專利名稱：皮膚pH值冷凝棒及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于羧酸的冷凝清洗棒及其制造工藝。
結(jié)合參考1974年9月10日公告的White的美國專利3，835，058中，其披露了一種清潔棒及用于制造脂肪酸鹽棒的工藝。
健康人皮膚的pH值大約為4.8至6?！叭跛嵝浴笔侵竻^(qū)別于中性或堿性的，大約從4.8到6的一個(gè)pH值，1991年7月15日由Taneri/Kacher等人遞交的申請?zhí)枮?7/731，163的美國專利申請中披露了一種具有三維構(gòu)造的個(gè)人清潔冷凝棒，該申請正在審查中，并已轉(zhuǎn)讓為與本申請人共有。Kacher/Taneri/Camden/Vest/Bowles于1990年11月26日遞交的申請?zhí)枮?7/617，827的美國專利申請中，披露了一種成型的、固態(tài)的、三維骨架(芯體)結(jié)構(gòu)的形成物。該申請也在審查中，并已被轉(zhuǎn)讓成與本申請人共有。Kacher等人并沒有給出有關(guān)皮膚pH值的冷凝棒的技術(shù)教導(dǎo)。這些已被轉(zhuǎn)讓成與本申請人共有的專利申請中，均沒給出有關(guān)皮膚pH值冷凝棒的技術(shù)教導(dǎo)。
因此堅(jiān)固、低浸潤性的皮膚pH值或弱酸性的清潔棒是新的。1971年1月19日公告的授權(quán)Ferrara等人的美國專利3，557，006，披露了一種復(fù)合脂肪酸鹽棒，類似的技術(shù)還可以參見1939年10月19日受理的Mangeot遞交的英國專利說明書513，696。1979年11月21日遞交的、1985年6月6日公報(bào)的日本專利申請No54-151410中，披露了一種弱酸性清潔乳劑，但并沒有披露可供使用的固態(tài)制品。
公開銷售的一些中性pH棒，例如DOVE，CARESS，和OLAY，通常最大只含大約5%的濕度，這些在先技術(shù)中的中性pH棒均是柔軟的或具有相對差的浸潤性，在先技術(shù)中的中性pH棒，其含有較多的吸濕材料、柔性固體或者包括水在內(nèi)的液體，因而是柔軟體或浸潤性差的膠粘體。
本身具有減少棒浸潤性的清潔棒，可結(jié)合參考1961年6月13日公告的Mills的美國專利2，988，511，其披露了一種低浸潤性的棒。
棒的浸潤性還和作為棒的非積極區(qū)有關(guān)，棒的非積極區(qū)是柔性固體或者更多的是當(dāng)其被浸入水中時(shí)所形成的在棒表面上的絲軟塊，消費(fèi)者們認(rèn)為這些浸潤是骯臟的、令人討厭的，也是不經(jīng)濟(jì)的。
1986年8月19日公告的授權(quán)Harding的美國專利4，606，839中，披露了一種高透潮性和低浸潤性的個(gè)人清潔棒Harding使用了椰子和/或棕櫚仁油脂肪酸鹽。
然而，在今日的常規(guī)浴室條件下，對已使用的個(gè)人清潔棒的審查表明，清潔棒的浸潤性仍需進(jìn)一步改進(jìn)。
對含有較大量(50%±10%)的合成表面活性劑的中性pH棒的配方中，棒的浸潤性極差。
在1940美國化學(xué)學(xué)會雜志(JournalofAmericanChemicalSociety)(Vol63.pp1990-1993)中，Marton等人給出了月桂酸鈉鹽的固態(tài)、脂肪酸鹽凝乳纖維的配方。但該文獻(xiàn)沒有給出有關(guān)脂肪酸鹽凝乳效力的技術(shù)教導(dǎo)，在該文獻(xiàn)中，Marton等人并沒有披露成型的固態(tài)物，而且也沒有披露在纖維凝乳的配方中含有游離的一元或二元羧酸。
1980年7月30日日本專利J57030-798中，披露了一種透明的塑制成型或模制成型的固態(tài)脂肪酸鹽棒，且構(gòu)成該脂肪酸鹽成分的脂肪酸是肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸，所描述的透明脂肪酸鹽中，至少含有占重量為90%的脂肪酸，其構(gòu)成組分是由肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸。報(bào)告中的作為透明的固態(tài)脂肪酸鹽產(chǎn)品，其具有良好的發(fā)泡和可固化性能、良好的存貯穩(wěn)定性及對人類皮膚的低刺激性，在日本專利J57030-798中列舉的工藝和透明棒脂肪酸鹽組成物，均未表明其含有合成表面活性劑。
本發(fā)明的目的是生產(chǎn)一種堅(jiān)硬的、柔和的、pH值與皮膚相應(yīng)的低浸潤性清潔冷凝棒。其在包含有諸如水溶性多元醇和烴類脂肪等軟性固體和合成表面活性劑時(shí)，含有相對高的濕度等級。
本發(fā)明提供了一種堅(jiān)硬的、低浸潤性、超柔和、弱酸性即pH值與人類皮膚相適應(yīng)的個(gè)人清潔冷凝棒，按所說的棒的重量其包含有10%～50%的基本上游離的羧酸，其最好是肉豆蔻酸、山俞酸或12-羥基硬脂酸;大約15%至65%的水溶性有機(jī)陰離子和/或非離子棒堅(jiān)硬助劑，后者最好是椰子酰基羥基乙磺酸鈉(sodiumcocoylisethionate)或月桂酰羥基乙磺酸鈉;以及大約15%到40%的水。這種堅(jiān)硬、低浸潤的超柔和的冷凝棒的薄層針入度為零到12毫米。
這種冷凝棒的制造步驟如下Ⅰ.混合熔融的(170°～205°F;76～96℃)、由基本上游離的羧酸;水;棒堅(jiān)硬助劑構(gòu)成的混合物;任選部分地進(jìn)行干燥;
Ⅱ.在冷卻溫度為110°～195°F(43～91℃)的條件下，在刮光壁熱交換冷凝器中，將所說的混合物冷卻到半固態(tài);
Ⅲ.擠壓所述的半固態(tài)體為軟性芯棒;進(jìn)一步冷卻和結(jié)晶所述的軟芯棒，直至使其堅(jiān)硬，以提供所說的皮膚pH值清潔冷凝棒。
本發(fā)明提供了一種堅(jiān)硬的、超柔和的、弱酸性的皮膚pH值冷凝棒，按所說的棒重，其包含有10%～50%基本呈游離的羧酸;15%到65%的水溶性有機(jī)陰離子和/或非離子型棒堅(jiān)硬助劑;15%至40%的水，這種堅(jiān)硬的、低浸潤、超柔和的冷凝棒具有一從零至12毫米的薄層針入度。
皮膚pH值冷凝棒的制造工藝另一方面，本發(fā)明還涉及一種制造皮膚pH值冷凝棒的工藝。
該冷凝棒皮膚pH值冷卻工藝包含下述步驟Ⅰ.混合熔融(170°～205°F;76°～96℃)由基本呈游離的羧酸、水、棒堅(jiān)硬劑組成的混合物，任選部分地進(jìn)行干燥。
Ⅱ.在冷卻溫度為110～195°F(43～91℃)的條件下，在刮光壁熱交換冷卻器中，冷卻所說的混合物至半固態(tài)。
Ⅲ.擠壓所說的半固態(tài)物，作成軟芯桿;進(jìn)一步使軟芯桿冷卻和結(jié)晶，直至使其堅(jiān)硬，以提供所說的pH值與皮膚相應(yīng)的個(gè)人清潔冷凝棒。
同“棒堅(jiān)硬助劑”對應(yīng)的術(shù)語“水溶性”是指在步驟Ⅰ的溫度條件下，10分水中至少可溶解4份的一種溶解度。
其中“基本上呈游離”的羧酸定義為是指相對棒中存在的游離的和被中和的羧酸重量，“游離的”羧酸占85%到100%，與之相反相對棒中存在的游離的和被中和的羧酸的重量，已中和的羧酸則占0%-15%。
已中和的羧酸可以具有一個(gè)陽離子，該陽離子可從鈉、鎂、鈣、鋁組或其混合物中選擇，但其仍被定義作為基本呈游離的羧酸棒。
其中所使用的術(shù)語“已中和的羧酸”、“肥皂”“脂肪酸(FA)鹽”、和“一元羧酸鹽”彼此可替換使用。
在優(yōu)選的冷凝棒工藝中，第一步驟的熔融混合最好包含一個(gè)液體結(jié)晶中間相，所說的熔融混合具有在切斷速率大約為1/秒時(shí)，粘滯度大約為100，000cps到100，000，000cps。
其中當(dāng)切斷速率約為5/秒時(shí)，粘滯度大約為5，000cps到100，000cps。
當(dāng)切斷速率為20/秒時(shí)，粘滯度大約為1，000cps到50，000cps。
當(dāng)切斷速率為50/秒時(shí)，粘滯度大約為500cps到12，000cps。
為了形成所說的中間相，人造表面活性劑與水之比例為2∶1到1∶2，最好約是1.5∶1到0.75∶1。
液態(tài)結(jié)晶中是相可以用偏振光顯微鏡來確認(rèn)。
