专利名称：含有α-羟基酸盐的容易压条的皂条的制作方法
技术领域：
本发明涉及主要含有脂肪酸皂作为清洁剂的皂条(尽管允许含有相对少量的合成表面活性剂)，该皂条也包含α-羟基酸盐(如乳酸钠)。
人们非常希望向皂条组合物中掺入α-羟基酸盐(如乳酸钠)。乳酸钠是在例如皮肤中发现的一种分子并具有湿润剂的性能。对使用者的调查已证实，个人洗涤产品中存在这种天然保湿因子对使用者具有相当大的吸引力，特别是如果又与益处相关时。
然而，向皂条中掺入这类通常是强电解质的盐，可引起加工困难。由于这些分子是强电解质，例如它们很容易破坏将不溶性皂结合在一起的皂基体的液晶相。若没有这些液晶相，就不能以任何有意义的方式挤出肥皂。
令人感到意外的是，申请人现已发现，使用能使组合物高脂化的甘油单酯(特别是单月桂酸甘油酯)和/或游离脂肪酸，将导致液晶相的稳定，这就可以生产出含有高含量(2wt％-15wt％，优选3wt％-14wt％，更优选4wt％-14wt％)的，例如乳酸钠的优质皂条。尽管另一种可以不存在，但对于存在一种、另一种或者两种都存在而言，高脂化游离脂肪酸或甘油单酯的用量必须至少为3wt％。
在基于皂的条中使用某些保湿盐，如乳酸盐和谷氨酸盐不是新的。GB专利1,487,552(转让于Unilever)在例如第2页，实施例II中公开了包含12％、15％或18％乳酸钠的牛脂皂条。当申请人尝试挤出这样的皂条时，发现特别困难(例如，每小时5个条或更小，相对于使用本发明皂条组合物每小时可以挤出至少30条而言)。由于先前的专利说明书并没有教导或建议使用甘油单酯和/或游离脂肪酸(以及如本文所述，两种物质的一种、另一种或其组合的最小量为3％)，因此，失败是不令人惊奇的。因此，人们没有认识到盐与甘油单酯和/或游离脂肪酸的相互作用以及这一相互作用如何导致本发明的高质量皂条。
JP83004079公开了含有乳酸、月桂酸缩合物皂与脂肪酸皂的皂组合物。其公开了缩合反应中乳酸的存在，但在最终产物中并没有公开乳酸或它的盐。因此，没有理由相信可能有或没有加工问题，并且的确没有公开用于解决这些问题的附加组分(如甘油单酯和/或游离脂肪酸)。
JP62199699公开了低含量(％)乳酸或乳酸钠用于钠皂基础物的用途。没有公开加入组分(如甘油单酯如单月桂酸甘油酯和/或游离脂肪酸)以改进由乳酸盐引起的加工问题。
JP07026299公开了含有皂基体、5-50％阴离子和/或两性表面活性剂和单脂肪酸酯的组合物。该发明的组合物含有小于10wt％的合成表面活性剂，优选小于5％，更优选4％或更小，更优选3％或更小。此外，该日本的参考文献并没有公开α-羟基酸盐或认识到在盐和甘油单酯之间的协同作用，该协同作用能防止盐影响加工性。
JP0908767公开了皂基础物，至少一种粘土矿物质和几种列举粘土的至少一种。尽管在保湿剂的细目清单中公开了乳酸钠，但没有教导或公开甘油单酯或高脂化剂，并且没有教导或建议其自身与甘油单酯和/或游脂肪酸的相互作用。
突然和令人感到意外地，申请人发现，在α-羟基酸盐(如乳酸钠)和甘油单酯和/或游脂肪酸之间存在相互作用，并且由于该相互作用，可以制备含有该α-羟基酸盐的高质量可挤出皂条。即，可以制备含有所需保湿剂的高质量基于皂的条。
更具体地说，在一个实施方案中，本发明包括一种组合物，该组合物含有(a)40wt％-80wt％的脂肪酸皂；(b)2wt％-15wt％的α-羟基酸盐(如乳酸钠)；(c)0wt％-15wt％甘油单酯(如单月桂酸甘油酯)；(d)0wt％-15wt％游离脂肪酸；和(e)7wt％-25wt％水。
根据本发明，并且尽管不希望受理论的约束，相信甘油单酯或游离脂肪酸(“高脂”)或两者的组合(必须使用的最小量为3wt％，无论使用单独一种或者使用其组合)与α-羟基酸盐相互作用，使得该盐不会破坏挤出“高质量”皂条所必须的皂基体液晶相。
在第二个实施方案中，本发明包括通过混合如下物质制备包含α-羟基酸的可压条皂条的方法40％-80％的脂肪酸皂，2％-15％的α-羟基酸盐和水与至少3％的甘油单酯、游离脂肪酸或其混合物。已经通过中和适当的脂肪酸(如使用NaOH)和加入另外的组分(如单月桂酸甘油酯和乳酸钠)，同时进行熔融，或将碱金属乳酸盐和GML共混到预先形成的皂基础物中，生产出高质量产物。
