專利名稱：改進的條狀洗滌劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于身體或織物洗滌或硬表面清洗的條狀皂/洗滌劑的增效組合物。本發(fā)明特別涉及具有改進的保水能力卻不影響感觀和物理性能的條狀洗滌劑組合物。
常規(guī)的用于身體洗滌的基于皂類的條狀洗滌劑含有約70重量％以上的TFM，其余的是水(約10-20％)和其它的組分，如著色劑、香料、防腐劑等等。在這種組合物中也存在少量結(jié)構(gòu)劑和填料，它們代替了條中的一些皂，同時保持了條所要求的硬度。幾種已知的填料包括淀粉、高嶺土和滑石。
包含低于35％水分的非研磨硬皂也是可以得到的。這種皂條的TFM約為30-65％。通過使用不溶的顆粒材料和/或可溶的硅酸鹽可以降低TFM。
研磨皂條的水含量一般約為8-15％，而非研磨硬皂條的水含量一般約為20-35％。
織物洗滌組合物含有表面活性劑體系作為必要組分，其作用是幫助除去織物及其洗滌液懸浮物中的污垢。條狀洗滌劑要求具有可接受的物理強度，以至于它們在處理、運輸和使用中能保持它們的結(jié)構(gòu)完整性。條的硬度在其制造和制造以后都是特別重要的性能。條狀洗滌劑中的水含量一般保持在約6％左右。在NSD條中使用的粘合劑和填料一般是礦石，通常由于開采的不同，其在質(zhì)量上顯示寬范圍的可變性。增加和保持條中的水含量特別有利于生產(chǎn)較大尺寸的條，其增強對消費者的影響力。商業(yè)上可以得到的條狀洗滌劑含洗滌活性組分和洗滌助洗劑，填料、結(jié)構(gòu)劑、硬化劑以及任選組分，例如研磨劑、香料、著色劑和漂白劑。
市售的硬表面清洗組合物一般包括一種或多種表面活性劑和分散在其中的大量研磨劑。這些組分和電介質(zhì)的組合物一般用于形成本領(lǐng)域內(nèi)熟知的懸浮體系。
無機顆粒構(gòu)成用于個人洗滌、織物和特別是許多硬表面清洗組合物的洗滌劑配方中的必要組分。通常使用的無機顆粒是方解石、白云石、長石、硅石、硅酸鹽、其它碳酸鹽，重碳酸鹽、硼酸鹽、硫酸鹽已知堿土金屬的羥基碳酸鹽和一種或多種堿土金屬和鋁的層狀雙氫氧化物也是以其礦物形式存在的，但是通常不用于肥皂和洗滌劑中。堿土金屬的羥基碳酸鹽用作流動性助劑、陶瓷前體、耐火材料，且一種或多種堿土金屬和鋁的層狀雙氫氧化物用作催化劑前體、吸附劑、抗酸劑。
EP557089(Unilever，1993)，WO9616634(Unilever，1996)公開了層狀雙氫氧化物在陶瓷組合物中的應(yīng)用，其用于增強有益試劑的釋放。
WO 96/25913公開了使用單相羥基碳酸鋅作為身體護理產(chǎn)品中的抗菌劑，特別是含有皂或合成洗滌劑的產(chǎn)品。這只限于制造鋅離子，已知其能提供抗菌性而不影響產(chǎn)品本身。
WO94/03574和WO95/21234涉及使用雙層氫氧化物材料如機器洗碟組合物中的水滑石。WO 89/08693描述了使用結(jié)晶混合金屬氫氧化物作為增稠劑或粘度改性劑。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在洗滌劑配方中使用這種層狀無機材料可以改進條中的保水能力而不影響其它物理和感觀性能。也可以與條中的其它液體有益試劑相結(jié)合。
