專利名稱：皂條/洗滌劑條組合物及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種皂條/洗滌劑條特別是人體清洗用的皂條/洗滌劑條的增效組合物。還涉及這種人和/或織物清洗用皂條/洗滌劑條的一種制備方法。本發(fā)明特別涉及一種含有高含量的水和其它液體增效劑的低總脂肪物質(zhì)(TFM)的皂條/洗滌劑條及其制備方法。
用于人體清洗的基于皂的常用洗滌劑條通常含有超過約70wt％的TMF，其余為水(約10-20％)和其它組分如色素、香料、防腐劑等。這種組合物中還存在少量的結(jié)構(gòu)劑和填充劑，它們?nèi)〈讼礈靹l中的一部分皂，同時保持了所要求的洗滌劑條的硬度。已知的填料包括淀粉、高嶺土和滑石。
水含量低于35％的非研制硬皂條也可以獲得。這些皂條的TFM為約30-65％。TFM的降低通常是通過使用不溶性顆粒物質(zhì)和/或可溶性硅酸鹽來實現(xiàn)的。研制皂條的水含量通常為大約8-15％，而非研制硬皂條的水含量為大約20-35％。
能給予感官性能例如泡沫和皮膚觸感是非常重要的，優(yōu)選通過在皂條的組成中加入增效劑但不改變其加工性能和物理性質(zhì)來實現(xiàn)。在皂體系中加入如磷酸鹽等其它物質(zhì)會產(chǎn)生例如起霜、砂粒感等問題。
IN176384中公開了一種低TFM含量的洗滌劑組合物，通過引入高達20％的膠態(tài)氫氧化鋁(A-凝膠)使得組合物中的水對TFM的比值高卻沒有影響皂條的硬度、清潔性和泡沫性能。A-凝膠/TFM的結(jié)合使得用較少量的TFM就可以制備具有較高水含量的皂條。在該發(fā)明中，盡管公開的A-凝膠最高濃度可達20wt％，但該發(fā)明的示例中只限于將7.5wt％的A-凝膠與含有一種附加的結(jié)構(gòu)劑如5wt％的堿性硅酸鹽的40％的TFM結(jié)合使用。
IN177828中公開了一種方法，其中通過將氫氧化鋁和TFM均衡結(jié)合使用，就可能制備出低TFM含量的具有較高水含量和令人滿意的硬度的皂條。該發(fā)明教導了可以通過脂肪酸/脂與一種含鋁的堿性物質(zhì)如鋁酸鈉的反應(yīng)，就地生成膠體氧化鋁，以形成通過模壓獲得的皂條。
我們的共同未決申請811/Bom/98(對應(yīng)于GB9906834.8)公開了使用占組合物9-16wt％的A-凝膠會協(xié)同地改善低TFM皂條的加工性能、感官性能和物理性能。
另外，我們的共同未決申請WO00/36075公開了一種具有優(yōu)良性能的低TFM皂條的制備方法，即利用脂肪酸與一種固相含量具體為20-55wt％的含鋁堿性物質(zhì)如鋁酸鈉溶液的反應(yīng)，其中氧化鋁(Al2O3)和氧化鈉(Na2O)的重量比為0.5-1.55。這些皂條具有改善的硬度和更平滑的觸感。該反應(yīng)可以在40-95℃的較寬的溫度范圍內(nèi)進行。
我們的申請WO01/42419公開了一種具有優(yōu)良性能的低TFM皂條的制備方法，包括磷酸與一種含鋁物質(zhì)如鋁酸鈉就地反應(yīng)生成氫氧化鋁和正磷酸鹽混合物。其中鋁酸鈉溶液的固相含量為20-55wt％，氧化鋁(Al2O3)和氧化鈉(Na2O)的重量比為0.5-1.55。用該方法制備的皂條跟用傳統(tǒng)的原料如方解石、高嶺土和滑石填充的皂條相比，具有更低的密度，和改善的物理性能，且不會影響其感官性能。用這種方法，可以配制出既適用于軟水又適用于硬水的皂條。
我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，通過混入由鋁酸鈉與焦磷酸二氫二鈉或可商購的酸式焦磷酸鈉(SAPP)反應(yīng)制得的氧化鋁凝膠和十水合焦磷酸四鈉(TSPP)，可以制得具有高水/TFM比的低TFM含量的改進的皂條，而不會影響皂條的硬度、清潔性能和起泡性能。該反應(yīng)優(yōu)選在有新形成的皂存在的情況下進行，以確保皂混合物中形成的焦磷酸鹽的良好分散并從而使顆粒尺寸最小，甘油已經(jīng)去除或未去除均可。如果皂是由鋁酸鈉與一種油混合物或脂肪酸反應(yīng)形成的，則制備TSPP的反應(yīng)優(yōu)選在皂化階段基本完成之后進行。
