专利名称：包含具有协同作用的高水平游离脂肪酸和填充剂的皂块的制作方法
技术领域：
本发明涉及块状肥皂组合物，优选为块状肥皂形式，更优选为基于脂肪酸皂的皂块，该组合物既含有相对大量的游离脂肪酸(例如以相对于肥皂量的比率计量)，又含有相对大量的填充剂(例如同样是以相对于肥皂量的比率计量)。
游离脂肪酸或填充剂各自在脂肪酸皂块中的用途是本领域已知的。因此，例如游离脂肪酸早已用于皂块组合物中。添加这种游离脂肪酸被称为“加脂”，加脂可用来制备用户性能提高的皂块，例如泡沫增加和/或皂块手感改善。然而，现已知道，如果皂块中使用太多的游离脂肪酸，对于结构效果而言，皂块可能太软以致完全不能加工成皂块，即便可以加工，皂块也会非常软。在通常的皂块中，游离脂肪酸与总脂肪物(TFM)的比率不大于约0.06。TFM是游离脂肪酸和脂肪酸皂的组合。
填充料(例如有机颗粒、聚合物、蜡、糖等)在皂块组合物中的用途也是已知的。因为大量的填充剂会导致丧失皂块完整性(脆性皂块)，所以通常认为使用太多的填充剂是不适宜的。此外，通常发现皂块中填充剂与TFM的比率不大于约0.2。
因此，如果单独使用过量的填充剂或游离脂肪酸(FFA)(与肥皂相比比率非常高)时，这对工艺和/或皂块性能是非常有害的。
然而，申请人预料不到地发现了，当同时使用高比率的游离脂肪酸和高比率的填充剂时，使用其中一种会抵偿另一种的不足，致使它们通过协同作用而得到一种总体性能更好的皂块。因此，例如，使用的FFA/TFM比率高时，肥皂的软度高，这通常在预料之中，但在使用填充剂后会变硬。而且，因为填充剂抵消了游离脂肪酸引起的软度，所以现在可以使用较高比率的填充剂而不影响皂块完整性，同时，填充剂还带来感官上的好处(例如更似乳油状的泡沫)。
Megson的美国专利第3,576,749号中公开了含有2％～15％游离脂肪酸的皂块。如果使用高含量(例如10％以上)的游离脂肪酸，而且没有填充剂抵消这种软度时，皂块性能会怎样(例如软度增加)尚未见报道。总的来说，游离脂肪酸和填充剂的组合，两者均以本发明所要求保护的规定最小比率使用，或者是因两者预料不到的协同作用才使其以如此高含量使用也未见报道。
美国专利申请2002/0045555中公开了含有滑石粉和脂肪酸的皂块。然而，同样没有教导或公开填充剂(例如滑石粉)和游离脂肪酸水平(定义为与总皂的比率)可以较高，也没有公开这样做的益处(例如增强起泡性能和触觉感官性能)。
申请人预料不到地发现，可以将填充剂和游离脂肪酸按具体所要求保护的相对于肥皂的比率合用而获得益处。
第一方面，本发明涉及肥皂(1)其中游离脂肪酸与TFM的比率≥0.06；和(2)其中填充剂与TFM的比率≥0.2。
具备这种比率的各成分的皂块是可加工的，不会太软(例如根据屈服应力测量)，泡沫性也好。
本发明的第二个实施方案中，发明内容涉及在保持皂块加工性能的同时，增强起泡性能和触觉感官性能的方法，该方法包括使用肥皂/游离脂肪酸/填充剂块，其中(1)脂肪酸与TFM的比率≥0.06；和(2)填充剂与TFM的比率≥0.2。
对于本领域普通技术人员来说，根据下面的发明详述和所附的权利要求书，本发明的所有方面、特征和优势将会是显而易见的。
为了避免疑惑，本发明某一方面的任何特征都可应用于本发明的其它方面。要注意的是，下面说明书中所给出的实施例是用来清楚地阐明本发明，而不是使本发明局限于所述实施例本身。除了实验实施例以外，或者除非另有说明，本文所用的表示成分数量或反应条件的所有数字都应理解为在一切情况下都用术语“约”修饰。
