專(zhuān)利名稱(chēng)：包含具有協(xié)同作用的高水平游離脂肪酸和填充劑的皂塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塊狀肥皂組合物，優(yōu)選為塊狀肥皂形式，更優(yōu)選為基于脂肪酸皂的皂塊，該組合物既含有相對(duì)大量的游離脂肪酸(例如以相對(duì)于肥皂量的比率計(jì)量)，又含有相對(duì)大量的填充劑(例如同樣是以相對(duì)于肥皂量的比率計(jì)量)。
游離脂肪酸或填充劑各自在脂肪酸皂塊中的用途是本領(lǐng)域已知的。因此，例如游離脂肪酸早已用于皂塊組合物中。添加這種游離脂肪酸被稱(chēng)為“加脂”，加脂可用來(lái)制備用戶(hù)性能提高的皂塊，例如泡沫增加和/或皂塊手感改善。然而，現(xiàn)已知道，如果皂塊中使用太多的游離脂肪酸，對(duì)于結(jié)構(gòu)效果而言，皂塊可能太軟以致完全不能加工成皂塊，即便可以加工，皂塊也會(huì)非常軟。在通常的皂塊中，游離脂肪酸與總脂肪物(TFM)的比率不大于約0.06。TFM是游離脂肪酸和脂肪酸皂的組合。
填充料(例如有機(jī)顆粒、聚合物、蠟、糖等)在皂塊組合物中的用途也是已知的。因?yàn)榇罅康奶畛鋭?huì)導(dǎo)致喪失皂塊完整性(脆性皂塊)，所以通常認(rèn)為使用太多的填充劑是不適宜的。此外，通常發(fā)現(xiàn)皂塊中填充劑與TFM的比率不大于約0.2。
因此，如果單獨(dú)使用過(guò)量的填充劑或游離脂肪酸(FFA)(與肥皂相比比率非常高)時(shí)，這對(duì)工藝和/或皂塊性能是非常有害的。
然而，申請(qǐng)人預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)同時(shí)使用高比率的游離脂肪酸和高比率的填充劑時(shí)，使用其中一種會(huì)抵償另一種的不足，致使它們通過(guò)協(xié)同作用而得到一種總體性能更好的皂塊。因此，例如，使用的FFA/TFM比率高時(shí)，肥皂的軟度高，這通常在預(yù)料之中，但在使用填充劑后會(huì)變硬。而且，因?yàn)樘畛鋭┑窒擞坞x脂肪酸引起的軟度，所以現(xiàn)在可以使用較高比率的填充劑而不影響皂塊完整性，同時(shí)，填充劑還帶來(lái)感官上的好處(例如更似乳油狀的泡沫)。
Megson的美國(guó)專(zhuān)利第3,576,749號(hào)中公開(kāi)了含有2％～15％游離脂肪酸的皂塊。如果使用高含量(例如10％以上)的游離脂肪酸，而且沒(méi)有填充劑抵消這種軟度時(shí)，皂塊性能會(huì)怎樣(例如軟度增加)尚未見(jiàn)報(bào)道?？偟膩?lái)說(shuō)，游離脂肪酸和填充劑的組合，兩者均以本發(fā)明所要求保護(hù)的規(guī)定最小比率使用，或者是因兩者預(yù)料不到的協(xié)同作用才使其以如此高含量使用也未見(jiàn)報(bào)道。
美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2002/0045555中公開(kāi)了含有滑石粉和脂肪酸的皂塊。然而，同樣沒(méi)有教導(dǎo)或公開(kāi)填充劑(例如滑石粉)和游離脂肪酸水平(定義為與總皂的比率)可以較高，也沒(méi)有公開(kāi)這樣做的益處(例如增強(qiáng)起泡性能和觸覺(jué)感官性能)。
申請(qǐng)人預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn)，可以將填充劑和游離脂肪酸按具體所要求保護(hù)的相對(duì)于肥皂的比率合用而獲得益處。
第一方面，本發(fā)明涉及肥皂(1)其中游離脂肪酸與TFM的比率≥0.06；和(2)其中填充劑與TFM的比率≥0.2。
具備這種比率的各成分的皂塊是可加工的，不會(huì)太軟(例如根據(jù)屈服應(yīng)力測(cè)量)，泡沫性也好。