因此，本發(fā)明的第一個方面包括一種低總脂肪物質(zhì)的香皂皂條組合物，它含有40-78wt％的總脂肪物質(zhì)、0.4-13wt％的膠體氧化鋁凝膠(以Al2O3形式)、0-23wt％的表現(xiàn)為無水鹽形式的TSPP、0-15wt％甘油和7-30wt％的水(含水合水)。
如果甘油留在皂基中，在皂化階段可以加入額外的用來中和SAPP的鋁酸鹽，在皂化反應(yīng)完成之后用SAPP中和過量的鋁酸鹽。
在最終制劑中TSPP對氧化鋁凝膠的比可以在一定的范圍內(nèi)變化。為使氧化鋁的比率最大，用油/脂肪酸中和了鋁酸鈉。為增加TSPP的比例，需要加入SAPP，而SAPP要用必需量的堿中和。
來自調(diào)整了水含量之后的皂基條(noodle)中的皂的Al2O3與Na2O的重量比，優(yōu)選在0.05∶1到1.75∶1的范圍之內(nèi)。自由水和結(jié)合水的總含量在7-30wt％的范圍之內(nèi)。優(yōu)選組合物中無水鹽形式的TSSP的量為從1wt％到20wt％。如果皂化時生成的甘油未去除，它通常會在最終制劑中占0-10wt％。如果皂化反應(yīng)產(chǎn)生的甘油量不足，可以額外加入甘油以使其達到一定的水平。最終皂條中甘油的含量最高可以提高到15wt％。也可以加入其它在皂條中常用的添加劑。
本發(fā)明的方法可以在任何通常用于肥皂/洗滌劑制造的分批混合器中進行，且優(yōu)選在高剪切混合器中進行。優(yōu)選的混合器包括犁鏵混合器、帶西格馬式、多磨擦重疊式、單弧形或雙臂式混合部件的混合器。雙臂攪拌混合器可以是重疊式的也可以是正切式的?；蛘?，本發(fā)明也可以像常規(guī)方法中那樣在傳統(tǒng)的槳式混合器、螺旋狀螺桿攪拌器容器或多頭計量泵/高剪切混合器和噴霧干燥機的組合中進行。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，一種制備低總脂肪物質(zhì)的洗滌劑條的方法包括以下步驟a.通過使一種或多種脂和/或脂肪酸的混合物與堿性含鋁物質(zhì)和/或氫氧化鈉在60-150℃的溫度下反應(yīng)，制成皂；b.如果需要，任選除去由(a)制得的皂混合物中的部分或全部甘油；c.如果需要，通過用SAPP就地中和堿性含鋁物質(zhì)，進一步降低純皂的TFM；d.通過向皂混合物中添加或從中去除水以及冷卻，調(diào)整皂基的含水量；e.將步驟(d)的產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成皂條。
在上下文中，術(shù)語總脂肪物質(zhì)，通?？s寫成TFM，用來表示存在于組合物中不計伴生的陽離子在內(nèi)的脂肪酸和甘油三酯殘余物的百分重量。
對于具有18個碳原子的皂，伴生的鈉陽離子通常會總計達約8wt％?？梢愿鶕?jù)要求使用其它陽離子，如鋅、鉀、鎂、烷基銨和鋁。
術(shù)語皂表示羧基脂肪酸的鹽。該皂可以衍生自任何通常用于皂的制備的甘油三酯。因此該皂中的羧酸根陰離子可以含有8-22個碳原子。
可以通過將脂和/或脂肪酸皂化來得到皂。通常用于皂制造的脂或油可以是如動物脂、動物脂硬脂精、棕櫚油、棕櫚硬脂精、豆油、魚油、蓖麻油、米糠油、向日葵油、椰子油、巴巴蘇油、棕櫚仁油等。
在上述方法中，所述脂肪酸是由選自椰子、米糠、落花生、牛油、棕櫚、棕櫚仁、棉籽、大豆、蓖麻等的油/脂衍生來的。也可以通過合成(例如通過石油氧化或通過費-托反應(yīng)將一氧化碳氫化)來制備所述脂肪酸皂。樹脂酸類，如存在于妥爾油中的那些樹脂酸也可以使用。環(huán)烷酸也適用。