同样地，所有百分比都是占总组合物的重量/重量百分比，除非另有说明。“x～y”所表示的数字范围应理解为包括x和y。对于具体特征，以“x～y”描述多个优选的范围时，应理解为包括不同端点的全部范围都在考虑之中。在说明书或权利要求书中使用术语“含有”、“包含”时，并不意味着排除其它未具体记载的任何术语、步骤或特征。所有温度都用摄氏温度(℃)表示，除非另有说明。所有单位都采用国际单位制(SI)，除非另有说明。所引用的所有文献及相关部分的内容都通过引用结合到本文中。
下面，本发明通过实施例并参照附图进行描述，附图中
图1是本发明协同作用发生区的示意图。
具体地讲，在有填充剂而无游离脂肪酸的点，或者在有游离脂肪酸而无填充剂的点(A和V)，皂条(billet)的泡沫性能或屈服应力低。在其它的点，可获得屈服应力超过150kPa同时具有优良泡沫性能的皂块，参见实施例所述。
在一个实施方案中，本发明涉及既包括与肥皂比率相对较高的游离脂肪酸(通常导致过软)，又包括与肥皂比率相对较高的填充剂(通常导致开裂和缺乏可加工性)的肥皂/游离脂肪酸块，所述填充剂和FFA还会起协同作用，得到泡沫性良好的皂块(即根据方案中所述的泡沫体积试验测量，泡沫体积至少18ml，优选至少20ml，更优选至少25ml)，该皂块易加工(例如根据方案中所述的干酪丝(cheese wire)试验测量，屈服应力至少150)，全部几乎不开裂或者全部不开裂。
具体地讲，在该实施方案中，本发明涉及皂块，该皂块含有(1)20％～75％、优选30％～60％(重量)的脂肪酸皂；(2)3％～30％、优选4％～25％(重量)的游离脂肪酸；(3)20％～60％、优选25％～55％(重量)的填充料；和(4)1％～15％的水，
其中游离脂肪酸与TFM的比率≥0.06；其中填充剂与TFM(游离脂肪酸+肥皂)的比率≥0.2；其中根据泡沫体积试验测量，上述皂块的泡沫至少为18ml，更优选至少为20ml；其中根据干酪丝试验测量，上述皂块的屈服应力至少为150。
在本发明的第二个实施方案中，本发明涉及在保持皂块加工性(例如用干酪丝试验测得的屈服应力超过150)的同时，增强泡沫性能(泡沫至少18ml，优选至少20ml)和/或触觉感官性能的方法，该方法包括使用具有规定比率的皂块。
在另一个实施方案中，本发明的皂块(具有规定比率)相对于未满足这两个比率要求的皂块，至少在泡沫体积(通过泡沫体积试验测量，以ml计)或不透明度(通过像素亮度(pixel intensity)测量)方面有至少1％的改进。
下面对皂块进行更为详细的定义。
本发明的皂块含有20％～75％(重量)、优选30％～60％(重量)的肥皂。
术语“肥皂”在本文以其公知含义使用，也就是说，脂族烷烃一元羧酸或脂族烯烃一元羧酸的碱金属盐或烷醇铵盐。钠、钾、单乙醇铵、二乙醇铵和三乙醇铵阳离子或其组合，都适用于本发明的目的。一般而言，本发明的组合物中使用钠肥皂，但约1％至约25％的肥皂可为钾肥皂。本文所用的肥皂是众所周知的天然或合成脂族酸(链烷酸或链烯酸)的碱金属盐，含有约12～22个碳原子，优选约12个至约18个碳原子。它们可被称作丙烯酸烃类的碱金属羧酸盐，含有约12个至约22个碳原子。
具有椰子油脂肪酸分布的肥皂可以提供宽分子量范围内较低分子量的脂肪酸。那些具有花生油或菜籽油脂肪酸分布的肥皂或其氢化衍生物，可以提供宽分子量范围内较高分子量的脂肪酸。