本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)明內(nèi)容涉及在保持皂塊加工性能的同時(shí)，增強(qiáng)起泡性能和觸覺(jué)感官性能的方法，該方法包括使用肥皂/游離脂肪酸/填充劑塊，其中(1)脂肪酸與TFM的比率≥0.06；和(2)填充劑與TFM的比率≥0.2。
對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，根據(jù)下面的發(fā)明詳述和所附的權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的所有方面、特征和優(yōu)勢(shì)將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。
為了避免疑惑，本發(fā)明某一方面的任何特征都可應(yīng)用于本發(fā)明的其它方面。要注意的是，下面說(shuō)明書(shū)中所給出的實(shí)施例是用來(lái)清楚地闡明本發(fā)明，而不是使本發(fā)明局限于所述實(shí)施例本身。除了實(shí)驗(yàn)實(shí)施例以外，或者除非另有說(shuō)明，本文所用的表示成分?jǐn)?shù)量或反應(yīng)條件的所有數(shù)字都應(yīng)理解為在一切情況下都用術(shù)語(yǔ)“約”修飾。
同樣地，所有百分比都是占總組合物的重量/重量百分比，除非另有說(shuō)明。“x～y”所表示的數(shù)字范圍應(yīng)理解為包括x和y。對(duì)于具體特征，以“x～y”描述多個(gè)優(yōu)選的范圍時(shí)，應(yīng)理解為包括不同端點(diǎn)的全部范圍都在考慮之中。在說(shuō)明書(shū)或權(quán)利要求書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“含有”、“包含”時(shí)，并不意味著排除其它未具體記載的任何術(shù)語(yǔ)、步驟或特征。所有溫度都用攝氏溫度(℃)表示，除非另有說(shuō)明。所有單位都采用國(guó)際單位制(SI)，除非另有說(shuō)明。所引用的所有文獻(xiàn)及相關(guān)部分的內(nèi)容都通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
下面，本發(fā)明通過(guò)實(shí)施例并參照附圖進(jìn)行描述，附圖中

圖1是本發(fā)明協(xié)同作用發(fā)生區(qū)的示意圖。
具體地講，在有填充劑而無(wú)游離脂肪酸的點(diǎn)，或者在有游離脂肪酸而無(wú)填充劑的點(diǎn)(A和V)，皂?xiàng)l(billet)的泡沫性能或屈服應(yīng)力低。在其它的點(diǎn)，可獲得屈服應(yīng)力超過(guò)150kPa同時(shí)具有優(yōu)良泡沫性能的皂塊，參見(jiàn)實(shí)施例所述。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及既包括與肥皂比率相對(duì)較高的游離脂肪酸(通常導(dǎo)致過(guò)軟)，又包括與肥皂比率相對(duì)較高的填充劑(通常導(dǎo)致開(kāi)裂和缺乏可加工性)的肥皂/游離脂肪酸塊，所述填充劑和FFA還會(huì)起協(xié)同作用，得到泡沫性良好的皂塊(即根據(jù)方案中所述的泡沫體積試驗(yàn)測(cè)量，泡沫體積至少18ml，優(yōu)選至少20ml，更優(yōu)選至少25ml)，該皂塊易加工(例如根據(jù)方案中所述的干酪絲(cheese wire)試驗(yàn)測(cè)量，屈服應(yīng)力至少150)，全部幾乎不開(kāi)裂或者全部不開(kāi)裂。