皮膚pH冷凝棒工藝熔融混合粘滯度最好為100，000cps到500，000cps，當(dāng)切斷速率為1/秒的條件下;而當(dāng)切斷速率為5/秒時(shí)，粘滯度為5，000cps到65，000cps;當(dāng)切斷速率為20/秒時(shí)，粘滯度為2，500cps到25，000cps;當(dāng)切斷速率為50/秒時(shí)，粘滯度為1，000cps到5，000cps。
用于形成所說的中間相的合成表面活性劑最好是一種含C10-C18亞烷基鏈的鈉鹽(C10-C18alkylene Chains)以及由一些烷基甘油基醚磺酸鹽(alkylglycerylethersulfonates)、酰基羥乙磺酸鹽(acylisethionates)、葡萄糖酰胺所組成的組或它們的混合物中選取，而較好是取葡萄糖酰胺鈉;最好是cocoyl羥乙磺酸鈉(SodiumCocoylisethionate)和月桂基羥乙磺酸鈉(Sodiumlaurylisethionate)及其混合物。
當(dāng)棒包含有相對于棒的重量的大約0.5%到30%等級的淀粉時(shí)，是皮膚PH冷凝棒的優(yōu)選工藝，而該淀粉可以從玉米淀粉和糊精所組成的組分中選取。
而皮膚pH冷凝棒的工藝最好是在冷卻箱出口溫度為150～180°F(60°～82℃)的條件下。更好的工藝是在第一步驟中所獲得的粘滯度適合于在步驟Ⅱ中所需進(jìn)行的冷卻，以便將所說的混合物擠壓作成軟芯桿。
該工藝步驟1的水狀熔融混合物最好包含有大約20%到30%的水，大約15%到25%的羧酸，以及大約20%到30%的合成表面活性劑。
當(dāng)水狀的熔融混合物制備沒有任何中和步驟時(shí)，上述的工藝為最好。但是，在含有其它成分的所說的羧酸水狀混合物中，往往形成某些脂肪酸鈉鹽。
當(dāng)所說的棒含量的2%到15%是“結(jié)晶增強(qiáng)鹽”時(shí)，最好用上述工藝。而“結(jié)晶增強(qiáng)鹽”可以從硫酸的鈉鹽、氯化物、乙酸鹽、羥乙磺酸鹽以及檸檬酸鹽中以及它們的混合物中選取。
當(dāng)所說的水狀熔融液水狀相包含2%到40%的棒堅(jiān)硬助劑時(shí)，最好用上述工藝，而棒堅(jiān)硬助劑可以從已公開的組分中選取。
棒堅(jiān)硬助劑看來好象是增加了在第一步驟中的、在所說的連續(xù)熔融水狀相中基本上游離的羧酸的融化等級。
按照所說的水狀相的重量，當(dāng)所說的水狀相包含有20%到95%，最好是35%到75%的水時(shí)，優(yōu)選上述工藝。
對25毫米的試樣棒而言，在25℃時(shí)棒的針入度最好為大約3毫米到9毫米，采用設(shè)置在9英寸(22.9厘米)軸上的錐形針的247克的標(biāo)準(zhǔn)配重針入度檢測器探頭，在25℃時(shí)，最好是在50℃時(shí)，測量這種堅(jiān)硬清潔棒的針入度為0至12毫米。這種檢測器重47克，在所說軸的頂端配重200克以得到所說的總重247克，所說的錐形針具有19/32英寸(1.51厘米)的頂部和1/32英寸(0.08厘米)的針頭的尖端部。
由于健康人的皮膚呈弱酸性(pH值大約為4.8到6.0)，因而要求皮膚清潔棒也具有相類的、弱酸性pH值，另外當(dāng)其含有非常少量的、甚至不含有粗粒脂肪酸鹽時(shí)，這種配方可以含有大量的羧酸。
另一方面本發(fā)明提供了一種堅(jiān)硬的、超柔和的、弱酸性皮膚pH值清潔棒，其包含有至少為雙相的、占重量在約10%到50%的游離羧酸或游離的和已被中和羧酸的混合物;大約15%到65%的陰離子和/或非離子棒堅(jiān)硬助劑;至少約占所說棒重量的10%的合成表面活性劑;和占所說棒重大約15%到40%的水。
本發(fā)明的奇異方面表面在于需要陰離子和/或非離子棒堅(jiān)硬助劑以形成可接受的堅(jiān)硬的棒。這些棒堅(jiān)硬助劑包括諸如乙撐二醇等溶劑和合成表面活性劑，諸如?；u乙磺酸鹽鈉(Sodiumacylisethionate)，它將使棒較常規(guī)棒柔軟，特別是當(dāng)含有較多水時(shí)。
另一方面，本發(fā)明的棒包含互鎖的剛性結(jié)晶相的骨架結(jié)構(gòu)，其由基本游離的羧酸構(gòu)成的被拉伸的晶體互鎖的開放三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)晶體。
本發(fā)明的棒中的其他相是含水混合相。(當(dāng)在不含有羧酸的條件下進(jìn)行檢測時(shí))，該含水混合相在25℃時(shí)的針入度為大于12毫米甚至到完全針入。
更確切地說，骨架結(jié)構(gòu)是被拉伸的游離的或基本上游離的一元羧酸晶體的一種相對剛性的互鎖、開放式的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
“已被拉伸的晶體”是片晶和/或纖維。
術(shù)語“骨架結(jié)構(gòu)”“構(gòu)架結(jié)構(gòu)”“芯”“骨架框架”往往可以彼此替換使用。其中所用的術(shù)語“成型的固體”例如使用包括諸如棒形體，餅形體及相類似的。術(shù)語“棒”在沒加特殊說明時(shí)，均包括上述同樣的內(nèi)容。術(shù)語“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”，是指用掃描電子顯微鏡將其放大到1000至5000倍時(shí)，所看到的一種互鎖具有空隙或開口的結(jié)晶框架的網(wǎng)狀物。
三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以用掃描電子顯微鏡觀察。掃描電子顯微鏡(SEM)試樣準(zhǔn)備必須包括利用試樣壓力破碎一個(gè)棒(成型固體)，以獲得用于檢查的新鮮表面。被破碎試樣按尺寸(剃刀刀片)被減少至近似10毫米×15毫米的厚度大約為5毫米的長方形。試樣用銀涂料粘合劑固定在掃描電子顯微鏡的鋁導(dǎo)體棒上。被固定的試樣用大約300埃的金/鈀在Pelco濺鍍涂覆機(jī)中被涂覆。在涂覆之前，試樣先要進(jìn)行一個(gè)時(shí)間周期的真空處理，使棒的濕度足夠的小，以保證涂覆質(zhì)量。在涂覆之后，試樣被傳送到SEM的腔室里，并且在標(biāo)準(zhǔn)的SEM操作條件下，用Hitachi型掃描電子顯微鏡檢查試樣以觀察骨架(芯體)框架。
被拉伸的晶體是由基本游離的羧酸和預(yù)先被中和了的羧酸組成的，因此不同于肥皂。
可結(jié)合參考共同被受讓的美國專利申請No07/617，827，是Kacher等人的1990年11月26日遞交的;其已被撤回并轉(zhuǎn)而在1991年11月1日遞交共同被受讓的美國專利申請No07/782，956。
另一方面，本發(fā)明還提供了一種改進(jìn)堅(jiān)硬性的皮膚pH清潔棒，其包含所說的框架結(jié)構(gòu)。一些成型固體，其是以清潔棒形式的，其包括驚人高的由水組成的所說的水狀相，其它液體和軟性材料。盡管水狀相的相當(dāng)大量地存在，然而本發(fā)明的被優(yōu)選棒可保持其剛性和極小的浸潤特性，甚至允許整夜被浸在水中。雖然沒發(fā)現(xiàn)理論根據(jù)，但由這些相所組成的成型固體，其類似于相對堅(jiān)硬的濕海綿。
結(jié)晶相包括以彼此互鎖的板晶和/或纖維形式的被拉伸晶體。通常是板晶。所說的晶體最好是由游離羧酸組成，所說的纖維和/或板晶的互鎖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，把強(qiáng)度傳遞給三維構(gòu)造，即便存在著相當(dāng)多的水或其他軟性材料，甚至還允許整個(gè)晚上被浸在水中。
棒的堅(jiān)硬度，即框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，可以通過標(biāo)準(zhǔn)配重的針入度檢測器的探頭棒的針入阻力來測量。以下將詳細(xì)觀察棒的硬度試驗(yàn)，適宜硬度或剛度的棒是20毫米厚或者是比25℃時(shí)具有大約0毫米到12毫米針入度試樣更厚的清潔棒。較好的是1毫米到10毫米的針入，更好的是大約3毫米到8毫米的針入。
在結(jié)晶尺寸以及其它特性方面，這種棒不同于常規(guī)的透明棒。本發(fā)明所形成的互鎖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體或晶體束，其尺寸最好能衍射光，并且彼此的直徑或長度應(yīng)大于400毫微米，換言之，常規(guī)的透明棒之所以透明是因?yàn)榻Y(jié)晶體的直徑或長度小于白光波長(大于400毫微米)，因而不會衍射光。
盡管還沒有發(fā)現(xiàn)理論依據(jù)，但可以假定骨架結(jié)構(gòu)包含有大量的由軟的和/或液體水狀相充填的“空隙”區(qū)域。本發(fā)明的令人振奮的方面就是發(fā)現(xiàn)諸如硬度、低浸潤性等棒的物理特性，其幾乎完全由互鎖的結(jié)晶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來決定的。即使其它物相在材料中占主要部分時(shí)也是如此。在常規(guī)棒中由于任一種組分都能更改脂肪酸鹽的物相和結(jié)構(gòu)或合成表面活性劑的成分，而這些都是確定棒的物理特性的，因此任何組分都能對整個(gè)棒的物理特性產(chǎn)生影響。兩種或兩種以上的相的組合(例如肥皂和水狀溶液)往往會極大地改變膠體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而將改變常規(guī)棒的物理特性。
因此，和本發(fā)明相比，常規(guī)棒在軟物相材料成分和等級以及類型方面，將受到更多的限制。這些物相包括或是可流性液體或是其硬度比可接受棒的最小硬度還要軟的多種材料。這些物相包括水狀溶液、液態(tài)結(jié)晶相，其由水和表面活性劑構(gòu)成、聚合物;特別是包含一些結(jié)晶相的表面活性劑以及尤其是吸濕性表面活性劑，當(dāng)其與水或其它液體相相混合時(shí)，會變軟和膠粘，所說的液體相包括，水溶性有機(jī)物(例如丙烯乙撐二醇和丙三醇)，疏水性材料(例如礦物油、液態(tài)三酸甘油酯)，或者軟性疏水性材料，例如礦脂(凡士林)、低熔點(diǎn)石脂、以及低熔點(diǎn)三酸甘油酯。
按物理術(shù)語，所有這些物相都可以被劃分為可流動的一些液體或是非常軟性的材料，其由標(biāo)準(zhǔn)配重針入度檢測器探來定義為，貫通一個(gè)12毫米試樣的方式的針入度，即針入度大于12毫米。可以把這些物相材料有選擇地包含在本發(fā)明的構(gòu)造中，而不會破壞互鎖的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和所期望的物理特性。
本發(fā)明的一種堅(jiān)硬、低浸潤性的、超柔和的皮膚pH值清潔棒，其包含游離的或基本游離的一元和/或二元羧酸被拉伸的結(jié)晶。
游離羧酸最佳實(shí)施例中，所說的被拉伸的一些結(jié)晶體是由基本上呈游離的羧酸，尤其是游離的脂肪酸組成的。該脂肪酸中至少有25%是具有一個(gè)單鏈長的一些已飽和的脂肪烷基鏈構(gòu)造。在皮膚pH清潔棒的配方中，這種游離的脂肪酸占游離的和被中和的羧酸的總重量的至少85%。
優(yōu)選的一種皮膚pH值清潔棒，其中至少80%的一元羧酸具有下述通式
其中a+b＝10到20a，b＝0到20X＝H，OR，
，R，或其混合物R＝C1-C3烷基，H，或其混合物R1＝C1-C3烷基。
對所述的一元羧酸而言，12-羥基硬酯酸、或X＝H且a+b＝12-20，或X＝OH，a＝10-16，b＝0時(shí)，這些羧酸是優(yōu)選的。12-羥基硬酯酸可構(gòu)成被拉伸的纖維狀結(jié)晶體。
當(dāng)所述的已被中和的羧酸是鈉鹽，且游離的羧酸和已中和的羧酸之總和占棒重量的大約10%到40%，最好占大約15%到30%時(shí)，這種超柔和的、弱酸性皮膚pH值清潔棒是優(yōu)選的。
超柔和的、弱酸性皮膚pH值清潔棒在下述情況下是被優(yōu)選的所說的羧酸是一元羧酸，而且在所說的游離一元羧酸和被中和的一元羧酸混合物中，游離的一元羧酸大約占95%到100%，而被中和的一元羧酸大約占0%-5%;并且其中所說的游離的一元羧酸和被中和的一元羧酸之總和占棒總重的大約15%到25%;并且其中X＝H，且a+b＝10-20或者所說的一元羧酸是12-羥基硬脂酸。
一種更優(yōu)選的一元羧酸是由肉豆蔻酸、山俞酸，12羥基硬脂酸以及其混合物中選取的。
棒堅(jiān)硬助劑超柔和、弱酸性皮膚pH值清潔棒的堅(jiān)硬度助劑最好是從以下組成組分中選擇出的一種水溶性有機(jī)物Ⅰ.合成表面活性劑，其占重量的10%到50%，其中所說的合成表面活性劑是從下述組成組分中選出的烷基硫酸鹽(Alkyl Sulfates)、石蠟磺酸鹽、烷基甘油基醚磺酸鹽(alkyl glyceryl ether Sulfonates)、陰離子酰肌氨酸鹽、甲基?；；撬?methyl acyl taurates)、烷基葡糖苷(alkyl glucosides)、直鏈烷基苯磺酸鹽，N-?；劝彼猁}，α-硫代脂肪酸酯，羥乙磺酸鹽，葡萄糖酰胺、烷基琥珀酸酯，烷基醚羧酸鹽，磷酸烷基酯，羥乙基酯磷酸烷基酯、甲基葡萄糖酯、蛋白縮合物，帶有1到12氧基團(tuán)的烷基醚硫酸酯，以及其混合物，其中所說的表面活性劑包括C8-C22烷撐鏈以及它們的混合物;和，Ⅱ.占重量大約0%到40%的共溶劑(co-solvent)，其中，所說的共溶劑是從下述組成的組分中選取的(a)非揮發(fā)性，水溶性，非離子型的有機(jī)溶劑，其由下述組成的組分中選擇的一種具有如通式結(jié)構(gòu)的多元醇
其中R3＝H或C1-C4烷基;
R4＝H或CH3;
和K＝1-200;C2-C10鏈烷烴二醇;山梨糖醇;丙三醇;糖;糖衍生物;尿素;以及結(jié)構(gòu)通式為(HOCH2CH2)XNHY的乙醇胺，其中X＝1-3;Y＝0-2;且X+Y＝3;
(b)具有1至5個(gè)碳原子的醇，及它們的混合物;
Ⅲ.(a)和(b)的混合物上述的棒堅(jiān)固助劑提高了本發(fā)明棒的堅(jiān)硬度是意想不到的。
這種合成表面活性劑最好占所說棒重量的大約10%到40%。這種合成表面活性劑最好包含C10-C18烷撐鏈，且最好是一種鈉鹽。
而這種皮膚pH值清潔棒為更好即，其含有至少占所說棒重量的大約20%到30%的合成表面活性劑;而且其中所說的合成表面活性劑是由下述所組成的組分中選取的一種鈉鹽硫酸安酯，烷基丙三基醚磺酸鹽、直鏈烷基苯磺酸鹽、α硫代脂肪酸酯，酰基羥乙磺酸鹽、葡萄糖酰胺，含有1到6個(gè)乙氧基團(tuán)的羥乙基酯烷基醚硫酸酯，以及它們的混合物，其中所述的表面活性劑含C10-C18烷撐鏈;以及它們的混合物。
共溶劑最好占所說棒重量的大約0%到15%。
而水最好占棒重量的大約22%到30%。
一種最好是酰基羥乙磺酸鈉鹽的一種合成表面活性劑，其可從由椰子?；u乙磺酸鈉、月桂?；u乙磺酸鈉以及它們混合物所組成的組中選擇。
共溶劑最好占所說棒重量的大約2%到15%，而且其中所說的共溶劑可從由下述所組成的組分中選擇R3＝H，K＝1-5的多元醇;丙三醇;糖類;糖類衍生物;尿素;所說的乙醇胺，以及它們的混合物。更好的共溶劑等級是占所述棒重量的2%到10%，共溶劑是由下述組成的組中選擇丙鄰撐多元醇、蔗糖、乳糖、丙三醇以及它們的混合物。較佳的棒堅(jiān)硬助劑是在170°～180°F(77°～82℃)的溫度下，在10份水中至少溶解4份的溶解度。而水的等級最好為占所說棒重量的大約20%到30%。
利用構(gòu)架工藝所制造的本發(fā)明的皮膚pH值清潔棒。一種皮膚pH值冷凝棒和工藝，其所要求的特殊條件可結(jié)合參考已披露在以共同被受讓的Kacher等人的美國專利申請的No_，其至今尚在審查中，申請日1992，3月_。
其它清潔棒的各種混合物的各種組分皮膚pH值清潔棒可以包含其它清潔棒各種組分，其是從下述組成的組分中選擇的，其大約占0.1%到60%大約0.5%到1%的所說的鉀肥皂;
大約0.5%到1%的三乙醇胺肥皂;
大約1%到40%的由碳酸鈣鹽和滑石粉中選出的微粒狀不溶水性材料。
大約0.1%到20%的高分子皮膚感受助劑;
大約0.5%到25%的硅酸鋁鹽粘土和/或其它粘土。其中所說的硅酸鋁鹽粘土是由沸石、高嶺土、高嶺石、蒙脫土、綠坡縷石、伊利石、膨潤土、敘永石以及焙燒的粘土中選出的。
大約1%到40%的鹽和鹽的一些水合物;以及其混合物;
其中所說的鹽和鹽的水合物包含從下述組成的組中被選擇出的一個(gè)陽離子鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鋰、銨、一元乙醇銨、二元乙醇銨，以及三元乙醇銨;而且其中所說鹽和鹽的水合物具有一個(gè)從下述所組成的組中選擇一個(gè)陰離子氯化物，溴化物，硫酸鹽，硅酸鹽，正磷酸鹽，焦磷酸鹽，多磷酸鹽，偏硼酸鹽，四硼酸鹽，碳酸鹽，碳酸氫鹽，磷酸氫鹽，羥乙磺酸鹽，硫酸二甲酯(甲基硫酸鹽)以及含有6個(gè)或6個(gè)以下的碳原子的一元或多元羧酸鹽。
大約0.5到30%的淀粉;
大約1%到20的兩性輔助表面活性劑，其從烷基甜菜堿、烷基Sultaines和三元烷基氧化胺，以及它們的混合物所組成的組中選取。
大約0.1%到40%的由下述材料組成的組中選出的一種疏水性材料微晶蠟、石蠟油、小燭樹蠟、甘蔗蠟、植物衍生物的甘油三酸酯、蜂蠟、鯨蠟、羊毛脂、木蠟、蟲膠蠟、動物衍生的甘油三酸酯、褐煤蠟、石蠟、地蠟、精制地蠟以及費(fèi)-托合成蠟。
所說的兩性輔助表面活性劑最好占約2%到10%，且最好從椰子甜菜堿(cocobetain)、椰子胺基丙基甜菜堿(cocoamidopropylbetaine)，椰子二甲基胺氧化物(cocodimethylamineoxide)，以及椰子胺基丙基羥基Sultaine中選出。
棒最好包含所說的疏水性材料，其為2%到35%，所說的疏水性材料包含有熔點(diǎn)大約為49℃(120°F)到85℃(185°F)石蠟和礦脂以及它們的混合物;棒最好含有占所述棒重量的大約3%到15%石蠟。
棒最好含大約1%到20%的所說的鹽，而且所說的鹽可由下述材料組中選擇氯化鈉、硫酸鈉、磷酸氫二鈉、偏磷酸鈉、四硼酸鈉、醋酸鈉、檸檬酸鈉和羥乙磺酸鈉及它們的混合物。
棒還可以包含4%到15%的所說的鹽，而所說的鹽最好從下述組成組中選擇氯化鈉和羥乙磺酸鈉。
棒最好包含占大約1%到15%的微粒狀非水溶性材料、大約0.1%到3%的高分子皮膚感受助劑，所說的高分子皮膚感受助劑可以從下述組成組中選擇瓜耳膠、四元瓜耳膠(quternizedguar)，和四元高聚糖化物;大約1%到15%的硅酸鋁鹽和/或其它粘土;大約1%到15%的淀粉，所說的淀粉可以從玉米淀粉和精糊中選取。
含水相只混合占所說水相重量的大約20%到95%的水。含水相可以包含占所說水相重量的大約35%到75%的水。
皮膚pH值清潔棒可以具有混雜的非羧酸相，其是由從蠟、礦脂以及粘土中選擇的一些小滴或晶體。
上述的皮膚pH值清潔棒最好是所說的棒包含有游離羧酸和水;和某種合成表面活性劑，其是從下述組成中選出的硫酸安脂、石蠟磺酸鹽、烷基丙三基醚磺酸鹽、?；“彼猁}、甲?；；撬?、直鏈烷基苯磺酸鹽、N-?；劝彼猁}、烷基葡萄糖苷、α-硫代脂肪酸酯、?；u乙磺酸鹽、烷基磺基琥珀酸鈉、烷基醚羧酸鹽、磷酸烷基酯、羥乙基酯磷酸烷基酯、甲基葡萄糖酯、蛋白縮合物、烷基胺化氧、烷基甜菜堿、烷基Suliaines，烷基醚硫酸鹽具有1到12個(gè)乙氧基團(tuán)以及它們的混合物，其中所說的表面活性劑包含C8-C22烷撐鏈。
上述的皮膚pH清潔棒最好是所說的合成表面活性劑是吸濕性的，所說的吸濕性表面活性劑被定義為在26℃和80%相對濕度下，在三天中，在水中其吸收至少占其干燥重量的20%的水份，而且其中所說的棒并沒相對膨脹。
當(dāng)所說的吸濕性表面活性劑是從下述材料組中選出時(shí)，則上述清潔棒更好，α-硫代脂肪酸酯、硫酸胺酯、烷基醚羧酸鹽、烷基甜菜堿、烷基Sultaine、烷基胺化氧、烷基醚硫酸鹽以及它們的混合物。
當(dāng)所說的棒包含混雜非羧酸鹽(miscellaneousnon-carboxylicacid)，其是由小滴或晶體組成，該水滴和晶體是從合成表面活性劑、蠟、礦脂、粘土及類似物選擇時(shí)，該冷凝棒的工藝最好。
一種更優(yōu)選的清潔棒包括水、棒堅(jiān)硬助劑、皮膚柔和助劑以及其它清潔棒輔藥，和由游離的羧酸板晶/或纖維的芯體結(jié)構(gòu)的各種組合物。這些被優(yōu)選的棒可以配置成基本沒有棒浸潤。
本發(fā)明的某些組合物包含上述被定義的剛性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其帶有水或沒有水。這些組合物必須利用水或其它合適的溶液系統(tǒng)形成。這些組合物可以被制成具有大量的水，而在最終的組合物中水量可以被減少到大約1%或2%。
其中所描寫的某些結(jié)構(gòu)的特殊優(yōu)點(diǎn)在于它們可以被脫水而不會損失網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的完整性。
某些較好的成型物可以脫水，而在它的外部尺寸上并不表現(xiàn)出改變。而其它棒雖然維持它們的三維形式但將產(chǎn)生縮皺，而其中的一些棒，具有極好的特性，其不會因脫水而被破壞。而其中的比例和部分和百分率，均是相對于整個(gè)組合物的重量而言的。而且其中的所有的等級和范圍，除特殊說明之外，均是近似值。
某些較佳組合物包含極少或非短的10個(gè)碳原子或更少碳原子的脂肪酸鏈，按羧酸重量如表A所示表A不飽和或低鏈(C10或更少)長的羧酸的總百分率概括的范圍被優(yōu)選的范圍最優(yōu)選的范圍0-15%0-5%0-1%對于本發(fā)明的復(fù)合清潔棒的某些隨意任選的混合物成分，其中已給出的，這些混合物成分相對基本的優(yōu)選的棒芯結(jié)構(gòu)，沒有一個(gè)是必不可少的。對于每種隨意的混合物成分，其最低的等級為零。某些較佳棒可以把包含這些混合物成分總量，從大約0.1%提高到70%。理想的是芯棒可以包含大量的以脂肪酸、棒堅(jiān)硬助劑、肥皂、和水為基礎(chǔ)的其它混合物成分。
例如包含水溶性有機(jī)鹽，磺酸和脂肪族的一些硫酸酯，其是有機(jī)水溶性鹽硫反應(yīng)產(chǎn)生的，在分子結(jié)構(gòu)中具有由10到22個(gè)碳原子烷基原子團(tuán)和從磺酸和硫酸酯原子團(tuán)組成的組中選出的原子團(tuán)。
特別感興趣的合成硫酸鹽洗滌劑是具有10到20個(gè)碳原子的常規(guī)的硫酸酯的常規(guī)固體堿金屬鹽。
因此，通過用牛脂或椰子油的還原或棕櫚油硬酯精、棕櫚仁油、巴巴蘇仁油、或者其它可用于本發(fā)明的椰子類油的還原，其衍生出的混合的高級醇中，可獲得烷基硫酸的鈉鹽和鉀鹽。
其它的能適用的脂肪族硫酸酯包含較高分子量的皂化形成的羧酸未完全飽和的多元醇的硫酸酯的水溶性鹽類。這種合成洗滌劑包含較高分子量的脂肪酸甘油一酸酯的硫酸酯的堿金屬水溶性鹽類，諸如1，2-羥基丙烷-3硫酸酯的一元酯的鈉鹽和鉀鹽、一元肉豆蔻酰乙撐二醇硫酸鈉或鉀、一元月桂酰二甘醇硫酸鈉或鉀等等。
應(yīng)當(dāng)指出表面柔和性可以通過表面承載破壞實(shí)驗(yàn)來測定，其通常用以估價(jià)表面活性劑的刺激性能力。在測試中表面活性劑越柔和越不容易破壞表皮阻擋層，可用一定量的放射性同位素示蹤水(3H-H2O)來測定表皮阻擋層的破壞。這種放射性同位素示蹤水從檢測液經(jīng)皮膚外表皮進(jìn)入包含有擴(kuò)散腔室的生理緩沖器中。這種檢測方法已披露在T.J Franx的J.Invest.Dermatol 1975年64，第190～190頁中，而且還被披露在作為本發(fā)明參考的1987年6月16日授權(quán)Small等人的美國專利US-4673525中，或者還披露了一種包含有“標(biāo)準(zhǔn)的”烷基甘油基醚磺酸鹽混合物的順式棒(Sybar)為基礎(chǔ)的柔和烷基甘油基醚磺酸鹽(AGS)表面活性劑。
阻擋層破壞試驗(yàn)通常用于選擇一些柔和的表面活性劑，某些優(yōu)選的柔和的表面活性劑已披露在上述Small等人的專利和Rys等人的文獻(xiàn)中，優(yōu)選的表面活性劑的一些特例已用于本發(fā)明的實(shí)施例中。
一些增強(qiáng)泡沫型洗滌劑的表面活性劑，其是柔和型的，諸如月桂酰肌氨酸鈉、椰子酰2-羥基乙磺酸鈉、烷基甘油醚磺酸鹽、已磺化的脂肪酯類、石蠟磺酸鹽、以及磺化的一些脂肪酸。其中吸水性表面活性劑被定義為在26℃和80%的相對濕度條件下，放置3天后由于吸水而至少增重20%的表面活性劑。
本發(fā)明的一種柔和型皮膚pH值清潔棒，可以包含大約0.5%到20%硅膠和硅流體的混合物，其中膠體與流體的比例大約為10∶1到1∶10，最好從4∶1到1∶4，而最佳為3∶2到2∶3。