依據(jù)本發(fā)明提供一種改進的條狀洗滌劑組合物，其包括-10-80％洗滌活性劑-1-30％具有下列通式的層狀無機材料(M2+)1(N3+)a(OH-1)b(A-c)d·eH2O其中M2+＝一種或多種正二價金屬離子；N3+＝正三價金屬離子且′a′的范圍是0-1；OH-1＝羥基，且′b′的范圍是0.1-4；A-c＝′c′指內(nèi)層陰離子′A′的化合價且′d′的范圍是0-1；H2O＝結(jié)晶水，其中′e′的范圍是0-10；其中保持電荷中性(即2+3a-(b+cd)＝0)；-12-52％的水或其它液體有益試劑；和任選其它常規(guī)組分。
特別優(yōu)選的正二價的金屬離子可以是鎂、鈣和/或鋅，且正三價金屬離子是鋁。陰離子可以是負一價如氯化物或硝酸鹽，或負二價如碳酸鹽或硫酸鹽或四硼酸鹽，或負三價如磷酸鹽或硼酸鹽。
依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，提供一種改進的條狀洗滌劑組合物，其包括-10-80％洗滌劑活性物質(zhì)；-1-30％具有下列通式的無機材料(M2+)1(OH-1)b(A-c)d·eH2O其中M2+＝正二價金屬離子是鎂；OH-1＝羥基，且′b′是0.2-0.8；A-c＝陰離子是碳酸鹽且′d′是0.6-0.9；H2O＝結(jié)晶水，其中′e′是1-5；其中保持電荷中性(即2-(b+cd)＝0)；-12-52％的水或其它液體有益試劑；和任選其它常規(guī)組分。
依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制備改進的條狀洗滌劑組合物的方法，該組合物包括10-80％洗滌活性劑，其中1-30％是具有下列通式的層狀無機材料(M2+)1(N3+)a(OH-1)b(A-c)d·eH2O其中M2+＝一種或多種正二價金屬離子；N3+＝正三價金屬離子且′a′的范圍是0-1；OH-1＝羥基，且′b′的范圍是0.1-4；A-c＝′c′指內(nèi)層陰離子′A′的化合價且′d′的范圍是0-1；H2O＝結(jié)晶水，其中′e′的范圍是0-10；其中保持電荷中性(即2+3a-(b+cd)＝0)；-12-52％的水或其它液體有益試劑；-和任選其它常規(guī)組分；其中在20-80℃的溫度范圍內(nèi)，在水的存在下，通過將混合的金屬氧化物前體與肥皂物質(zhì)混合就地產(chǎn)生所述層狀無機材料。
在450-550℃的溫度范圍內(nèi)，通過煅燒相應(yīng)的層狀雙氫氧化物可以得到混合的金屬氧化物前體。
本發(fā)明的必要特征是在肥皂和洗滌劑中加入某種層狀無機堿性鹽如羥基碳酸鹽和層狀雙氫氧化物，這種物質(zhì)有助于改進水結(jié)構(gòu)且因此在儲存和使用過程中保存條中的結(jié)構(gòu)水。
已知許多具有各種金屬陽離子的天然和合成的層狀雙氫氧化物，其中二價陽離子是鎂、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅或鈣，且三價陽離子是鋁、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和鑭。特別優(yōu)選地是，正二價金屬離子可以是鎂、鈣和/或鋅，正三價金屬離子是鋁，且陰離子可以是負一價如氯化物或硝酸鹽，或負二價如碳酸鹽或硫酸鹽或四硼酸鹽，或負三價如磷酸鹽或硼酸鹽。
