体毛发护理组合物，并且所述第一液体毛发护理组合物和所述第二液体毛发护理组合物形成蓝色不透明条纹和白色不透明条纹。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或以其他方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其他变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。