本發(fā)明的其他成分可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要來選擇，例如，在潔膚產(chǎn)品中的配方中可以使用一些芳香劑，其通常占組合物的約0.1到2.0%，還可以加入醇類、水合物、著色劑、以及諸如滑石、粘土、非水溶性的微粒狀碳酸鈣和糊精等充填劑，通常至少含有占組成物1%的防腐劑，例如乙二胺四乙酸鈉鹽(ethylenediaminetetraacetatesodium)(EDTA)，這些都可以加入清潔產(chǎn)品系列中，以防止褪色和香味消失。還可以加入通常不超過1.5%的抗菌劑。另外上述各專利中所披露的和所建議的，均可以作為本發(fā)明棒的成分或組合，并均可被本發(fā)明所參考。
棒外形助劑棒外形(阻擋水的和/或防止縮皺的)助劑最好從下述材料中選出可相容的鹽和鹽的水合物;
水溶性有機(jī)物，例如多元醇和尿素等;
硅酸鋁鹽和粘土;
它們的混成物。
一些溶水性有機(jī)物還可以作為棒堅(jiān)硬助劑的共溶劑來使用，這些還適合作為本發(fā)明的棒外形穩(wěn)定劑來使用。一些較好的溶水性有機(jī)物是丙二醇、丙三醇、乙二醇、蔗糖、尿素，以及其它的可配任的多元醇。
一種特別適用的水溶性有機(jī)物是丙二醇。而其它的可相容的有機(jī)物包括諸如乙二醇或1，7-庚烷-二醇，分別為一或多亞乙基和亞丙基二醇(分子量可高達(dá)約8000)等的多元醇，它們的單C1-4烷基醚、山梨醇、丙三醇、2-戊醇、1-丁醇、一、二和三乙醇銨、2-氨基-1-丁醇，以及類似物，特別是其多元醇。
其中所用的術(shù)語“多元醇”中包含非還原糖，即蔗糖，蔗糖不會還原費(fèi)靈氏液，因此應(yīng)劃入“非還原”的雙糖類。除特別說明之外，術(shù)語“蔗糖”包含蔗糖、蔗糖的衍生物以及在高達(dá)大約210°F(98℃)的脂肪酸鹽制造的溫度下，可基本保持穩(wěn)定的一些類似的非還原糖、類似的多元醇，諸如海藻糖、棉子糖、水蘇四糖等以及山梨醇、乳醇(lactitol)，麥芽醇(maltital)等。
通過抑制水，兼容的鹽和鹽的水合物常用于穩(wěn)定棒肥皂的外形。一些優(yōu)選的鹽類有氯化鈉、硫酸鈉、磷酸氫二鈉、焦磷酸鈉鹽、四硼酸鈉鹽。
一般兼容鹽類及鹽水合物包含有機(jī)酸的鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鋰和銨鹽以及低(6個(gè)或6個(gè)以下碳原子的)羧酸或其它有機(jī)酸、相應(yīng)的水合物以及它們的混合物。
而無機(jī)鹽包括鹽酸鹽、溴酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、正磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏硼酸鹽、四硼酸鹽、碳酸鹽。有機(jī)鹽類包括醋酸鹽、甲酸鹽、甲基硫酸鹽、檸檬酸鹽。
還可以采用水溶性胺鹽。最好選用一元乙醇胺、二元乙醇胺和三元乙醇胺(TEA)鹽酸鹽。
硅酸鋁鹽和其它粘土也可以用在本發(fā)明中。一些優(yōu)選的粘土已披露于美國專利US-4，605，509和US-4，274，975中，可以結(jié)合參考。用于本發(fā)明的粘土的其它類型還包括沸石、高嶺土、蒙脫土、綠坡縷石、伊利石、膨潤土、敘永石、而)優(yōu)選的粘土是高嶺土。
蠟類包括，基于石油的蠟(石蠟、微晶蠟、石油)、基于植物的蠟類(巴西棕櫚蠟、棕櫚蠟、小燭樹蠟、甘蔗蠟、以及植物衍生出的甘油三酸酯)，基于動物的蠟類(蜂蠟、鯨蠟、羊毛蠟、蟲膠蠟以及動物衍生出的甘油三酸酯)礦物蠟(石蠟、純地蠟、褐煤蠟(montar))，以及合成蠟(費(fèi)一托蠟)。
一些較佳的蠟已用于本發(fā)明實(shí)施例中。一種有用的蠟，其熔點(diǎn)(M.P)大約為120°F到185°F(49°-85℃)。最好為125°F到175°F(52°-79℃)，較好的石蠟是熔點(diǎn)為130°F到140°F(49°-60℃)的完全精制的石油蠟。這種蠟無色、無味、并滿足用于食品覆層和食品包裝的FDA質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這種石蠟已商品化，例如可以從美國俄亥俄州SrandardoilCompany買到的商品名為FactowaxR-133。
其余的適用蠟為NationalwaxCO.銷售的商品名為9182和6971的石蠟，其熔點(diǎn)為131°F和130°F(～55℃)，另一種適用的石蠟為ExxonCorp.銷售，商品名為158的石蠟，其熔點(diǎn)為158°F(70℃)。
本發(fā)明的棒中石蠟最好按重量占大約5%到20%，在產(chǎn)品中加入石蠟成分可以改善表面柔和性，可塑性、堅(jiān)硬性和可加工性，它還可以使棒具有光滑的外觀和柔順的手感。
石蠟成分中隨意添加些微晶蠟，一種適宜的微晶蠟，具有一個(gè)熔點(diǎn)范圍，例如大約140°F(60℃)到185°F(85℃)，而最好為145°F(62℃)到175°F(79℃)。這種最好能符合用于食品級微晶蠟的FPA質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。Witcochemicalcompany銷售的商品名為MultiwaxX-145A的微晶蠟最適宜。
在本發(fā)明棒中，微晶蠟最好占重量的0.5%到5%。微晶蠟成分在室溫條件下可以改善棒的可塑性。
實(shí)施例下述實(shí)施例是說明性的，而不是作為對本發(fā)明范圍的限定，其中除有特殊說明的之外，各數(shù)值、范圍、溫度、結(jié)果等等均是近似值。
對進(jìn)行棒硬度實(shí)驗(yàn)的一些實(shí)施例的說明1.棒的硬度是在25℃時(shí)，所測量的是針入到棒中的針入深度(按毫米)，正如其中所描述的，分別被升溫的棒的硬度還可以在49℃的條件下進(jìn)行測量。
棒浸潤試驗(yàn)2.棒的浸潤等級是由下述方法來確定的(1)將一肥皂棒放置在直徑為1400毫米的圓盤中;
(2)向盤中加入200毫升的溫度為室溫的水，使棒的底部3毫米浸入水中;
(3)擱置該肥皂棒一整夜，(15小時(shí));
(4)翻轉(zhuǎn)棒，根據(jù)浸潤的特點(diǎn)和浸潤的數(shù)量以及刻度尺上的浸潤深度，對絕大多數(shù)市售棒試樣，其中10相當(dāng)不浸潤，8.0～9.5相當(dāng)為低浸潤值，5.0～7.5相當(dāng)為中等浸潤;而4.5或低于4.5的相當(dāng)于非常差的浸潤，以此來確定棒的質(zhì)量等級。
商業(yè)上的一些肥皂棒例如SAFEGVARD，ZEST，IVORT，及LAVA，其浸潤等級分別為5、6、6和6。
實(shí)施例Y是一種較好的皮膚pH值框架棒，其具有極好的堅(jiān)硬性，即使在較高的存貯溫度的條件下(49℃)，它也很少有浸潤并且有良好的起泡性。
皮膚pH冷凝棒實(shí)施例下述實(shí)施例是用冷凝棒工藝制造，該工藝提供了一種堅(jiān)硬的、柔和的、低浸潤的皮膚pH值個(gè)人清潔冷凝棒。其包含游離羧酸的框架結(jié)構(gòu)，其具有相對剛性的、互鎖的半連續(xù)的，打開的三維結(jié)晶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其是按下述步驟制作的Ⅰ.混合熔融的(170～205°F;76～96℃)的混合物，其包含按所說棒的重量的約10%到50%的基本呈游離的一元羧酸，大約15%～40%的水;以及大約15%到65%的陰離子和/或非離子型棒堅(jiān)硬助劑，其至少含占棒重10%的合成表面活性劑，隨意的進(jìn)行干燥;
Ⅱ.冷卻所說的混合物到半固態(tài)，其是在刮光壁熱交換冷卻器中，并在溫度為110°～195°F(43～91℃)的條件下被冷卻。
Ⅲ.擠壓所說的半固態(tài)為軟芯棒，并進(jìn)一步冷卻和結(jié)晶所說的軟芯棒，直至堅(jiān)硬以提供所說的皮膚pH值個(gè)人清潔冷凝棒。
下述一些實(shí)施例是用于常規(guī)產(chǎn)品的制作。
步驟Ⅰ-進(jìn)行混合最好是按下述添加順序來形成混合物1.游離的羧酸2.共溶劑3.固態(tài)表面活性劑，諸如椰子酰羥乙磺酸鹽;
4.液態(tài)的或柔軟表面活性劑，其包括含水溶液，糊劑等等，諸如直鏈烷基苯硫酸鈉等;
5.glydant，如果使用的話;
6.羥乙磺酸鈉，如果使用;
7.在水中溶解氯化鈉;
8.淀粉總量的一半，如果被使用;
9.水配重10.淀粉配重，如果被使用;
11.芳香劑;