在組合物中所用的層狀無機材料可以從商業(yè)上獲得或單獨制備。層狀雙氫氧化物可以在肥皂的噴霧干燥之前加入到牛油皂中或者加入到干燥的肥皂條中。兩者中擇一地，層狀雙氫氧化物也可以由其相應(yīng)的混合金屬氧化物前體就地產(chǎn)生。在450-550℃的溫度范圍內(nèi)，通過煅燒相應(yīng)的層狀雙氫氧化物可以得到混合的金屬氧化物前體?；旌系慕饘傺趸锴绑w可以在肥皂的噴霧干燥之前加入到牛油皂中或者加入到變形的干燥肥皂條中以得到層狀雙氫氧化物。某些層狀無機材料也可以由自然界獲得，如礦石。
一般在80-90℃的高溫下，通過將適宜化學計量的金屬鹽/金屬鹽共混物的水溶液與含水碳酸鈉溶液結(jié)合可以制備層狀無機材料，即羥基碳酸鹽或?qū)訝铍p氫氧化物。過濾和用大量水徹底洗滌含有層狀無機材料的沉淀物以除去所有可溶電解質(zhì)。在130℃下，在烘箱中整夜干燥所得的濕濾餅。適用于洗滌劑組合物的這種材料一般是白色粉末，且具有平均顆粒尺寸的范圍是5-12微米。在顆粒尺寸較大的情況下，材料要經(jīng)過研磨以達到所需的顆粒尺寸。
層狀材料的實施例是水菱鎂礦、含有碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、四硼酸鹽作為其內(nèi)層陰離子的水滑石。
洗滌活性劑可以是皂或非皂表面活性劑。在某些具體實施方案中，組合物是起泡的條；其可以優(yōu)選含有某些皂，優(yōu)選其含量為條重量的至少5％。在其它具體實施方案中，優(yōu)選含有至少2％，優(yōu)選至少5重量％的合成或非皂陰離子表面活性劑。
術(shù)語肥皂表示羧基脂肪酸鹽。肥皂可以由通常用于肥皂制造中的任何甘油三酯衍生而來，因此，肥皂中的羧酸鹽陰離子可以含有8-22個碳原子。
使用含有鈉、鉀、鋁或其混合物的適當堿性物質(zhì)，通過皂化脂肪和/或脂肪酸可以得到肥皂。皂化作用也可以通過使一種或多種洗滌活性劑的前體與含有諸如鋁酸鈉的堿性物質(zhì)的反應(yīng)來進行，鋁酸鹽具有的固體含量為20-55％，其中Al2O3與Na2O的重量比為0.5-1.55，可以存在或不存在一種或多種當量小于150的羧酸。羧酸可以選自非脂肪酸的脂肪族一元羧酸和其聚合物，更優(yōu)選它們是C1-C5的羧酸和其聚合物。其它適宜的羧酸是脂肪族或芳香族的二、三或多元羧酸，以及羥基和氨基羧酸。
通常用于肥皂制造中的脂肪或油可以是如動物脂、動物硬脂、棕櫚油、棕櫚硬脂、大豆油、魚油、蓖麻油、米糠油、葵花籽油、椰子油、巴西棕櫚仁油、棕櫚籽油及其它。在上述方法中，脂肪酸來自椰子、米棒、花生、動物脂、棕櫚、棕櫚籽、棉花籽、大豆、蓖麻等的油/脂肪。脂肪酸肥皂也可以由人工合成(如通過石油氧化或用費一托(Fischer-Tropsch)方法對一氧化碳進行氫化)?？梢允褂脴渲?，如存在于妥爾油中的那些樹脂酸。也可以使用環(huán)烷酸。
動物脂肪酸可以來源于各種動物源，一般含有約1-8％的肉豆蔻酸、約21-32％的棕櫚酸、約14-31％的硬脂酸、約0-4％的棕櫚油酸，約36-50％的油酸和約0-5％的亞油酸。一般分布為2.5％的肉豆蔻酸、29％的棕櫚酸、23％的硬脂酸、2％的棕櫚油酸，41.5％的油酸和3％的亞油酸。也可包括其它具有類似分布的混合物，如來源于棕櫚油的、衍生于各種動物脂和豬油的混合物。