具體地講，在該實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及皂塊，該皂塊含有(1)20％～75％、優(yōu)選30％～60％(重量)的脂肪酸皂；(2)3％～30％、優(yōu)選4％～25％(重量)的游離脂肪酸；(3)20％～60％、優(yōu)選25％～55％(重量)的填充料；和(4)1％～15％的水，
其中游離脂肪酸與TFM的比率≥0.06；其中填充劑與TFM(游離脂肪酸+肥皂)的比率≥0.2；其中根據(jù)泡沫體積試驗(yàn)測(cè)量，上述皂塊的泡沫至少為18ml，更優(yōu)選至少為20ml；其中根據(jù)干酪絲試驗(yàn)測(cè)量，上述皂塊的屈服應(yīng)力至少為150。
在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及在保持皂塊加工性(例如用干酪絲試驗(yàn)測(cè)得的屈服應(yīng)力超過(guò)150)的同時(shí)，增強(qiáng)泡沫性能(泡沫至少18ml，優(yōu)選至少20ml)和/或觸覺(jué)感官性能的方法，該方法包括使用具有規(guī)定比率的皂塊。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的皂塊(具有規(guī)定比率)相對(duì)于未滿(mǎn)足這兩個(gè)比率要求的皂塊，至少在泡沫體積(通過(guò)泡沫體積試驗(yàn)測(cè)量，以ml計(jì))或不透明度(通過(guò)像素亮度(pixel intensity)測(cè)量)方面有至少1％的改進(jìn)。
下面對(duì)皂塊進(jìn)行更為詳細(xì)的定義。
本發(fā)明的皂塊含有20％～75％(重量)、優(yōu)選30％～60％(重量)的肥皂。
術(shù)語(yǔ)“肥皂”在本文以其公知含義使用，也就是說(shuō)，脂族烷烴一元羧酸或脂族烯烴一元羧酸的堿金屬鹽或烷醇銨鹽。鈉、鉀、單乙醇銨、二乙醇銨和三乙醇銨陽(yáng)離子或其組合，都適用于本發(fā)明的目的。一般而言，本發(fā)明的組合物中使用鈉肥皂，但約1％至約25％的肥皂可為鉀肥皂。本文所用的肥皂是眾所周知的天然或合成脂族酸(鏈烷酸或鏈烯酸)的堿金屬鹽，含有約12～22個(gè)碳原子，優(yōu)選約12個(gè)至約18個(gè)碳原子。它們可被稱(chēng)作丙烯酸烴類(lèi)的堿金屬羧酸鹽，含有約12個(gè)至約22個(gè)碳原子。
具有椰子油脂肪酸分布的肥皂可以提供寬分子量范圍內(nèi)較低分子量的脂肪酸。那些具有花生油或菜籽油脂肪酸分布的肥皂或其氫化衍生物，可以提供寬分子量范圍內(nèi)較高分子量的脂肪酸。
由于椰子油和牛脂脂肪酸較易獲得，因此優(yōu)選使用具有椰子油或牛脂或它們的混合物的脂肪酸分布的肥皂。椰子油肥皂中含有至少12個(gè)碳原子的脂肪酸的比例約占65％。當(dāng)使用椰子油和脂例如牛脂、棕櫚油或非熱帶堅(jiān)果油或脂等的混合物時(shí)，這個(gè)比例還會(huì)更大，其中主鏈長(zhǎng)度為C16以上。本發(fā)明組合物中所用的優(yōu)選肥皂含有至少約85％的脂肪酸，該脂肪酸含有約12-18個(gè)碳原子。
肥皂中所使用的椰子油，全部或部分可用其它“高月桂酸”油代替，也就是說(shuō)，油或脂中至少50％總脂肪酸由月桂酸或肉豆蔻酸及其混合物組成。通常使用椰子油類(lèi)的熱帶堅(jiān)果油作為這些油的例子。例如，它們包括棕櫚仁油、巴巴蘇油、小冠椰子油、星實(shí)櫚油(tucumoil)、羽葉棕櫚果油、星實(shí)櫚油(muru-muru oil)、價(jià)波特果油(jabotykernel oil)、khakan kernel oil、地咖仁油和肉豆蔻脂。
優(yōu)選的肥皂是約30％至約35％椰子油和約60％至約65％牛脂的混合物。這些混合物含有約95％脂肪酸，該脂肪酸具有約12個(gè)至約18個(gè)碳原子?？捎靡佑椭圃?，在這種情況下，鏈長(zhǎng)為C12-C18脂肪酸的含量約為70％。