動物脂脂肪酸可來自各種動物源并通常包含約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。一種典型的配比是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(全部為重量百分數(shù))。也包括其它類似的混合物、如來自棕櫚油的那些和衍生自各種動物脂和豬油的那些。
椰子油是指碳鏈長度分布近似為8％的C8、7％的C10、48％的C12、17％的C14、8％的C16、2％的C18、7％的油酸和2％的亞油酸(所列前六種脂肪酸是飽和的)的脂肪酸混合物。術(shù)語椰子油中包括具有類似的碳鏈長度分布的其它來源，如棕櫚堅果油和巴巴蘇仁油。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，可以在研磨前任何步驟加入高達50wt％的增效劑如非皂表面活性劑、有助于護膚的物質(zhì)如保濕劑、潤膚劑、防曬劑或抗老化化合物?；蛘吣承┻@些有益成分也可以在壓模時以大量引入。
一種典型的可適用的脂肪酸混合物的構(gòu)成為5-30wt％的椰子脂肪酸和70-95wt％的經(jīng)脂肪酸硬化的米糠油。源自其它適用的油/脂如落花生、大豆、動物脂、棕櫚、棕櫚仁等的脂肪酸也可以以其它所需比例使用。
所述非皂表面活性劑可以是陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑或兩性離子表面活性劑或其混合物。保濕劑和濕潤劑的例子包括多元醇、甘油、鯨蠟醇、卡巴浦爾934、乙氧基化蓖麻油、石蠟油、羊毛脂及其衍生物。還可以包括有機硅化合物如有機硅表面活性劑，如DC3225C(Dow Corning)和/或有機硅潤膚劑或硅油(DC-200，Dow Corning出品)。適合的防曬劑包括4-叔丁基-4’-甲氧基二苯甲酰甲烷(商品名為PARSOL1789，出自Givaudan)和/或2-乙基己基甲氧基肉桂酸酯(商品名為PARSOLMCX，出自Givaudan)或其它UV-A和UV-B防曬劑。
可以加入其它添加劑，如一種或多種不溶于水的顆粒材料，如滑石、高嶺土、多糖如淀粉或改性淀粉和纖維素。
可以在此方法的任何步驟加入1-10wt％的次要添加劑，如香料、著色劑、防腐劑、填料及其它常規(guī)添加劑。
本發(fā)明的組合物優(yōu)選含有去垢活性物質(zhì)，其通常選自陰離子型去垢活性物和非離子型去垢活性物。
適合的陰離子型去垢活性化合物是有機硫化反應(yīng)產(chǎn)物的水溶性鹽類，其中的有機硫化反應(yīng)產(chǎn)物在其分子結(jié)構(gòu)中具有含8-22個碳原子的烷基以及一種選自磺酸酯基或硫酸酯基及其混合物的自由基。
適合的陰離子型洗滌劑的例子有醇硫酸鈉和醇硫酸鉀，特別是通過將還原動物油或椰子油的甘油酯生成的高級醇硫酸鹽化得到的那些；烷基苯磺酸鈉和烷基苯磺酸鉀，如其烷基含有9-15個碳原子的那些；烷基甘油基醚硫酸鈉，特別是那些衍生自動物油和椰子油的高級醇的醚；椰子油脂肪酸單酸甘油酯硫酸鈉；1摩爾高級脂肪醇和3-6摩爾環(huán)氧乙烷的反應(yīng)產(chǎn)物的硫酸酯的鈉鹽和鉀鹽；具有1-8個環(huán)氧乙烷分子單元的烷基酚環(huán)氧乙烷醚硫酸鈉鹽和鉀鹽，其中的烷基含有4-14個碳原子；用羥乙磺酸酯化并且用氫氧化鈉中和的脂肪酸的反應(yīng)產(chǎn)物，其中，例如所述脂肪酸衍生自椰子油及其混合物。
優(yōu)選的水溶性人造陰離子型去垢活性化合物為高級烷基苯磺酸及其與烯烴磺酸和高級烷基硫酸的混合物，以及高級脂肪酸單酸甘油酯硫酸的堿金屬(如鈉和鉀)鹽和堿土金屬(如鈣和鎂)鹽。
可以將適合的非離子型去垢活性化合物概括地描述為由環(huán)氧烷基與有機疏水化合物縮合生成的化合物，其中所述環(huán)氧烷基本質(zhì)上是親水性的，所述有機憎水化合物本質(zhì)上可以是脂族的或烷基芳香族的。與任何特定憎水基縮合的親水基或聚氧化烯自由基的長度很容易地調(diào)節(jié)，以便產(chǎn)生具有期望的親水和憎水單元平衡度的水溶性化合物。