椰子油指具有碳鏈長度分布約為8％C8，7％C10，48％C12，17％C14，8％C16，2％C18，7％油酸和2％亞油酸的脂肪酸混合物(所列前6種脂肪酸為飽和的)。術(shù)語椰子油中也包括其它具有類似碳鏈長度分布的來源，如棕櫚籽油或巴西棕櫚仁籽油。
非皂表面活性劑可以是陰離子、非離子、陽離子、兩性或兩性離子，或其混合物。
適當?shù)年庪x子洗滌活性化合物為水溶性有機硫酸鹽的反應(yīng)產(chǎn)物，在其分子結(jié)構(gòu)中包括含8-22個碳原子的烷基和選自磺酸或硫酸酯基及其混合物的基團。
適當?shù)年庪x子洗滌劑的實施例是醇硫酸鈉和鉀，特別是那些對由動物脂或椰子油的甘油酯還原生成的高級醇進行硫酸化所得的醇硫酸鹽；烷基苯磺酸鈉和鉀，如那些其中的烷基包含9-15個碳原子的烷基苯磺酸鹽；烷基甘油基醚硫酸鈉，尤其是來自動物脂和椰子油的高級醇的醚；椰子油脂肪酸單甘油酯硫酸鈉；來自1摩爾高級脂肪醇與1-6摩爾環(huán)氧乙烷反應(yīng)產(chǎn)物的硫酸酯的鈉和鉀鹽；烷基酚環(huán)氧乙烷醚硫酸鈉和鉀鹽，其中含有1-8個單元的環(huán)氧乙烷分子且烷基含有4-14個碳原子；以及由羥乙磺酸酯化的脂肪酸再用氫氧化鈉對其進行中和的反應(yīng)產(chǎn)物，其中例如脂肪酸來源于椰子油及其混合物。
優(yōu)選的水溶性合成陰離子洗滌活性化合物是高級烷基苯磺酸的堿金屬鹽(如鈉和鉀)和堿土金屬鹽(如鈣和鎂)及其與烯烴磺酸鹽和高級烷基硫酸鹽，以及高級脂肪酸單甘油酯硫酸鹽的混合物。最優(yōu)選的陰離子洗滌活性化合物是高級烷基芳烴磺酸鹽，如在直鏈或支鏈的烷基中含有6-20個碳原子的高級烷基苯磺酸鹽，其中特定的實施例包括高級烷基苯磺酸或高級烷基甲苯、二甲苯或苯酚磺酸的鈉鹽、烷基萘磺酸鈉鹽、二戊基萘磺酸銨和二壬基萘磺酸鈉。
適合的非離子洗滌活性化合物可以被廣泛地描述為通過本身親水性的氧化烯基團和本身可以是脂肪族或烷基芳香族的有機疏水性化合物的縮合得到的化合物。與任何特定疏水基團縮合的親水基團或聚氧化烯基團的長度可以方便地調(diào)節(jié)以得到水溶性化合物，其在親水性和疏水性之間具有所需的平衡程度。
特定的例子包括直鏈或支鏈構(gòu)型的、含有8-22個碳原子的脂肪族醇和環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物，如每摩爾椰油醇含有2-15摩爾環(huán)氧乙烷的椰油環(huán)氧乙烷縮合物；烷基苯酚縮合物，其烷基含有6-12個碳原子，每摩爾烷基苯酚含有5-25摩爾環(huán)氧乙烷；乙二胺和環(huán)氧丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物與環(huán)氧乙烷的縮合物，縮合物含有40-80重量％的聚氧乙烯基，且分子量為5,000-11,000；結(jié)構(gòu)為R3NO的叔胺氧化物，其中一個基團R是8-18個碳原子的烷基，其它分別是甲基、乙基或羥乙基，例如二甲基十二烷基胺氧化物；結(jié)構(gòu)為R3PO的叔膦氧化物，其中一個基團R是10-18個碳原子的烷基，其它分別是1-3個碳原子的烷基或羥烷基，如二甲基十二烷基氧化膦；以及結(jié)構(gòu)為R2SO的二烷基亞砜，其中基團R是10-18個碳原子的烷基，其它是甲基或乙基，例如甲基十四烷基亞砜；脂肪酸烷基醇酰胺；脂肪酸烷基醇酰胺和烷基硫醇的氧化烯縮合物。
