负载有着色剂的球形颗粒制造技术

本发明专利技术涉及包含着色剂的球形致密微米尺寸颗粒。本发明专利技术还涉及包含这些颗粒的用于造纸，涂料，农产食品，化妆品或药物用途的材料。它还涉及制备这些颗粒及将其掺入基体中的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负载有着色剂的球形颗粒本专利技术涉及包含着色剂的球形致密微米尺寸颗粒。本专利技术还涉及包含这些颗粒的用于在造纸，涂料，农产食品，化妆品或药物中用途的材料。它还涉及制备这些颗粒和将其掺入基体中的方法。本专利技术的
技术介绍
在用于造纸，涂料，农产食品，化妆品或药物的油墨或更普遍的着色领域中，通常使用有机或无机着色剂，其是有机化合物或其盐或颜料。将着色剂，特别是有机化合物包封在颗粒中赋予了各种优点，例如无论pH为如何，保持着色剂的稳定性，避免由于溶剂或制剂的第三种成分对着色剂的化学降解，使用通常不溶于水的着色剂的能力，或者防止其不受控制地迁移或分散到材料(其被掺入到该材料中)中或者纸载体中(在油墨的情况下)。文献中描述了几种现有的封装方法：如在Vincent等人的专利US6,841,591中，在油墨和涂料领域中，可以提到封装在0.05-0.3微米的亚微米尺寸的有机聚合物胶囊中。然而，来自聚合的单体残留物或合成溶剂可仍然存在并且对于应用，特别是对于农产食品或化妆品具有不利影响。除此之外，耐降解性和由这些聚合物胶囊保留着色剂的能力不一定是最佳的。如Mitsuguchi等人的专利US5,520,917或Ren等人的工作(Ren,Tie-Zhen,Yuan,Zhong-Yong,andSu,Bao-Lian.Encapsulationofdirectbluedyeintomesoporoussilica-basedmaterials.ColloidsandSurfacesA:PhysicochemicalandEngineeringAspects,2007,vol.300,no1,p.79-87)，也描述了着色剂通过浸渍/吸附在多孔二氧化硅微颗粒的表面(具有或不具有偶联剂)上，但着色剂在孔隙中的浓度是有限的，随着时间的推移可能出现盐析。最后，如Lapidot等人的专利US7,923,030中所述，可以提到通过溶胶-凝胶乳液在一个步骤中将着色剂包封在1-2微米的胶囊中，但该方法需要大量的有机溶剂，例如线性烷烃，环己烷或煤油，其可使着色剂变性并且使该方法难以工业化和/或难以用于农产食品，化妆品和药物领域中。由于使用的方法，在获得的胶囊中存在的着色剂的量很小。Lischewski等人的专利申请US2013/091637描述了在一个步骤中使用BuchiB290设备通过喷射或通过喷雾干燥以球体形式将水溶性着色剂包封在二氧化硅“颜料”中的方法(其中颜料盐析小于0.5％)。前体溶液基于TEOS(四乙氧基硅烷)，其在水-醇介质中水解，优选用乙酸催化并且着色剂浓度为0.03-0.15g着色剂/gTEOS，即在最后的颗粒中9％至34％质量的着色剂。该专利技术的领域主要涵盖农产食品，药物和化妆品。在Alberius等人的专利US8,168,095中，还描述了一种在一个步骤中通过喷雾以球体形式而将着色剂包封在二氧化硅胶囊中的方法，其中胶囊盐析的着色剂为0.5％至5％之间。前体溶液基于TEOS(四乙氧基硅烷)，在水-醇介质中水解，优选用盐酸在1.5-2.5的pH下催化，在最终颗粒中着色剂的质量浓度为0-25重量％着色剂。该专利技术的领域主要包括洗涤剂和化妆品。通常，在材料领域中，通常使用颗粒来赋予材料所需的性质，因为存在非常大范围的颗粒，并且它们允许获得同样大范围的性质。通过纳米颗粒和/或微米颗粒赋予材料的性质通常与颗粒本身的性质(如它们的形态，结构和/或化学性质)有关；赋予材料的性质也可以源自掺入颗粒中的试剂。球状形态的颗粒在各种领域中特别有用。特别是从文献中已知，球状形态的颗粒在比色法中特别有用，因为颗粒越是球形，颜色越强。对于油墨来说，微球的尺寸范围也很重要。因此，0.5-10微米的球形微米尺寸颗粒的悬浮似乎对油墨是特别有用的，因为颗粒的直径越小，颗粒越扩散并且将容易分散。然而，现有技术中称为“球状”的大多数颗粒是非球形颗粒的聚集体(聚集体本身具有接近球形的形状)或者它们具有令人不满意的球形度。已经开发了各种方法来优化所合成颗粒的球形度。这些方法中的大多数针对单一类型的颗粒(例如化学类型(例如二氧化硅颗粒)或形态学(例如多孔颗粒))进行了优化。应该注意的是，二氧化硅颗粒由于其它功能是已知的，特别是作为在油墨，化妆品或农产食品配方中的研磨剂或流变剂。因此，提出包含着色剂的高球形度系数的颗粒是有益的，以便向颗粒和含有它们的基体赋予染色性质。