該被熔融的混合物是在大約170°F到205°F(76°～96℃)的條件下被混合，以便形成熔融的水狀混合物。最佳的混合溫度取決于待定的配方。超過210°F(99℃)可導(dǎo)致熔融混合物的氧化并且還可能造成混合物的沸溢和加氣。
任選步驟-松散微量添加和快速進(jìn)行干燥的任選。
用排液變?nèi)荼没蚱渌诰€的混合器的較小者，對所說的混合和芳香劑添加(如果僅進(jìn)行干燥)進(jìn)行松散。
這些實(shí)施例是未被松散的和干燥的。步驟1中的混合物是隨意被干燥以便所說水的數(shù)量至所要求的水平，最好是20～30%的水，快速干燥的溫度大約為225°F到315°F(135°～157℃)，在大約30～100psi(115～517毫米汞柱)的壓力條件下。
在本發(fā)明的最佳情況下，并沒有干燥步驟。
步驟Ⅱ-冷凝用刮光壁的熱交換器(冷卻器)冷卻該混合物到局部結(jié)晶組分，從初始的大約180°F到200°F(82°～93℃)或大約200°F到220°F(93°-104℃)的溫度，如果被干燥，最終溫度最好為大約110°F到195°F(43°～91℃)，更好的為大約150°F到175°F(65°～79℃)這個(gè)最終溫度還對應(yīng)于冷凝器的出口溫度，通?；旌蠝囟龋鋵⑿纬晒饣镜?，并保持它曾經(jīng)在被移動的帶狀物上被擠壓所形成的形狀(步驟Ⅲ)。特別令人驚奇人是有些優(yōu)選棒可以在帶狀物上保持形狀而無需特殊進(jìn)行冷卻(即，其初始溫度等于FOT)。
最好，這種熔融混合物盡可能地稠，只要能維持可泵性就可以。通過形成六角形液晶相可得到該稠度的混合物。在熱熔融混合物中還與其中的中間相有關(guān)。六角形和相應(yīng)粘度的增加將隨合成表面活性劑和水的比例從大約1∶2到2∶1的變化而改變。最好從0.75∶1到1.5∶1，通過對六角相確定的精確范圍，其取決于合成表面活性劑的類型和組分的提高。某些最佳的棒還包含諸如玉米淀粉和糊精等淀粉或其它的使該熔融混合物粘稠的進(jìn)行稠化的聚合物。
步驟Ⅲ-擠壓把由步驟Ⅱ已被冷卻的混合物擠壓成柔軟芯體的移動帶，然后使其冷卻和完全結(jié)晶，并且對其壓花和進(jìn)行包裝。最好采用在US-3，835，059的美國專利中所披露的擠壓方式來做成這種芯體。在一些情況下，組合物的一些部分在冷卻器中(步驟Ⅱ)中實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶，以便能提供具有適宜粘滯性可維持帶狀體狀態(tài)的半固態(tài)，在這種情況下，游離羧酸最終結(jié)晶形成按本發(fā)明冷凝棒的互鎖的、半連續(xù)的、開放的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。
可在大約90°F到130°F(32°～55℃)，最好為大約95°F到110°F(35°～44℃)的溫度下，對這種芯棒進(jìn)行切割和壓花。
本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)是，可以在冷卻器中只產(chǎn)生少許結(jié)晶或不產(chǎn)生結(jié)晶的條件下進(jìn)行擠壓。在一些優(yōu)選條件下，步驟Ⅰ中的混合物將具有足夠的粘滯性以致于在步驟Ⅲ中可以最小的冷卻就能擠壓該混合物，因此在冷卻器中很少或不結(jié)晶。這些優(yōu)選的情況，在冷卻器中混合物被擠壓之后，幾乎所有的游離羧酸再被結(jié)晶，在以形成本發(fā)明的互鎖的、半連續(xù)的、開放網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。眾所周知在肥皂制造工藝中，中間相的生成將導(dǎo)致不能正常工作、不能泵出粘性物體，因此應(yīng)盡量避免供給中間相。然而驚奇地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的組分的中間相可以被切剪的很薄，而且其呈現(xiàn)的沾滯性幾乎與剪切速率成正比。因此可以用攪動和泵起方式在步驟Ⅰ中使熔融中間相混合的稀薄以便提供混合物各組成部的良好混合并且在步驟中使混合物的傳輸?shù)嚼鋮s器更容易。但是，不期望地降低了混合物被擠壓中的切剪力并且導(dǎo)致出乎意料地增加粘滯性以便足以使帶形成芯棒。
表1給出了作為步驟Ⅰ剪切率函數(shù)的較好和更好的粘滯性范圍表Ⅰ剪切速率1/秒較好更好1100,000-1,000,000100,000-500,00055,000-100,00010,000-65,000201,000-50,0002,500-25,00050500-12,0001,000-5,000在目前的已知的采用冷卻器工藝制造牛脂和椰子脂肪酸鹽(肥皂)的情況下，熔融混合物具有非常低的剪切響應(yīng)，并且需要典型的干燥步驟以降低含水量并提高粘滯性，以便使初始的高含水量的混合物能被攪動和被泵起。而利用干燥獲得低含水量的混合物具有為通過冷卻器的在步驟Ⅱ中的工藝所需的足夠的粘滯性。本發(fā)明的一個(gè)特殊的優(yōu)點(diǎn)就是其不再需要進(jìn)行干燥。
表Ⅱ比較冷凝肥皂棒的粘滯度比較實(shí)施例ZAA混合物中的成分重量百分比重量百分比(%)(wt%)牛脂肪酸鈉45.649.4可可酸鈉(Sodium Co-24.515.6(coate)游離脂肪酸29.50.1氯化鈉0.40.5水29.523.4剪切速率1/秒1.31.0粘滯性,CPS*40,400 271,000剪切速率1/秒4.04.0粘滯性,CPS*14,800 68,100剪切速率1/秒18.518.5
粘滯性,CPS*4,810 37,500剪切速率1/秒50.843.4粘滯性,CPS*2,330 28,800＊88℃(190°F)上面給出了有關(guān)常規(guī)的基于肥皂的冷凝棒配方的粘滯性相對剪切速率的改變。
正如在任選步驟中所描述的，比較例Z是進(jìn)行干燥之前的，而比較例AA是進(jìn)行干燥之后的。在比較例Z中按棒的重量其含水量從29.5%減少到在比較例AA中的23.4%。
在低剪切速率下由于結(jié)晶數(shù)量很少，因此要求具有很高的粘滯性以便于擠壓和形成帶狀物因此，對于低含水量(AA)在1.0/秒的速度下，其低剪切粘滯性在271，000CPS是非常合意的。而對于高含水量的情況(Z)在1.3/秒速率條件下40，400CPS就過于稀薄了。另一方面，為了在步驟1中能具有良好的可攪動性和可泵起性，則希望在高剪切的條件下具有低粘滯性。因此對于含水量較高的情況(Z)，較高粘滯性(2，330-4，810CPS)是可以接受的。然而這些對于低含水性(AA)又是過于粘稠了(28，800-37，500CPS)。其結(jié)果對于比較實(shí)例Z而言，在由步驟Ⅰ直到步驟Ⅲ的過程中都需要有進(jìn)行干燥的步驟。
表Ⅲ皮膚pH值冷凝棒pH值5.5到6.0實(shí)施例BBCCDD混合物中的成分重量%重量%重量%12-羥基硬脂酸16.214.114.5椰子?；u乙磺酸鈉44.538.738.1直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)1.51.4-直鏈烷基甘油基醚磺酸鈉(AGS)6.25.43.1月桂酰肌氨酸鈉4.84.24.0Altowhite粘土--3.9氯化鈉0.20.20.1微量混雜3.63.12.8水23.033.033.5針入度,毫米11.09.37.0浸潤性5.08.59.0FOT*°F 137 138-178 146-193FOT*℃ 58 59-81 63-89＊冷卻器出口溫度。
在上述情況下，通過向?qū)嵤├鼴B的熔融的混合物中加水，使其含水量由實(shí)施例BB的23.0%增加到實(shí)施例CC的33%的方式來產(chǎn)生實(shí)施例CC。對于這些實(shí)施例，隨著水的添加(CC)，步驟1的熔融混合物將變得更加粘滯。其結(jié)果對于CC在步驟Ⅱ中具有更高的FOT，對BB具有溫度137°F(58℃)的最高FOT，而CC則具有178°F(81℃)的最高FOT，通常實(shí)施例CC的棒比實(shí)施例BB的更硬，其針入度由9.3毫米變成11.00毫米，并且改進(jìn)了其浸潤性，由8.5變?yōu)?.0，如實(shí)施例DD所示，利用減少合成表面活性劑到某個(gè)水平(由CC1.4%LAS和5.4%AGS變到實(shí)施例DD的0%LAS和4.0%AGS)，并在實(shí)施例DD中添加3.9%的粘土。則進(jìn)而得到比實(shí)施例CC更堅(jiān)硬和浸潤性改善的實(shí)施例DD。