在一个实施方案中，本发明涉及含有天然保湿有益剂如α-羟基酸盐(如碱金属乳酸盐)的脂肪酸皂组合物。尽管这些盐通常会破坏液晶相的形成和使皂条特别易碎(如容易裂开和特别难以挤出)，申请人发现，甘油单酯(如单月桂酸甘油酯)、游离脂肪酸或两者的组合(尽管可以存在一种以排除另一种，但对于存在一种、另一种或者两种都存在而言，需要至少3％，可以挤出高质量条。高质量表示每小时可以至少挤出25条皂条。在没有最低含量的GML和/或游离脂肪酸存在下，该材料是不内聚的、粉末状的并且不能被挤出。
在第二个实施方案中，本发明提供了一种可压条的皂条(即在25条/小时或更大的速率下)的制备方法，甚至其中皂条含有相对高含量的α-羟基酸盐。皂条可以通过中和/或皂化而制备。例如，将组分加热到熔融(如约80℃左右)，向熔融混合物中(多半采用溶液方式)加入α-羟基酸盐。该熔融混合物和盐容易结合，对与该加入相关的时间则没有限制。
如果要使用脂肪酸，可以采用许多方式将它引入混合物中。例如，可以将脂肪酸直接加入到混合物中并进行熔融。向皂中引入脂肪酸的第二种方法是加入酸(如柠檬酸)与皂反应，形成脂肪酸。第三，如果通过中和脂肪酸而形成皂，借助于中和作用，脂肪进料可提供所要求的脂肪物质。所述三种方法的任意组合或全部都是可以接受的。
如果要使用单链长度甘油单酯，可以将材料加入到混合机中并进行熔融，或可以预熔融然后加入到混合机中。如果α-羟基酸盐为溶液的形式，可以将甘油单酯与溶液混合和然后加入到混合机中。如果通过皂化制备皂基础物，则可以部分中和甘油三酯的成分，得到一些甘油单酯。
以上所述的加入顺序并不以任何方式来限制本发明。该方法是非常可靠的，只要将组分共混足够的时间(如在80℃下15分钟，并不是限制性的)，就可以将材料冷却、磨细、挤出并随后进行压制。
结合所述组分的第二种方案以如下方式开始采用预先形成的面条状皂和在远低于皂熔融温度下(如35-50℃)混合组分。可以将预先形成的面条状皂加入到z叶片型混合机(或提供用于共混材料的足够捏合作用的相似类型混合机)中，随后加入α-羟基酸盐，并如上所述，根据需要加入的脂肪酸和甘油单酯。一旦将组分混合至均匀，就可以将材料冷却、磨细、挤出并随后进行压制。
下面对本发明进行更详细的说明。
本发明涉及用于制备可压条皂的组合物和方法，其中组合物含有40wt％-95wt％，优选50wt％-80wt％脂肪酸皂。脂肪酸皂表示C8-C22饱和或不饱和、取代或未取代的羧酸皂。在另一个定义中，皂可以定义为含有8-22，优选C12-C24碳的天然或合成酸(链烷酸或链烯酸)的碱金属盐。
皂还可以定义为用作阳离子的钠、钾、铵、三链烷醇胺(如三乙醇胺)和/或其混合物的单羧酸盐。优选，牛脂对胡桃油的比例为9∶1-1∶9，碘值(不饱和的量度)不大于60。
尽管优选不存在合成表面活性剂如阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂等，但应当指出的是，使用少量，如0.1-20％，优选小于10％，更优选小于5％是可以容忍的。如果存在的话，通常容忍的含量依赖于表面活性剂的类型，如两性表面活性剂不如酰基羟乙基磺酸盐能够被容忍。
本发明的第二个要求在于组合物含有2wt％-15wt％，优选3wt％-12wt％的羟基酸(如乙醇酸)的盐，更典型地α-羟基酸的盐。这样的α-羟基酸通常包括乳酸。盐阳离子可包括碱金属如钠或钾。由于其在皂条中的高含量倾向于风化，所以不大需要单和二羧酸如酒石酸、柠檬酸和苹果酸的其它盐。
如先前所述和并不希望受理论约束，相信作为强电解质的盐会破坏将不溶性皂结合在一起的皂基体的液晶相。当使用甘油单酯和/或游离脂肪酸时，液晶相是稳定的，能挤出合适的产物。
本发明的第三个要求在于组合物包含0-15wt％，优选1-10wt％，更优选3-8wt％的甘油单酯和0-15wt％，优选2-10wt％，更优选5-9wt％的游离脂肪酸。
如本文所述，尽管可以使用一种而没有另一种，但一种、另一种或两种都存在的最低量必须是3wt％，优选两种的总量为3wt％-15wt％，更优选5wt％-12wt％的结合总量。