具體的例子包括具有8-22個碳原子的直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)的脂族醇與環(huán)氧乙烷的縮合產(chǎn)物，如具有2-15摩爾環(huán)氧乙烷/摩爾椰子醇的椰子油環(huán)氧乙烷縮合物；其烷基具有6-12個碳原子的烷基酚與5-25摩爾環(huán)氧乙烷/摩爾烷基酚的縮合物；乙二胺與環(huán)氧丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物和環(huán)氧乙烷的縮合物，所述縮合物含有40-80wt％的聚氧乙烯自由基，分子量為5000-11000；結(jié)構(gòu)為R3NO的叔胺氧化物，其中一個R基團是含8-18個碳原子的烷基而其它R基團各自為甲基、乙基或羥乙基，例如二甲基十二烷基氧化胺；結(jié)構(gòu)為R3PO的叔膦氧化物，其中一個R基團是含10-18個碳原子的烷基，而其它R基團各自為含1-3個碳原子的烷基或羥烷基，例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，其中一個R基團是10-18個碳原子的烷基而另一R基團為甲基或乙基，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環(huán)氧烷縮合物。
本發(fā)明組合物中也可能包括陽離子去垢活性物、兩性去垢活性物或兩性離子去垢活性物。
可以加入的適合的陽離子去垢活性物是烷基取代的季銨鹵化物鹽類，例如雙(氫化動物脂)二甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、氯化苯甲烴銨和十二烷基甲基聚氧乙烯氯化銨以及胺和咪唑林鹽類，例如伯、仲和叔胺鹽酸化物和咪唑啉鹽酸化物。
可任選使用的適合的兩性去垢活性化合物有含有一個8-18個碳原子的烷基和一個被陰離子型水增溶基取代的脂烴基的脂肪族仲胺和叔胺的衍生物，例如3-十二烷基氨基-丙酸鈉、3-十二烷基氨基丙烷磺酸鈉和N-2-羥基十二烷基-N-甲基?；撬徕c。
可任選使用的適合的兩性離子去垢活性化合物是具有一個8-18個碳原子的脂烴基和一個被陽離子型水增溶基取代的脂烴基的脂肪族季銨、锍和鏻化合物的衍生物，例如3-(N-N-二甲基-N-十六烷基銨)丙烷-1-磺酸鹽甜菜堿、3-(十二烷基甲基锍)丙烷-3-磺酸鹽甜菜堿和3-(十六烷基甲基鏻)乙烷磺酸鹽甜菜堿。
下面將參考以下非限制性實施例對本發(fā)明進行進一步的且目的只為說明的描述，所述實施例尤其顯示了由本發(fā)明所述方法制備的組合物和由非本發(fā)明方法制備的組合物的比較結(jié)果。
實施例1.
通過以下方法制備100kg皂基首先向犁鏵混合器中添加4.73kg90％的活性α-烯烴硫酸鹽(AOS)、0.85kg氯化鈉和38.81kg含20.5wt％的Na2O和24.4wt％的Al2O3的鋁酸鈉溶液。在90℃下向此混合物中添加52.18kg熔融的蒸餾脂肪酸(DFAs)。使DFA′s皂化，然后添加0.12kg35wt％的EDTA鈉溶液和0.35kg 60wt％的EHDP(羥乙磷酸)防腐劑溶液并將其分散在混合物中。向此混合物中再加入6.11kg SAPP。將此混合物與過量的鋁酸鈉反應(yīng)形成TSPP。水被各種反應(yīng)過程中釋放的熱量蒸發(fā)而消耗，調(diào)節(jié)混合物的最終水含量以產(chǎn)出100kg的具有下列組成的皂基
向93.9kg的這種皂基中添加5.0kg滑石、0.6kg芳香劑和0.5kg二氧化鈦并將其在曲拐式攪拌機中混合，得到100kg最終的皂制劑。再將其研磨、擠壓和模壓形成皂條。
實施例2a-d.