表Ⅳ較好的皮膚pH冷凝棒實(shí)施例EEFFGG混合物中的成分重量%重量%重量%12-羥基硬脂酸14.518.814.6月桂酰羥乙磺酸鈉34.532.3-椰子酰羥乙磺酸鈉--34.8烷基甘油醚磺酸鈉-2.73.0月桂酰肌氨酸鈉4.03.64.0椰子甜菜堿3.03.1-Altonhile粘土4.03.44.0氯化鈉0.6-0.1芳香劑0.6-0.5微量混雜4.05.66.0水34.833.532.8pH6.0--針入度,(毫米)7.59.07.8浸潤性8.58.59.5FOT,°F140143-150152FOT,℃6062-6667剪切率,1/秒111
粘滯性,CPS*209,000**166,000**225,000**剪切率,1/秒555粘滯性,CPS*60,700 27,200 44,000剪切率,1/秒202020粘滯性,CPS*21,300 4,000 12,930剪切率,1/秒505050粘滯性,CPS*10,200 1,860 4,600＊在180°F時(shí)＊＊被推斷的值在上述情況下，實(shí)施例EE、EF和GG表明在進(jìn)行切薄，其中，熔融混合物在步驟1中在高剪切速率時(shí)具有相對低的粘滯性，當(dāng)501/秒速率時(shí)，為1，800-10，200CPS。以便適于允許良好地進(jìn)行混合。而在低剪切速率時(shí)具有非常高的粘滯性，當(dāng)1/秒速度時(shí)為160，000-225，000CPS，其結(jié)果，可以用相當(dāng)高的FOT(140-152°F，60-67℃)擠壓，并使棒具有良好的堅(jiān)硬和極好的浸潤性，而不需要一個(gè)進(jìn)行干燥的步驟。
權(quán)利要求
1.一種皮膚pH值棒，其特征在于，包括(A).大約10%到50%的基本呈游離的一元羧酸，其中占所述基本游離的一元羧酸重量的15%以下的羧酸是已被中和了的；(B).大約15%到65%的陰離子和/或非離子型棒堅(jiān)硬度助劑，所述的棒堅(jiān)硬助劑中包含至少占所述棒重量的10%的合成表面活性劑；和(C).占所述棒重量的大約15%到40%的水；其中所述的冷凝棒是按下述工藝步驟制作的；Ⅰ.在170-205°F(76-96℃)的溫度條件下，混合由所說的基本呈游離的羧酸、所說的水及所說的棒堅(jiān)硬助劑組成的熔融混合物；Ⅱ.在冷卻出口溫度為110-195°F(43-91℃)的條件下，在刮光壁熱交換冷凝器中冷卻所述的混合物到半固態(tài)Ⅲ.擠壓所述的半固態(tài)物作成軟芯棒，并且進(jìn)一步冷卻和結(jié)晶所述的軟芯棒，直至使其堅(jiān)硬以提供所說的皮膚pH值個(gè)人清潔冷凝棒；其中所說的步驟Ⅰ的熔融混合物包含液體結(jié)晶中間相；所說的熔融混合物具有當(dāng)剪切速率大約1/秒時(shí)，粘滯性大約為100，000CPS到1，000，000CPS；其中當(dāng)剪切速率為大約為5/秒時(shí)，所說的粘滯度大約為5，000CPS到100，000CPS；當(dāng)剪切速率為20/秒時(shí)，粘滯度大約為1，000CPS到50，000CPS；當(dāng)剪切速率為50/秒時(shí)，粘滯度大約為500CPS到12，000CPS；其中合成表面活性劑與水的比例大約為2∶1到1∶2；以及其中所說的冷凝棒具有一個(gè)從0提高到12毫米的25℃的針入度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的皮膚pH值冷凝棒工藝，其中所說的棒堅(jiān)硬度助劑在所說的熔融混合物的步驟Ⅰ中增加了所說的羧酸的溶解度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的皮膚pH值冷凝棒，其中，所說的熔融混合物具有一個(gè)大約從100，000CPS到500，000CPS的粘滯度，且剪切速率為1/秒的條件下;其中，在剪切速率大約為5/秒時(shí)，所說的粘滯度大約從5，000CPS到65，000CPS;在剪切速率大約為20/秒時(shí)，所說的粘滯度大約從2，500CPS到25，000CPS。在剪切速率大約為50/秒時(shí)，所說的粘滯度大約從1，000CPS到5，000CPS。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的皮膚pH值冷凝棒的工藝，其中步驟Ⅱ具有一個(gè)從大約150-180°F(65°-82℃)的冷凝器出口溫度;其中在步驟Ⅰ中所獲得的粘滯度，足以使在步驟Ⅱ中只需進(jìn)行少許冷卻或不冷卻，就能在步驟Ⅲ中擠壓所說的混合物而作成為一個(gè)軟芯棒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的皮膚pH值冷凝棒，其中至少80%的所說的一元羧酸具有下述通式的結(jié)構(gòu)
其中a+b＝10到20a，b分別＝0到20X＝H，OR
R，或它們的混合物R＝C1-C3烷基，H，或它們的混合物R1＝C1-C3烷基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的皮膚pH值冷凝棒，其中，所說的棒在49℃時(shí)具有一個(gè)小于12毫米的針入度，且其中至少5%的一元羧酸(A)是被中和的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的皮膚pH值冷凝棒，其中所說的棒堅(jiān)硬度助劑可以從下述組成的組分中選擇Ⅰ.合成表面活性劑，其占大約10%到50%;其中所說的合成表面活性劑可以從下述組成的組分中選擇硫酸烷基鹽、石蠟磺酸鹽、烷基甘油醚羥乙磺酸鹽、陰離子?；“彼猁}、直鏈烷基苯磺酸鹽、甲酰牛磺酸鹽、N-酰基谷氨酸鹽、烷基萄葡糖苷、α-硫代脂肪酸酯、?；u乙磺酸鹽、萄葡糖酰胺烷基硫代琥珀酸鹽、烷基醚羧酸鹽、磷酸烷基酯、羧乙基酯磷酸烷基酯、甲萄葡糖酯、蛋白冷凝物，該烷基醚硫酸鹽，其具有1到12個(gè)乙氧基團(tuán)，以及它們的混合物，其中所說的表面活性劑，包含C8-C12烷撐鍵，以及它們的混合物;和Ⅱ、占重量大約0%到40%共溶溶劑，其中所說的共溶溶劑可以從以下組成的組中選擇(a)非揮發(fā)性的、水溶性的非離子型的有機(jī)溶劑，其從具有下述結(jié)構(gòu)的多元醇組成的組分中選擇
其中R3＝H，C1-C4烷基;R4＝H，CH3;及K＝1-200;C2-C10鏈烷二醇;山梨糖醇;甘油醇;糖，糖衍生物;尿素;和其中所說的一元羧酸X＝H且a+b＝12-20，或所說的一元羧酸是12-羥基硬脂酸;和其中所說的水占所說棒重的大約20%到30%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的皮膚pH值冷凝棒，其中，所說的合成表面活性劑占所說棒重量的大約20%到30%;其中合成表面活性劑與水的比率為大約從2∶1到大約1∶2;以及其中所說的合成表面活性劑是一種鈉鹽，并且從下列組成的組分中選擇的烷基甘油醚磺酸鹽，酰基羥乙磺酸鹽，萄葡糖酰胺，以及它們的混合物，其中所說的表面活性劑含有C10-C18烷撐鏈以及它們的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的皮膚pH值冷凝棒，其中所說的合成表面活性劑是酰基羥乙磺酸鈉并且其中合成表面活性劑與水的比率是大約從1.5∶1到大約0.75∶1。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的皮膚pH值冷凝棒，其中所說的?