根據(jù)商業(yè)上可接受的標(biāo)準(zhǔn)，肥皂中可含有不飽和脂肪酸。通常應(yīng)避免過(guò)多的不飽和脂肪酸。
可以用經(jīng)典鍋煮皂法或現(xiàn)代連續(xù)制皂法來(lái)制得肥皂，其中，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的步驟，使牛脂或椰子油等天然脂和油或其等同物與堿金屬氫氧化物進(jìn)行皂化?；蛘撸鹿鹚?C12)、肉豆蔻酸(C14)、棕櫚酸(C16)或硬脂酸(C18)等脂肪酸可以用堿金屬氫氧化物或碳酸鹽進(jìn)行中和以制得肥皂。
皂塊可以任選含有0～10％(重量)非皂合成表面活性劑，該表面活性劑可以選自陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑和陽(yáng)離子表面活性劑，盡管應(yīng)該清楚皂塊最主要的是肥皂塊，但是即便有合成表面活性劑，其水平也是最低的。
本發(fā)明的皂塊含有3％～30％(重量)、優(yōu)選4％～25％(重量)的游離脂肪酸。正如所指出的那樣，必須有足夠的游離脂肪酸，致使游離脂肪酸與總脂肪物(包括肥皂加上游離脂肪酸)的比率≥0.06，優(yōu)選＞0.08，更優(yōu)選＞0.1。
通常(例如在缺乏本發(fā)明所用的填充劑的情況下)，這種游離脂肪酸的含量將得到泡沫好但太軟的皂塊(例如屈服應(yīng)力＜100)。根據(jù)我們的發(fā)明，本發(fā)明皂塊的泡沫值至少為18ml，但卻不會(huì)太軟，而且加工性能好(例如屈服應(yīng)力值超過(guò)150kPa)。
本發(fā)明的皂塊通常含有大量的填充劑。皂塊一般含有約20％～60％(重量)的填充劑、優(yōu)選25％～55％(重量)的填充劑。
填充劑是指可以加入到常規(guī)皂塊的所有惰性有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料，包括粘土、二氧化硅、碳酸鈣、淀粉、糖和它們的混合物。
優(yōu)選的填充劑包括滑石粉、粘土、二氧化硅和它們的混合物。
根據(jù)本發(fā)明，正如所指出的一樣，游離脂肪酸與TFM的比率為0.06以上。尤其可以為0.06～0.4，優(yōu)選0.06～0.2。
本發(fā)明皂塊中填充劑與TFM的比率≥0.2～4，優(yōu)選0.25～3。
根據(jù)方案部分更詳細(xì)描述的泡沫體積方法測(cè)量，本發(fā)明皂塊的泡沫至少為18ml。
本發(fā)明的皂塊加工性能好，定義為用施加200g重量的干酪絲法測(cè)得的屈服應(yīng)力大于150kPa。
下述實(shí)施例采用了兩種加工方法。第一種方法，使用小型15g強(qiáng)剪力混合器來(lái)使材料混合，然后用液壓手動(dòng)Carver擠壓機(jī)將混合料擠壓成皂片。用這些皂片來(lái)評(píng)價(jià)泡沫等用戶(hù)性能。第二種方法，采用常規(guī)的混合、研磨、壓條和打印等工藝過(guò)程加工皂塊以評(píng)估加工性能。
實(shí)施例方案泡沫體積和不透明度試驗(yàn)在40℃的自來(lái)水中磨擦10次，使皂片和/或皂塊濕潤(rùn)。然后使之平衡5分鐘。然后，將皂片或皂塊放入手掌中，在流水中濕潤(rùn)，再磨擦10次。將泡沫收集在手掌中，然后再次揉搓20次。通過(guò)稱(chēng)重評(píng)價(jià)泡沫密度(氣體部分)，用密度資料與所產(chǎn)生泡沫的總重量一起，確定總體積(以ml計(jì))。將泡沫裝滿(mǎn)小培養(yǎng)皿，在可消除照度偏差的高亮度鹵素?zé)粝屡恼眨烙?jì)泡沫的不透明度。然后用市售Scion圖像軟件，對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)估，得出平均像素亮度。
采用干酪絲試驗(yàn)，干酪絲的直徑為0.5mm，重量為200g，測(cè)量屈服應(yīng)力。