颗粒在基体中的分散也是已知用于向所述基体赋予性质的技术。例如，颜料可以被分散在基体中以赋予它们颜色性质。需要优化颗粒的物种，它们的表面性能和任选的它们的包覆层以获得在基体中令人满意的分散。颗粒在基体中的分散性的优化将同时取决于颗粒的物种和基体的物种。重要的是应该能够使颗粒均匀地分散在基体中，以便可以使所寻求的性质均匀地分布在基体的整个体积内。当颗粒在基体中聚集时，所寻求的性质不能均匀地赋予给基体，并且所得结果不令人满意。在使用具有很强理论着色/不透明能力的亚微米颜料颗粒的特定情况下，它们的聚集导致仅位于聚集体表面的颗粒与光相互作用。由此，从所寻求的着色特性的观点来看，位于聚集体积内的所有颗粒变得无效。因此，提供一种允许获得可以令人满意地被分散在任何基体中的颗粒并由此以均匀和完全有效的方式为基体提供着色性的新工艺将是非常有用的。在这种情况下，申请人开发了一种简单的方法，该方法允许制备含有着色剂的不同化学物种的完美球形的微米尺寸的有色颗粒。令人惊讶的是，通过这种方法获得的颗粒保持个体化状态，不论其化学物种如何，并且当在干燥状态下或当分散在基体中时不形成聚集体。根据本专利技术的方法使得可以具有比传统方法(尤其在后处理中通过浸渍多孔颗粒的方法)更高的着色剂负载量。根据本专利技术的方法允许获得负载有着色剂的微米尺寸的球形颗粒，其中颗粒的形成和着色剂是掺入是同时进行的。专利技术概述本专利技术的第一个目的是颗粒组，其特征在于颗粒是球形的，致密的和微米尺寸的，并且它们包含有机着色剂。有利的是，在根据本专利技术的颗粒中的着色剂的量可以是高的。更特定地，着色剂的量可以相对于颗粒的质量以质量计在5至35％，优选5至30％，更特别10至30％的范围内变化。本专利技术的另一个目的是包含根据本专利技术的颗粒组和基体的材料。本专利技术还涉及用于制备根据本专利技术的颗粒组的方法。本专利技术还涉及用于制备根据本专利技术的材料的方法，其包括使基体与根据本专利技术的颗粒组接触。附图简述图1：负载有实施例2的着色剂的二氧化硅颗粒的MEB图像-尺度5μm-平均直径1.0μm±0.5μm，圆形度系数为0.95±0.15；图2：适合于实施根据本专利技术的方法的反应器的示意图。本专利技术的详细描述本专利技术的第一个目的是颗粒组，其特征在于颗粒是球形的，致密的和微米尺寸的，并且它们具有掺入的着色剂。根据本专利技术的颗粒是球形的，也就是说它们具有大于或等于0.75的3D球形度系数或2D圆形度系数。球形度系数优选高于或等于0.8，高于或等于0.85，高于或等于0.9，或高于或等于0.95。2D圆形系数可以例如通过使用任何合适的软件由颗粒的图像(例如通过显微镜，尤其是扫描电子或透射电子显微镜获得的图像)测量的纵横比来计算。2D视图中颗粒的圆形度系数C是以下比率：C=4π*面积/周长²。对于一个完美的圆，这个比率的值为1.(Ca本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无机颗粒组，其特征在于所述颗粒是球形的，致密的和微米尺寸的，并且所述无机颗粒包含相对于颗粒质量5‑30质量％的量的有机着色剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.12 FR 15608401.无机颗粒组，其特征在于所述颗粒是球形的，致密的和微米尺寸的，并且所述无机颗粒包含相对于颗粒质量5-30质量％的量的有机着色剂。2.根据权利要求1所述的颗粒组，其中所述颗粒具有大于或等于0.75的球形度系数。3.根据权利要求1和2中任一项所述的颗粒组，其中所述颗粒具有0.3-10微米的直径。4.根据权利要求1至3中任一项所述的颗粒组，其中所述颗粒具有三维网络，所述三维网络至少部分由无机组分，优选金属氧化物，有利地为氧化铝，特别是无定形或结晶氧化铝，勃姆石，硅酸盐，二氧化硅，特别是无定形二氧化硅，或莫来石组成。5.根据权利要求1至4中任一项所述的颗粒组，其中所述颗粒是二氧化硅或硅酸钠颗粒。6.根据权利要求1至5中任一项所述的颗粒组，其中所述颗粒包含一种或多种有机着色剂。7.材料，其包含根据权利要求1-5中任一项所述的颗粒组和基体。8.根据前一项权利要求所述的材料，其中所述基体是涂料类型的聚合物基体，溶胶-凝胶层或清漆或它们混合物的一种。9.根据权利要求7和8中任一项所述的材料，所述材料旨在用于造纸，涂料，农产食品，化妆品或药物的用途。10.根据权利要求7至9中任一项所述的材料，其中所述材料是油墨制剂。11.在同一反应器中制备颗粒组的方法，其包含以...

【专利技术属性】
技术研发人员：L马尔尚，ML德塞，
申请(专利权)人：派洛特公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR