专利名称：较慢溶解的、改进型、符合人机工程学的衣物洗涤剂条棒的制作方法
较慢溶解的、改进型、符合人机工程学的 衣物洗涤剂条才奉发明领域本发明涉及一种衣物洗涤剂条棒。 发明背景很多年来，人们一直用衣物洗涤剂条棒手洗衣物和织物及对污点进行 点处理。它们必须能够用一只手拿握，以便能够对正被洗涤的织物施加压 力，甚至在衣物洗涤剂条棒湿滑时。此外，重要的是衣物洗涤剂条棒应在其 湿润和/或施用于衣物和织物时溶解，这样就使表面活性剂可用在织物上并 且溶解以除去污垢。然而，衣物洗涤剂条棒溶解太快则是不理想的，因为单 个洗涤剂条棒应能持续至少一筒衣服的正常洗涤。经常是有一小条留下并用 于在洗下一筒衣服时对污点进行点处理。溶解性和耐久性这两方面的矛盾以前是通过将有机和无机结构剂加入 条棒配方或者是加入硬化剂和较慢溶解的表面活性剂来解决的。然而，这种额外化学结构剂的使用可能不会提供任何附加的有益清洁效果，并因此可能 由于将昂贵、不需要的成分加入到衣物洗涤剂条棒中而提供较慢溶解的条棒。衣物洗涤剂条棒为长方形形状，虽然它们通常具有侧面、顶部和/或底 部凹槽，但仍具有基本长方形横截面。然而，由于使用这种衣物洗涤剂条 棒，其开始时溶解不均匀，并可能在使用期间容易折断。现在人们已经认识到，由于现有的衣物洗涤剂条棒在使用期间变薄，所以它们也可能变得不容 易持拿，尤其对于患有关节炎和/或手关节僵硬的那些人而言。因此，需要一种减慢衣物洗涤剂条棒溶解的其它方法。除此之外，还 需要一种符合人机工程学原理的衣物洗涤剂条棒，该洗涤剂条棒可更容易和 更舒适地在手中持拿，尤其是在使用期间溶解时。发明概述本发明涉及一种具有表面积和体积的改进型衣物洗涤剂条棒，其中体积与表面积的比率大于0.66:1。在本发明的另一个实施方案中，衣物洗涤剂条棒还具有基本三角形的 横截面形状。现已发现，这种衣物洗涤剂条棒具有显著的有益效果和性质，如较慢 溶解、更符合人机工程学原理，并且/或者在使用期间可更舒适地在手中持拿。附图概述虽然本说明书通过权利要求书作出结论，其中特别指出并且清楚地要 求保护本发明，但据信通过以下
可更好地理解本发明，在附图中相同的参考数字表示相同的元件，并且其中图1为一个衣物洗涤剂条棒的实施方案的透视图，所述衣物洗涤剂条 棒具有钝三角形横截面形状；图2为一个具有从图1中线2-2所见的钝三角形横截面形状的实施 方案的侧部切开视图。图2a为一个实施方案的侧部切开视图，所述实施方案具有对应于用 线和侧部凹槽改进的三角形的横截面形状；和图2b为一个实施方案的侧部切开视图，所述实施方案具有对应于用 线和侧部凹槽改进的三角形的横截面形状。本文的附图并不一定按比例绘制。发明详述除非另外指明，本文所有温度均以摄氏度rc)表示。本文所用术语"包括"是指可加入对最终结果没有不利影响的其他步骤、成分、元素等 等。该术语包括术语"由...组成"和"基本上由…组成"。本文所用术语"长度"是指其中衣物洗涤剂条棒被挤出的方向，如果 是通过挤出工艺制造的话。这也典型地对应其最长的一个尺寸。如果所述衣物洗涤剂条棒不是挤出的，则术语"长度"是指所述衣物洗涤剂条棒的最长 的一个尺寸。本文所用术语"高度"是在衣物洗涤剂条棒的长度平行于地球表面稳 定放置并且衣物洗涤剂条棒稳定静置于其一个侧面上时测量。因此高度^皮定 义为在横截面形状中的最长垂直尺寸。本文所用术语"宽度"在衣物洗涤剂条棒的长度平行于地球表面稳定 放置时测量，其定义为垂直于高度和长度测量的横截面形状中的最长侧向尺 寸。本文所用术语"横截面形状"被定义为通过衣物洗涤剂条棒切割以便 高度和宽度均在横截面形状上可见的垂直于长度的平面。本文所用术语"棱柱体"是指具有两个全等多边形底面的三维形体。 在大多数情况下，这些底限定平行平面，但在某些情况下，这些底可能不限 定平行平面。本发明的衣物洗涤剂条棒包括具有表面积和体积的实心形状。其体积与表面积的比率大于0.66:1,或为约0.66:1至约0.81:1,或为约 0.68:1至约0.8:1,或为约0.7:1至约0.78:1。在某些情况下，其体积 与表面积的比率可为约1:1至约1.5:1，或者例如甚至最高到约2:1。不 受理论的限制，据信在规定温度一定体积的实心衣物洗涤剂条棒的相对溶解 速率主要取决于衣物洗涤剂条棒的表面积。传统衣物洗涤剂条棒为具有约 0.44:1至约0.6:1体积与表面积的比率的基本长方形块。这些条典型地具 有约147cm2至约232cm2的表面积，并且具有约90mL至约110mL的相 应体积。在正常使用期间，这些衣物洗涤剂条棒可持续一次典型洗涤应用， 有时可剩下一点留待下一次洗涤使用。虽然一些条棒包含摩擦凹槽和/或侧 部凹槽以便在使用期间改良清洁能力和/或降低滑动性，但这些性质进一步 增加表面积并因此增加溶解速率。对一定体积来讲，具有较高表面积的衣物 洗涤剂条棒比具有较小表面积的相应衣物洗涤剂条棒溶解更快。因此，由于 据信溶解速率与衣物洗涤剂条棒的表面积成正比，所以本发明的目标是增加 体积与表面积的比例，以便对于一定体积衣物洗涤剂条棒体积降低溶解速 率。重要的是应注意到，衣物洗涤剂条棒的体积和表面积是根据售出时的衣物洗涤剂条^^奉测量的。例如， 一些衣物洗涤剂条+奉^:作为三个或多个连在 一起的段的"长条"出售的。通常在例如冲压工艺期间由压印和/或线显示 各段之间的区分。然后在使用之前沿着线将这些长条断开，并将各段用于持 续一筒衣服的洗涤。在本发明中，测量的是整个长条棒的体积和表面积。在 衣物洗涤剂条棒作为单条出售用于持续一筒衣服的洗涤时，例如"切开"或 "切"条，就可测量单个条棒(即，切开的条棒)。 衣物洗涤剂条棒体积测量衣物洗涤剂条棒的体积也可用本领域的技术人员已知的任何方法测量 或计算，例如，直接测量、通过手或计算机(例如，计算机辅助设计程序) 等。然而本发明人认识到，具有不一致侧面的衣物洗涤剂条棒的体积有时因 上述表面特性而不容易计算。因此，计算衣物洗涤剂条棒体积的一种优选方 法是用水将一个容器填充到顶部。然后将容器(具有容纳衣物洗涤剂条棒的 足够宽度、高度和长度)放到一个盘中，该盘应适当放置并做成合适大小， 以便其接收任何从容器流出的水。容器的侧面和盘必须千燥，并且只有有意 义量的水在容器内。然后将衣物洗涤剂条棒完全浸入容器中，并将所有溢出 的水收集在盘中。该过程必须緩慢进行，以避免衣物洗涤剂条棒沖击水表面 将水溅出。然后在容量瓶中仔细测量收集在盘中的水(毫升，mL)，精确到 3位有效数字。由于很多衣物洗涤剂条棒比水密度大，所以通常很容易保证衣物洗涤 剂条棒完全浸入。然而，在衣物洗涤剂条棒自身不完全浸入时，可将衣物洗 涤剂条棒的中心穿在具有细杆的金属针上，如缝衣针，并用此针将衣物洗涤 剂条棒完全刚好浸没于水的表面下。在极端情况下，可使用两个或多个针， 但针的数量、针的粗度应最小，以避免显著影响体积测量。根据所置换的水 的总量，由针细杆置换的水的体积可以忽略。衣物洗涤剂条棒表面积测量表面积可通过本领域已知的很多方法计算。然而，假如衣物洗涤剂条 棒经常包含凹槽、弯曲的边缘和/或使表面积不一致和/或不容易计算的其它 特征，则经常难以由直接数学计算方法计算表面积。因此， 一种计算表面积 的优选方法为测量实际表面积的替代面积。在本文中具体优选的是用不重叠的均匀材料覆盖衣物洗涂剂条棒的整个表面，包括在侧面、顶部等上的任何 凹槽、脊等，然后将多余部分切掉。然后将对应于所述表面积的材料用电子天平称重，精确到3位有效数字，从而测量出其重量(WT)。然后将对应于 100cm2均匀材泮牛的单独10cra x 10cm方块小心切开，并在同一天平上称 重，随后除以100cm2，以确定均匀质量/面积(UMA)。然后用以上重量(对 应于衣物洗涤剂条棒的表面积)除以均匀质量/面积，由此计算出表面积。 其计算公式为本文的均匀材料必须每单位面积具有基本相同的厚度和重量。本文的 具体优选均匀材料为可商购获得的标准铝箔，因为其容易使用、柔软并且能 够很容易覆盖衣物洗涤剂条棒的整个表面。这种铝箔可每100cm2具有 0. 29g的平均重量。因此，甚至是不均匀表面的表面积也可以通过用均匀材 料以紧贴和不重叠的方式小心覆盖衣物洗涤剂条棒的整个表面，以便使均匀 材料紧密沿随衣物洗涤剂条棒的外部轮廓，然后切掉任何多余部分来间接测 量。体积与表面积的比率本文的体积与表面积的比率通过用体积除以表面积，然后规一化到1 来计算， 一般精确到两位有效数字，其计算公式为因此，具有271mL体积和459cm2表面积的一般长方形的"长"衣物 洗涤剂条棒具有0.59:1的体积与表面积的比率。类似地，具有102mL体 积和231cm2表面积的"切开"衣物洗涤剂条棒具有0.44的体积与表面积 的比率。对于很多规则挤出的形状，如棱柱体和圆柱体，当高宽、宽度和长度 大小在彼此的约40%内时或者它们基本相等时，此体积与表面积的比率尤其相似。体积与表面积的比率=(体积/表面积)除溶解速率之外，本申请人还发现，某些形状更符合人机工程学原 理，因此比其它形状更容易使用和拿持。具体地讲，现在已经发现，基本三 角形、圆形或椭圆形的横截面形状趋于更容易拿持。这种形状的实例为三角 棱柱体、圓柱体、球、蛋形等。在本发明的一个实施方案中，衣物洗涤剂条 棒基本为三角形棱柱体，虽然其角可圓可钝。这种符合人机工程学原理的形 状尤其优选地方便患有关节炎、拿持力量不足和/或手关节不灵便的人使 用。本发明人认识到，球形和/或蛋形衣物洗涤剂条棒也是可用的，并且可根据其半径和精确大小具有大于0.66:1的体积与表面积的比率。此外，对 于给定体积，球形具有任何其它三维形状的最高可能的体积与表面积的比 率，并因此具有最低固有溶解速率。然而即使如此，通常具有例如三角形横 截面形状的条更为优选。本发明人发现，这是因为利用衣物洗涤剂条棒清洗 的一个重要部分是，用衣物洗涤剂条棒的角对点处理特殊污垢和污点施加点 压力。球缺乏这种角，因此在本发明的一个优选实施方案中，横截面形状基 本为三角形。此外，虽然在本发明的一个实施方案中将横截面形状描述成基 本三角形，但三角形的尖角可包含一种选自弧和/或线的改进，以产生如在 图1和2中所见到的钝三角形。在本发明的一个实施方案中，三角形基本 为等边三角形、等腰三角形或直角三角形。 在本发明的一个实施方案中，衣物洗涤剂条棒包括至少一个凹槽或每 个侧面包括至少一个凹槽。凹槽可沿着衣物洗涤剂条棒的长宽、宽度和/或 高度方向，并且可以连续或间断。凹槽与侧面的区别在于，总体上凹槽相对 于横截面是凹入的，而侧面相对于横截面形状是凸出的。虽然这些凹槽会增 加相对表面积并因此提高溶解速率，但凹槽明显帮助降低在使用期间衣物洗 涤剂条棒的滑动性。在本发明的一个实施方案中，凹槽为沿着衣物洗涤剂条 棒的长度连续的侧部凹槽。因此，优选为浅凹槽，因为它们平衡附加功能和 符合人机工程学原理，并且固有地使溶解速率增加。本发明的衣物洗涤剂条棒典型用连续或批量方法制造，用例如双螺杆 挤出机挤出，并模压成条。在本发明的一个实施方案中，衣物洗涤剂条棒可 通过改变挤出;f莫的形状，然后将衣物洗涤剂条棒切成适合长度，以便对应于 所需的体积与表面积的比率和横截面形状来形成。由于衣物洗涤剂条棒的挤出是一个很有效的过程，所以优选使用具有适用于挤出的总体形状和横截面 形状的衣物洗涤剂条棒，例如各种棱柱体、圆柱体等。其它横截面形状也可包括在本发明内，只要它们在本发明的体积表面积范围内。例如，对应于 五角形棱柱体、六角形棱柱体、球体、锥体和其它形状等的衣物洗涤剂条棒 虽然可用才莫具制造，但却不能被挤出。虽然本发明的衣物洗涤剂条棒可用冲莫 具形成，但挤出方法典型更有效并且性价比更高。然而，本发明人认识到， 如果需要特殊表面特征和/或很高品质的表面，则模具可能更适合。在本发明的一个实施方案中，衣物洗涤剂条棒还可包含一种或多种染 色剂，例如染料和/或颜料，以赋予衣物洗涤剂条棒的表面和/或内部有色、 条紋或甚至是大理石紋般的外观。在本发明的一个实施方案中，染色剂为蓝 色、黄色、粉红色和/或绿色，并且可为织物染色性或不为织物染色性。现在转向本文附图，图1显示本发明衣物洗涤剂条棒10的实施方案 的透视图，所述衣物洗涤剂条棒具有钝三角形横截面形状。再转向图2。衣 物洗涤剂条棒10具有三个侧面20和三个钝角22。在本发明的另一个实 施方案中，横截面形状为具有圆角的三角形。尽管本发明人已认识到，虽然 所述横截面形状严格来讲是具有六个侧面的六边形，并且在技术上也不算是 三角形，但我们相信本领域的技术人员应了解，这样的形状基本为具有本文 所述的钝角等边三角形。在图1中，衣物洗涤剂条棒10通过以箭头A的方向挤出来形成。 长度对应于距离1,而高度h在衣物洗涤剂条棒10静置于其侧面20a时 测量。附图另外还指示了宽度w。重要的是应注意到，宽度w略长于高度 h。然而，根据本文定义这是合理的，因为衣物洗涤剂条棒10不能稳定静 置于限定宽度w的点24或26上。图2显示一个沿线2-2所见到的根据图1的衣物洗涤剂条棒的侧部 切开视图。此视图是以挤出方向向下看衣物洗涤剂条棒10的长度所见到 的。横截面形状同样为具有三个侧面20的钝三角形，并且三角形的角由一 条线改成，从而形成三个钝角22。如本文提到，尽管此形状在技术上来讲 为一个六边形，但本发明人相信本领域的技术人员应了解，这样的形状基本 上算是具有三个侧面并且进一步包舍三个钝角等边三角形。为了清楚起见， 在考虑如何划分横截面形状时，本发明人将一个侧面定义为需要最长侧面距离的至少50%距离的凸出或基本平直部分。因此，出于说明目的，由距离 cx表示的侧面为最长侧面，而由距离p表示的部分为钝角。由于距离P小 于距离oc的50%,所以不将部分22认为是本文所用术语的侧面。按照这 一原则只有三个侧面，这三个侧面使此横截面形状成为三角形，而不为六边形。图2a为本发明衣物洗涤剂条棒的一个实施方案的侧部切开视图，所 述衣物洗涤剂条棒在其每个侧面20具有侧部凹槽28。此视图是以挤出方 向向下看衣物洗涤剂条棒10的长度所见到的。其横截面形状为钝三角形。 虽然这比图2的钝三角形横截面形状更复杂，但仍可将其认为是钝三角形 的横截面形状。图2b为本发明衣物洗涤剂条棒的一个实施方案的侧部切开视图，所 述衣物洗涤剂条棒在每个侧面20具有侧部凹槽28。此视图是以挤出方向 向下看衣物洗涤剂条棒10的长度所见到的。其^f黄截面形状为钝三角形。虽 然这比图2的钝三角形横截面形状更复杂，但仍可将其认为是钝三角形的 横截面形状。实施例1通过挤出法形成类似于图1的衣物洗涤剂条棒，不同的是橫截面形状 为等边三角形，而不为钝三角形。所述衣物洗涤剂条棒具有5.7cm的宽 度、4. 9cm的高度和8. 3cm的长度，可将其转换成0.69的体积与表面积 的比率。实施例2通过挤出法形成类似于图1的衣物洗涤剂条棒，不同的是横截面形状 类似于图2a和图2b。其体积与表面积的比率与实施例1类似。这些条棒 容易拿在手中，尤其适于由患有关节炎的手持拿。所述衣物洗涤剂条棒具有 很多边和角，以适合点处理和/或洗涤。 一个洗涤剂条棒为淡蓝色，而另一 条棒具有蓝白大理石紋状外观。实施例3以具有2. 5cm半径和8. 3cm长度的圓柱形状挤出一个衣物洗涤剂条 棒。所述圓柱具有圓形横截面形状。其体积与表面积的比率为1.0。相反，除非另外指明，每个这样的尺寸是指所引用数值和围绕那个数值的函数等同的范围。例如，公开为"40mm"的尺寸旨在指"约40mm，，。在发明详述中所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文如果本文件中或定义发生冲突，则以在本文件中对那条术语指定的含义或定义为准。尽管已说明和描述了本发明的具体实施方案，但对于本领域的技术人 员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其 它的变化和修改。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范 围内的所有这些变化和修改。
权利要求
1. 一种具有表面积和体积的衣物洗涤剂条棒，其中所述体积与表面积的比率大于约0.66∶1。
2. 如权利要求1所述的衣物洗涤剂条棒，其中所述体积与表面积的比 率为约0. 66: 1至约0. 81: 1。
3. 如权利要求1所述的衣物洗涤剂条棒，所述洗涤剂条棒还具有横截 面形状，其中所述衣物洗涤剂条棒的横截面形状基本为三角形。
4. 如权利要求1所述的衣物洗涤剂条棒，所述洗涤剂条棒还具有横截面形状，其中所述衣物洗涤剂条棒的横截面形状基本为三角形，并 且其中所述三角形的角包括一种选自由弧、线及其组合组成的改进。
5. 如权利要求2所述的衣物洗涤剂条棒，其中所述体积与表面积的比 率为约0, 68: 1至约0. 8: 1。
6. 如权利要求5所述的衣物洗涤剂条棒，其中所述体积与表面积的比 率为约0. 7: 1至约0. 78: 1。
7. 如权利要求1所述的衣物洗涤剂条棒，所述洗涤剂条棒还包括侧部 凹槽。
8. 如权利要求1所述的衣物洗涤剂条棒，所述洗涤剂条棒还具有横截 面形状，其中所述4黄截面形状基本对应于图2a中所示的形状。
9. 如权利要求1所述的衣物洗涤剂条棒，所述洗涤剂条棒还具有横截 面形状，其中所述横截面形状基本对应于图2b中所示的形状。
10. 如权利要求1所述的衣物洗涤剂条棒，其中所述体积与表面积的比 率为约1:1至约2:1。
11. 一种衣物洗涤剂条棒，所述洗涤剂条棒具有表面积、体积和横截面形 状，其中所述体积与表面积的比率为约0.68:1至约0.8:1，其中所 述衣物洗涤剂条棒的横截面形状基本为钝三角形，并且其中所述衣物 洗涤剂条棒包括三个凹槽，在三角形的每个侧面上有一个凹槽，并且 其中所述衣物洗涤剂条棒由挤出法制造。12.如前述任一项权利要求所述的衣物洗涤剂条棒，所述洗涤剂条棒还包 含选自染料、颜料及其组合的染色剂。
全文摘要
一种改进型衣物洗涤剂条棒具有表面积和体积，其中所述体积与表面积的比率大于0.66∶1。这种衣物洗涤剂条棒可较慢溶解、更符合人机工程学原理、减少了对化学和物理结构成分的需要和/或可更好地在货架上堆放。
文档编号C11D17/00GK101240227SQ20071008441
公开日2008年8月13日 申请日期2007年3月2日 优先权日2007年2月9日
发明者J·M·拉费尔蒂, M·M·-J·林 申请人:宝洁公司