實(shí)施例1-4與比較例A和B為了證明填充劑和FFA的協(xié)同作用，申請(qǐng)人用15g混合器和Carver擠壓機(jī)制備下述皂片。在這些實(shí)施例中，第一行65/35是指皂塊中牛脂皂與棕櫚仁油皂之比。制備下述制劑
此外，體積和不透明度結(jié)果報(bào)告如下
85/15是標(biāo)準(zhǔn)皂塊，其中數(shù)字85和15是指皂塊中牛脂皂與椰子皂的比率。A和B的體積數(shù)字與對(duì)照相比，表明填充劑和FFA單用時(shí)不足于產(chǎn)生良好泡沫。然而，1、2和3與對(duì)照相比，顯示出1、2和3的泡沫體積幾乎是對(duì)照的兩倍，表明FFA和填充劑發(fā)生協(xié)同作用。泡沫白度可判斷氣泡的大?。慌菽叫?，泡沫看起來(lái)越白。顧客常視較白的泡沫為乳油狀。結(jié)果表明，與對(duì)照相比，A、2和3的白度非常高，很可能是因?yàn)闅馀菁?xì)小的原因。因?yàn)锳的體積小，所以填充劑和FFA兩者比率都高的2和3，是僅有的具有小氣泡和最大泡沫體積的制劑。比較例1和比較例4表明，對(duì)于泡沫體積，某些填充劑例如滑石粉勝過(guò)其它填充劑例如二氧化硅。
下面充分精制的皂塊顯示出40℃時(shí)皂?xiàng)l的屈服應(yīng)力值。屈服應(yīng)力至少為150kPa(千帕斯卡)被認(rèn)為是可接受的。
上述實(shí)施例表明，F(xiàn)FA比率高但無(wú)填充劑的比較例，具有不可接受的低屈服應(yīng)力，而FFA和填充劑兩者比率都高的實(shí)施例5，屈服應(yīng)力與對(duì)照相同，非常易于加工。
權(quán)利要求
1.一種塊狀組合物，所述組合物含有(a)20％～75％重量的脂肪酸皂；(b)3％～30％重量的游離脂肪酸；(c)20％～60％重量的填充劑；和(d)1％～15％重量的水；其中脂肪酸與總皂的比率≥0.06；其中填充劑與總皂的比率≥0.2；其中根據(jù)所定義的泡沫體積試驗(yàn)測(cè)量，所述塊狀組合物的泡沫至少為18ml；和其中根據(jù)用直徑0.5mm和重量200g的干酪絲進(jìn)行干酪絲試驗(yàn)測(cè)量，所述塊狀組合物的屈服應(yīng)力至少為150kPa。
2.權(quán)利要求1的塊狀組合物，其含有3％～30％脂肪酸皂。
3.權(quán)利要求1或2的塊狀組合物，其中所述填充劑選自滑石粉、粘土、二氧化硅和它們的混合物。
4.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的塊狀組合物，其泡沫至少為20ml。
5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的塊狀組合物，所述塊狀組合物相對(duì)于不滿(mǎn)足脂肪酸與肥皂的比率≥0.06，而且也不滿(mǎn)足填充劑與肥皂的比率≥0.2的塊狀組合物，至少是泡沫以ml計(jì)或者不透明度以像素亮度計(jì)，都增加至少1％。
6.一種在保持加工性能的同時(shí)增強(qiáng)塊狀組合物泡沫和/或觸覺(jué)感官性能的方法，其中所述方法包括使用肥皂/游離脂肪酸/填充劑塊，其中脂肪酸與總皂的比率＞0.06，填充劑與總皂的比率≥0.2。
全文摘要
本發(fā)明包括新的塊狀組合物，該組合物在保持良好用戶(hù)性能的同時(shí)，含有較高水平的游離脂肪酸和填充劑。
文檔編號(hào)C11D9/18GK101065475SQ200580023813
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2005年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者張曉棟, V·蘇布拉馬尼安, P·夏 申請(qǐng)人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司