由于椰子油和牛脂脂肪酸较易获得，因此优选使用具有椰子油或牛脂或它们的混合物的脂肪酸分布的肥皂。椰子油肥皂中含有至少12个碳原子的脂肪酸的比例约占65％。当使用椰子油和脂例如牛脂、棕榈油或非热带坚果油或脂等的混合物时，这个比例还会更大，其中主链长度为C16以上。本发明组合物中所用的优选肥皂含有至少约85％的脂肪酸，该脂肪酸含有约12-18个碳原子。
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，也就是说，油或脂中至少50％总脂肪酸由月桂酸或肉豆蔻酸及其混合物组成。通常使用椰子油类的热带坚果油作为这些油的例子。例如，它们包括棕榈仁油、巴巴苏油、小冠椰子油、星实榈油(tucumoil)、羽叶棕榈果油、星实榈油(muru-muru oil)、价波特果油(jabotykernel oil)、khakan kernel oil、地咖仁油和肉豆蔻脂。
优选的肥皂是约30％至约35％椰子油和约60％至约65％牛脂的混合物。这些混合物含有约95％脂肪酸，该脂肪酸具有约12个至约18个碳原子。可用椰子油制皂，在这种情况下，链长为C12-C18脂肪酸的含量约为70％。
根据商业上可接受的标准，肥皂中可含有不饱和脂肪酸。通常应避免过多的不饱和脂肪酸。
可以用经典锅煮皂法或现代连续制皂法来制得肥皂，其中，采用本领域技术人员熟知的步骤，使牛脂或椰子油等天然脂和油或其等同物与碱金属氢氧化物进行皂化。或者，月桂酸(C12)、肉豆蔻酸(C14)、棕榈酸(C16)或硬脂酸(C18)等脂肪酸可以用碱金属氢氧化物或碳酸盐进行中和以制得肥皂。
皂块可以任选含有0～10％(重量)非皂合成表面活性剂，该表面活性剂可以选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂和阳离子表面活性剂，尽管应该清楚皂块最主要的是肥皂块，但是即便有合成表面活性剂，其水平也是最低的。
本发明的皂块含有3％～30％(重量)、优选4％～25％(重量)的游离脂肪酸。正如所指出的那样，必须有足够的游离脂肪酸，致使游离脂肪酸与总脂肪物(包括肥皂加上游离脂肪酸)的比率≥0.06，优选＞0.08，更优选＞0.1。
通常(例如在缺乏本发明所用的填充剂的情况下)，这种游离脂肪酸的含量将得到泡沫好但太软的皂块(例如屈服应力＜100)。根据我们的发明，本发明皂块的泡沫值至少为18ml，但却不会太软，而且加工性能好(例如屈服应力值超过150kPa)。
本发明的皂块通常含有大量的填充剂。皂块一般含有约20％～60％(重量)的填充剂、优选25％～55％(重量)的填充剂。
填充剂是指可以加入到常规皂块的所有惰性有机材料或无机材料，包括粘土、二氧化硅、碳酸钙、淀粉、糖和它们的混合物。
优选的填充剂包括滑石粉、粘土、二氧化硅和它们的混合物。
根据本发明，正如所指出的一样，游离脂肪酸与TFM的比率为0.06以上。尤其可以为0.06～0.4，优选0.06～0.2。
本发明皂块中填充剂与TFM的比率≥0.2～4，优选0.25～3。
根据方案部分更详细描述的泡沫体积方法测量，本发明皂块的泡沫至少为18ml。
本发明的皂块加工性能好，定义为用施加200g重量的干酪丝法测得的屈服应力大于150kPa。
下述实施例采用了两种加工方法。第一种方法，使用小型15g强剪力混合器来使材料混合，然后用液压手动Carver挤压机将混合料挤压成皂片。用这些皂片来评价泡沫等用户性能。第二种方法，采用常规的混合、研磨、压条和打印等工艺过程加工皂块以评估加工性能。