；u乙磺酸鈉是從包含下述組成的組分中選擇的椰子酰羥乙磺酸鈉和月桂酰羥乙磺酸鈉以及它們的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的皮膚pH值冷凝棒，其中所說的棒還包含有大約占0.1%到60%的由下述組成中選擇出的其它的清潔棒肥皂混合物的組分大約0.5到1%的所說鉀肥皂;大約0.5到1%的三乙醇胺肥皂;大約從1%到40%的從碳酸鈣和滑石粉中選擇出的微粒非水溶性材料;大約0.1%到20%的高分子皮膚感受助劑;大約0.5%到25%的硅酸鋁粘土和/或其它粘土，其中所說的硅酸鋁鹽類和粘土類可以從下述組成組分中選擇沸石、高嶺土、蒙脫土、綠坡縷石、伊利石、膨潤土、敘永石、高嶺石以及煅燒了的粘土;大約1%到40%的鹽和鹽的水合物，以及它們的混合物，其中所說的鹽和鹽的水合物可以從下述組成的組分中選擇鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鋰、銨、一元乙醇銨、二元乙醇銨，以及三元乙醇銨;并且其中所說的鹽和鹽的水合物具有一個(gè)從下述組成組中選擇的陰離子氯化物、溴化物、硫酸鹽、硅酸鹽、正磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏硼酸鹽、四硼酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸氫鹽、羥乙磺酸鹽、硫酸二甲酯以及6個(gè)碳原子或小于6個(gè)碳原子的一元或多元羧酸;大約0.5到30%的淀粉;大約1%到20%的兩性兼容性表面活性劑，其是從烷基甜菜堿，烷基Sultaines，和三烷基胺化氧以及它們混合物中選出的。大約0.1%到40%的從下述組成組中選出的疏水性材料微晶蠟、礦脂、巴西棕櫚蠟、棕櫚蠟、小燭樹蠟、甘蔗蠟、植物衍生出的甘油三酸酯、蜂蠟、鯨蠟、羊毛脂、木蠟、蟲膠蠟、動作衍生的甘油三酸酯、地蠟、石蠟、褐煤蠟(montar)、精制地蠟以及費(fèi)一托蠟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的皮膚pH值冷凝棒。，其中所說的棒包含有至少占所說棒重量的大約0.5%到30%淀粉。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的皮膚pH值冷凝棒，其中所說的淀粉占棒重量的大約1%到15%，且所說的淀粉是從玉米淀粉和糊精中選出的。
14.一種用于制造超柔和的、弱酸性的皮膚pH值冷凝棒的工藝，包括至少為兩相并且累加總量為占棒重量的大約10%到50%的基本游離一元羧酸或游離的和被中和的一元羧酸的混合物;大約15%到65%的水溶性有機(jī)陰離子和/或非離子型棒堅(jiān)硬度助劑;大約占15%到40%的水;其中所說的游離羧酸按所說的游離的和被中和的羧酸混合物重量，占大約85%到100%;而相反被中和的羧酸占所說的游離的和被中和的羧酸混合物重量的大約0%到15%;以及其中所說的工藝的特征在于下述步驟Ⅰ.混合一種被熔融的(170-205°F;76°-96℃)由所說的基本呈游離的羧酸，所說的水和所說的棒堅(jiān)硬助劑組成的混合物，任選部分地進(jìn)行干燥;Ⅱ.在冷卻溫度為110-195°F(43-90℃)的條件下，在刮光壁熱交冷凝器中將所說的混合物冷卻至半固態(tài);Ⅲ.擠壓所說的半固態(tài)作成軟芯棒;進(jìn)一步冷卻和結(jié)晶所述的軟芯棒，直至堅(jiān)硬，以提供所說的皮膚pH值冷凝棒;以及其中所說冷凝棒在25℃使用247克標(biāo)準(zhǔn)配重針入度檢測器探頭，測量的針入度為從0提高到12毫米，該探針具有一個(gè)針形其按裝在9英寸(22.9厘米)的軸上，檢測器重47克，在所述的軸的頂部具有200克配重以使所說的總重為247克，所說的錐形針具有一個(gè)19/32寸(1.51厘米)的頂部和一個(gè)1/32英寸(0.08厘米)的尖端部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的冷凝棒制造工藝，其中所說的熔融的混合物包含一液體結(jié)晶中間相，并且其中所說的混合物具有在剪切速率大約為1/秒時(shí)，粘滯度大約為100，000CPS到1，000，000PCS;在剪切速率大約為5/秒時(shí)，粘滯度大約為5，000CPS到100，000CPS;在剪切速率大約為20/秒時(shí)，粘滯度大約為1，000CPS到50，000CPS;在剪切速度大約為50/秒時(shí)，粘滯度大約為500CPS到12，000CPS。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的皮膚pH值冷凝棒工藝，其中所說的熔融的混合物，在剪切速率大約為1/秒時(shí)，具有的粘滯度大約為從100，000CPS到500，000CPS;其中當(dāng)剪切速率為5/秒時(shí)，所說的粘滯度大約為從5，000CPS到65，000CPS;其中，當(dāng)剪切速率為20/秒時(shí)，所說的粘滯度大約為從2，500CPS到25，000CPS;以及其中，當(dāng)剪切速率為50/秒時(shí)，所說的粘滯度大約為從1，000CPS到5，000CPS。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的皮膚pH值冷凝棒的工藝，其中步驟Ⅱ具有一個(gè)大約150-180°F(65°-82℃)的冷凝器出口溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的皮膚pH值冷凝棒的工藝，其中在步驟Ⅰ中所獲得的粘滯度適于使在第Ⅱ步驟中只需稍加冷卻或根本不進(jìn)行冷卻，就能把擠壓的混合物作成軟芯棒。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的皮膚pH值冷凝棒的工藝，其中所說的熔融的混合物包含一液體結(jié)晶中間相;而且其中的合成表面活性劑和形成所說的中間相的水的比例為大約為2∶1到1∶2。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的皮膚pH值棒的工藝，其中所說的水占所說堅(jiān)硬棒重量的大約20%到30%;所說的基本呈游離的羧酸為大約從15%到25%，而所說棒堅(jiān)硬度助劑為合成表面活性劑，并且占所說的堅(jiān)硬棒重量的大約20%到30%。
21.根據(jù)權(quán)利要求14的皮膚pH值棒的工藝，其中所說的棒包含有堅(jiān)硬晶狀相骨架結(jié)構(gòu)，其包含被拉伸晶體的一種互鎖和開放的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而被拉伸的晶體是基本由下組材料組成的(a)所說的游離的一元羧酸，或(b)所說的游離的或被中和了的羧酸的混合物;其中，所說的棒還包含一種含水相混合;所說的混合(當(dāng)單獨(dú)測定時(shí))在25℃時(shí)，具有一個(gè)大于12毫米到完全針入的針入度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的皮膚pH值棒的工藝，其中所說的含水相包含占所說含水相重量的大約20%到95%的水。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的皮膚pH值棒的工藝，其中所說的棒，在25℃時(shí)，具有大約為3毫米到9毫米的針入度，而在49℃時(shí)具有小于12毫米的針入度。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的皮膚pH值棒的工藝，其中所說的棒具有混雜的、非羧酸相，其包含從蠟、礦脂和粘土中選出的小滴或結(jié)晶。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的皮膚pH棒的工藝，其中所說的棒具有混雜的、非羧酸相，其包括合成表面活性劑的小滴或結(jié)晶。
26.根據(jù)權(quán)利要求14的冷凝棒的工藝，其中所說的步驟Ⅰ包括一個(gè)干燥步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由基本上呈游離的羧酸、水溶性有機(jī)陰離子和/或非離子型棒堅(jiān)硬助劑以及水所組成的堅(jiān)硬的、低浸潤性的、超柔和的皮膚pH值個(gè)人清潔用的冷凝棒，及其制造工藝，這種堅(jiān)硬的、低浸潤性的、超柔和的冷凝棒在25℃時(shí)具有0到12毫米的針入度。
文檔編號C11D17/00GK1078253SQ93104598
公開日1993年11月10日 申請日期1993年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月20日
發(fā)明者M·L·卡赫, J·E·田納利, D·G·施米特, T·K·黃 申請人:普羅格特-甘布爾公司