依據(jù)本發(fā)明的組合物中也可能包括兩性、陽離子或兩性離子洗滌活性劑。
采用常規(guī)方法，如框架冷卻法或擠出(模壓)法來制備這種條。一般地，在擠出法中，在如上所述的或者在非皂洗滌活性劑/少量選擇性添加劑存在下用堿來中和脂肪酸，且干燥至所要求的濕度。如果在混合器中沒有事先添加其余的微量添加劑/非皂洗滌劑，干燥后的肥皂再與其余的微量添加劑/非皂洗滌劑混合，在三輥磨中進行機械加工并在真空下模壓成塊狀物。之后將塊狀物沖壓成條狀。
其它任選組分，例如填料、著色劑、香料、遮光劑、防腐劑、一種或多種水溶性/水不溶性顆粒材料如滑石、礬土、硼砂、高嶺土、多糖，液體有益試劑如防曬劑、保濕劑、潤膚劑、防衰老化合物、頭發(fā)調(diào)理劑和其它常規(guī)組分可以加入到組合物中。
本發(fā)明的肥皂/條狀洗滌劑表現(xiàn)出極好的視覺效果、手感、硬度、洗凈度和起泡性能。
這里提供了一些只起說明性作用的非限制性實施例，其表明依據(jù)本發(fā)明范圍內(nèi)和本發(fā)明范圍以外的組合物的對比結(jié)果。
實施例i羥基碳酸鎂的制備方法在恒定的攪拌條件下，在30分鐘內(nèi)，小心地將100毫升1摩爾硫酸鎂溶液滴加到等體積的1摩爾碳酸鈉溶液中。反應(yīng)之后，通過Whatman 1濾紙過濾漿料。用熱水洗滌沉淀物以除去硫酸鈉，且在110℃下干燥沉淀物直到濕含量低于3％。使用粉末圖形X射線衍射法來表征所得的羥基碳酸鎂的沉淀物，且采用相同的方法表征如下所述皂條的制備。
ii制備皂條的方法采用下述方法制備具有如表1所述配方的皂條。
將皂條放入西格馬混合器中，在對比配方中加入無機材料如滑石(實施例1和2)，和層狀無機材料如羥基碳酸鎂(實施例3和實施例4)。在實施例5中加入氫氧化鎂且在實施例6中加入碳酸鎂。將物質(zhì)徹底混合約10分鐘，然后通過在兩個階段的壓條機中研磨和模壓進行常規(guī)加工，隨后沖壓和包裝。
采用下述步驟測試如上所述所制備樣品在熱和干燥條件下(45℃和40-70相對濕度下)儲存之后的硬度和保水性。
ii條硬度的測定針入值(PV)在37℃下，使用錐型針入計測定指示條硬度的針入值；一般儀器和其測定方法詳述如下。
錐型針入計制造廠商Adair Dutt & Company，Bombay。
測量范圍0-40毫米校正范圍20，步長為5測量步驟讓恰好位于測試樣品上方的整個物質(zhì)(包括針入計針和標準砝碼)自由下落，因此在一特定的時間內(nèi)穿透被測試物質(zhì)達到一特定距離，讀取此距離，精確到1/10毫米。然后重復操作至少3次后取平均值。
iv.保水性使用下文中的紅外天平測定皂條中的初始濕度。最初稱重包裝的條樣品，在保持45℃的溫度和40-70％的相對濕度的加熱和干燥(HD)條件下儲存3個月。定期稱量樣品重量，在3個月末記錄數(shù)據(jù)。計算皂條的濕度％和重量％損失。
表1
*條是高度堿性的且不適于使用。
表1的數(shù)據(jù)表明與滑石相比較，通過使用羥基碳酸鎂可以顯著改進具有高含水量的條的物理性能如硬度和可加工性。與含有滑石的對比配方相比較，加入層狀無機材料的皂條的保水能力比較高。
加工含有氫氧化鎂的條是不可能的，因為其在條中形成非常高的堿度，一般不適用于肥皂中。但是，氫氧化鎂或碳酸鎂不能提供由于使用羥基碳酸鎂所提供的皂條的保濕能力。羥基碳酸鎂的使用不影響皂條的感觀性能如手感、泡沫等等，如在內(nèi)部登記薄中所記載的。