甘油单酯可以是单月桂酸甘油酯或单硬脂酸甘油酯。
可以通过如下方式获得用于高脂化的脂肪酸向混合机中直接加入脂肪酸，通过中和用于制备肥皂的脂肪酸或通过加入与皂反应的化合物，如柠檬酸，由此形成脂肪酸和柠檬酸钠。
最后，组合物中应当存在7wt％-20wt％，优选9-16wt％，更优选10-13wt％的水。
除所要求的上述组分以外，本发明的组合物可包含本领域公知的其它任选组分。在这些物质中包括杀菌剂，香料，着色剂，填料(如滑石、方解石、高岭土)等。
结合这些材料的程序是非常灵活的。结合这些组分的一种方式是称出预定数量的面条状皂(从常规工艺通过混合组分，冷却和精炼而形成)，将它们温热和混合到约40℃，加入α-羟基酸盐(如乳酸钠)随后加入甘油单酯(如单月桂酸甘油酯)。甘油单酯可以作为固体或以熔融形式加入。然后可以将所得物磨细，加工成条。如果需要高脂化，或者还需要甘油单酯，可以将胡桃油加入到混合机中或可以加入柠檬酸使之与一些皂反应。
组成配制剂的另一种方式是在单一罐中，在熔融条件下制备整个所得物。在中和脂肪/油之后，可以向混合机中加入α-羟基酸盐和甘油单酯。如果要求高脂化，可以对脂肪/油进行低于标准水平的中和或将胡桃油或柠檬酸加入到混合机中。
因此，在中和或皂化之后，可以将组分结合到软化的，预先形成面条状皂中或在搅和机中结合组分。低水平中和的油也可提供甘油单酯。
除了在操作和对比实施例以外，或其中另外明确说明，在此描述中指出的材料数量或比例或条件或反应，材料的物理性能和/或用途的所有数值均应理解为由词语“约”来修饰。
当用于说明书时，术语“含有”是希望包括所述特征、整数、步骤、组分的存在，但不排除一种或多种特征、整数、步骤、组分或其组的存在或加入。
如下实施例用于进一步说明本发明而不以任何方式限制本发明。
除非另外说明，所有的百分比为重量百分比。
实施例为进一步说明本发明，使用牛脂到胡桃油皂制备如下实施例
●可以在中和脂肪之后，在混合状态期间低水平中和脂肪或加入胡桃油或柠檬酸来完成高脂化。
通过引入甘油单酯(即单月桂酸甘油酯)和高脂化制剂，形成稳定的将材料结合在一起的“灰浆体”，使这些材料成为容易挤出的材料(如容易压条的)。在这些加工助剂不存在下(对比1&2)，生产出易碎的材料，该材料几乎不可能压条成坯料。
具体地，实施例1和2(它们并不包含甘油单酯并且没有被高脂化)，在任何条件下都不能将该组合物形成坯料。
相反，实施例3-9(它们包含甘油单酯和/或高脂)都通过两段的，单螺杆挤出机，形成坯料并压制成条。如上列表所示，引入甘油单酯和使用两种物质的组合，研究了牛脂至胡桃油皂以及高脂化的效果。
满足本发明条件的实施例3-9都可在与1和2相同的条件下，以每小时至少25条的速率挤出。
实施例10和11表明不希望使甘油单酯受到限制。
即使这些实施例并不包括使用非皂表面活性剂、填料、香料或本领域已知的其它材料，但这些材料仍然可以被认为属于为本发明的范围内。
权利要求
1.一种条组合物，含有(a)40wt％-90wt％的皂；(b)2wt％-15wt％的α-羟基酸盐；(c)0wt％-15wt％的甘油单酯；(d)0wt％-15wt％的游离脂肪酸；和(e)7wt％-25wt％的水，其中(c)和(d)单独或一起的用量必须占组合物的至少3％。
2.根据权利要求1的组合物，其中α-羟基酸是碱金属乳酸盐。
3.根据权利要求1或权利要求2的组合物，含有3-8％的甘油单酯。
4.根据前述任一权利要求的组合物，其中甘油单酯是单月桂酸甘油酯。
5.根据前述任一权利要求的组合物，其中甘油单酯是单硬脂酸甘油酯。
6.根据前述任一权利要求的组合物，其中可以在每小时25条或更大的速率下将所述条压条。
全文摘要
本发明涉及含有皂的组合物，当采用至少3％甘油单酯和或游离脂肪酸时，该组合物可以引入所需的α－羟基酸盐，同时保持良好的压条性能。在另一个实施方案中，本发明涉及这类条的制备方法。
文档编号C11D9/04GK1503837SQ02808451
公开日2004年6月9日 申请日期2002年4月16日 优先权日2001年4月18日
发明者T·J·法雷尔, C·C·努恩, K·A·弗朗西斯, T J 法雷尔, 努恩, 弗朗西斯 申请人:荷兰联合利华有限公司