实施例方案泡沫体积和不透明度试验在40℃的自来水中磨擦10次，使皂片和/或皂块湿润。然后使之平衡5分钟。然后，将皂片或皂块放入手掌中，在流水中湿润，再磨擦10次。将泡沫收集在手掌中，然后再次揉搓20次。通过称重评价泡沫密度(气体部分)，用密度资料与所产生泡沫的总重量一起，确定总体积(以ml计)。将泡沫装满小培养皿，在可消除照度偏差的高亮度卤素灯下拍照，估计泡沫的不透明度。然后用市售Scion图像软件，对图像进行评估，得出平均像素亮度。
采用干酪丝试验，干酪丝的直径为0.5mm，重量为200g，测量屈服应力。
实施例1-4与比较例A和B为了证明填充剂和FFA的协同作用，申请人用15g混合器和Carver挤压机制备下述皂片。在这些实施例中，第一行65/35是指皂块中牛脂皂与棕榈仁油皂之比。制备下述制剂
此外，体积和不透明度结果报告如下
85/15是标准皂块，其中数字85和15是指皂块中牛脂皂与椰子皂的比率。A和B的体积数字与对照相比，表明填充剂和FFA单用时不足于产生良好泡沫。然而，1、2和3与对照相比，显示出1、2和3的泡沫体积几乎是对照的两倍，表明FFA和填充剂发生协同作用。泡沫白度可判断气泡的大小；泡沫越小，泡沫看起来越白。顾客常视较白的泡沫为乳油状。结果表明，与对照相比，A、2和3的白度非常高，很可能是因为气泡细小的原因。因为A的体积小，所以填充剂和FFA两者比率都高的2和3，是仅有的具有小气泡和最大泡沫体积的制剂。比较例1和比较例4表明，对于泡沫体积，某些填充剂例如滑石粉胜过其它填充剂例如二氧化硅。
下面充分精制的皂块显示出40℃时皂条的屈服应力值。屈服应力至少为150kPa(千帕斯卡)被认为是可接受的。
上述实施例表明，FFA比率高但无填充剂的比较例，具有不可接受的低屈服应力，而FFA和填充剂两者比率都高的实施例5，屈服应力与对照相同，非常易于加工。
权利要求
1.一种块状组合物，所述组合物含有(a)20％～75％重量的脂肪酸皂；(b)3％～30％重量的游离脂肪酸；(c)20％～60％重量的填充剂；和(d)1％～15％重量的水；其中脂肪酸与总皂的比率≥0.06；其中填充剂与总皂的比率≥0.2；其中根据所定义的泡沫体积试验测量，所述块状组合物的泡沫至少为18ml；和其中根据用直径0.5mm和重量200g的干酪丝进行干酪丝试验测量，所述块状组合物的屈服应力至少为150kPa。
2.权利要求1的块状组合物，其含有3％～30％脂肪酸皂。
3.权利要求1或2的块状组合物，其中所述填充剂选自滑石粉、粘土、二氧化硅和它们的混合物。
4.前述权利要求中任一项的块状组合物，其泡沫至少为20ml。
5.前述权利要求中任一项的块状组合物，所述块状组合物相对于不满足脂肪酸与肥皂的比率≥0.06，而且也不满足填充剂与肥皂的比率≥0.2的块状组合物，至少是泡沫以ml计或者不透明度以像素亮度计，都增加至少1％。
6.一种在保持加工性能的同时增强块状组合物泡沫和/或触觉感官性能的方法，其中所述方法包括使用肥皂/游离脂肪酸/填充剂块，其中脂肪酸与总皂的比率＞0.06，填充剂与总皂的比率≥0.2。
全文摘要
本发明包括新的块状组合物，该组合物在保持良好用户性能的同时，含有较高水平的游离脂肪酸和填充剂。
文档编号C11D9/18GK101065475SQ200580023813
公开日2007年10月31日 申请日期2005年5月9日 优先权日2004年5月19日
发明者张晓栋, V·苏布拉马尼安, P·夏 申请人:荷兰联合利华有限公司