以下皂基的制備，是通過將大約100kg凈皂與甘油混合，其中甘油是在大約30％的水和具有漿化在2％的鹽水溶液中的適當數(shù)量的SAPP的0.5％的鹽在80-90攝氏度提取出的。在70-90℃向此混合物中加入足夠的含20wt％的Na2O和20wt％的Al2O3的鋁酸鈉溶液以完全中和SAPP。鋁酸鹽溶液和SAPP之間的反應(yīng)就地進行且形成的氧化鋁凝膠和TSPP完全分散在全部皂中。向此皂/氧化鋁凝膠/TSPP混合物中加入稀鹽水溶液，以使其能經(jīng)換熱器泵入真空干燥器中干燥然后冷卻至大約40℃，接著最終形成皂條。用這種方法制得下列公稱成分的完成前的一系列皂基。
實施例3.
在犁鏵混合器中加入20kg預(yù)加熱到90攝氏度的80份動物脂/20份椰子油的混合物，制備出40.33kg皂基。向此油混合物中加入14.8kg預(yù)加熱到90攝氏度的鋁酸鈉溶液，其中的鋁酸鈉溶液含20wt％的Na2O和20wt％的Al2O3。使混合物在攪拌下反應(yīng)，直到甘油三酯的皂化基本完成。在85攝氏度向凈皂混合物中加入成漿于3.4kg水中的2.1kg的SAPP。繼續(xù)攪拌30分鐘以確保SAPP被皂化后過量的鋁酸鈉完全中和。最后，加入20克40wt％的NaEDTA溶液和11克60wt％的EHDP溶液，并繼續(xù)攪拌5分鐘以確保各成分完全分散。得到下列組成的皂基。
權(quán)利要求
1.一種低總脂肪物質(zhì)香皂皂條組合物，含有40-78wt％的總脂肪物質(zhì)、0.4-13wt％的膠體氧化鋁凝膠(以Al2O3形式)、0-23wt％的表現(xiàn)為無水鹽形式的TSPP、0-15wt％甘油和7-30wt％的包括結(jié)合水在內(nèi)的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皂條，其中所述的組合物另外含有5-50wt％的增效劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的皂條，其中所述的組合物的碘值在35-75的范圍之內(nèi)。
4.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的皂條，其中所述的膠體氧化鋁凝膠是由含鋁堿性物質(zhì)制備的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的皂條，其中的含鋁堿性物質(zhì)是固體含量為20-55wt％且Al2O3對Na2O的重量比為0.5∶1到1.55∶1的鋁酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的皂條，其中的含鋁堿性物質(zhì)是與SAPP混合的。
7.一種制備權(quán)利要求1-6任何一項所述的低總脂肪物質(zhì)洗滌劑條的方法，包括以下步驟a.通過使一種或多種脂和/或脂肪酸的混合物與堿性含鋁物質(zhì)和/或氫氧化鈉在60-150℃的溫度下反應(yīng)，制成皂；b.如果需要，任選除去由(a)制得的皂混合物中的部分或全部甘油；c.如果需要，通過用SAPP就地中和堿性含鋁物質(zhì)，進一步降低純皂的TFM；d.通過向皂混合物中添加或從中去除水以及冷卻，調(diào)整皂基的含水量；e.將步驟(d)的產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成皂條。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的含鋁堿性物質(zhì)是鋁酸鈉。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中所述的鋁酸鈉的固體含量為20-55wt％。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任意一項所述的方法，其中步驟(c)之后的皂中Al2O3對Na2O的重量比在0.05∶1到1.75∶1的范圍之內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供皂條或洗滌劑條，其主要用于個人清洗或織物洗滌。所述條具有相對較低量的總脂肪物質(zhì)，可以允許具有較高量的水和/或其它液體添加劑。通過向所述條中加入氫氧化鋁和焦磷酸四鈉十水合物可以獲得上述的皂條并同時保持良好的皂性能。還公開了制備這種皂的方法。
文檔編號C11D9/14GK1738895SQ02818616
公開日2006年2月22日 申請日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月26日
發(fā)明者R·W·安德森, A·R·巴塞特, G·埃拉姆 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司