權(quán)利要求
1.一種條狀洗滌劑組合物，其包括(i)10-80％洗滌活性劑；(ii)1-30％具有下列通式的層狀無機材料(M2+)1(N3+)a(OH-1)b(A-c)d·eH2O其中M2+＝一種或多種正二價金屬離子N3+＝正三價金屬離子OH-1＝羥基A＝內(nèi)層陰離子H2O＝結(jié)晶水A＝范圍是0-1b＝范圍是0.1-4c＝指陰離子A的化合價d＝范圍是0-1，和其中保持電荷中性，和(iii)12-52％的水或其它液體有益試劑。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中正二價金屬離子選自鎂、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鈣或鋅。
3.依據(jù)權(quán)利要求2的組合物，其中正二價金屬離子選自鎂、鈣和/或鋅。
4.依據(jù)權(quán)利要求1-3任意之一的組合物，其中正三價金屬離子選自鋁、鉻、錳、鐵、鈷、鎳或鑭。
5.依據(jù)權(quán)利要求4的組合物，其中正三價金屬離子是鋁。
6.依據(jù)權(quán)利要求1-5任意之一的組合物，其中陰離子是負一價、負二價或負三價。
7.依據(jù)權(quán)利要求6的組合物，其中陰離子是氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽四硼酸鹽、磷酸鹽或硼酸鹽。
8.依據(jù)上述權(quán)利要求任意之一的組合物，其中M2+是鎂A是碳酸鹽b是0.2-0.8d是0.6-0.9，和e是1-5。
9.依據(jù)上述權(quán)利要求任意之一的組合物，其中組合物更進一步包括填料、著色劑、香料、遮光劑、防腐劑、水溶性/水不溶性顆粒材料或液體有益試劑。
10.依據(jù)上述權(quán)利要求任意之一的組合物，其中條狀組合物是條狀發(fā)泡組合物。
11.依據(jù)上述權(quán)利要求任意之一的組合物，其中條狀組合物含有皂。
12.依據(jù)權(quán)利要求11的組合物，其中組合物含有至少5％的皂。
13.依據(jù)上述權(quán)利要求任意之一的組合物，其中條狀組合物含有至少2％合成的或非皂陰離子表面活性劑。
14.依據(jù)權(quán)利要求1的條狀洗滌劑組合物的制備方法，包括(i)在20-80℃的溫度范圍內(nèi)，在水的存在下，通過將混合的金屬氧化物前體與肥皂物質(zhì)混合就地產(chǎn)生層狀無機材料；和(ii)在450-550℃的溫度范圍內(nèi)，煅燒相應(yīng)的層狀雙氫氧化物。
全文摘要
一種用于身體或織物洗滌或硬表面清洗的含有層狀無機材料的條狀洗滌劑。這種洗滌劑組合物可以改進保水能力卻不影響感觀和物理性能。還提供了這種條狀洗滌劑組合物的制備方法。
文檔編號C11D9/04GK1513053SQ02811209
公開日2004年7月14日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者D·查克拉巴蒂, S·S·姆哈特雷, A·普拉馬尼克, U·S·拉徹爾拉, D 查克拉巴蒂, 姆哈特雷, 拉徹爾拉, 砟崢 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司