具有高螯合剂负载的可溶性含水凝胶的制作方法

文档序号:9221182阅读:528来源:国知局
具有高螯合剂负载的可溶性含水凝胶的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及家庭护理组合物,且特别涉及用于自动洗碗机的组合物。
【背景技术】
[0002] 螯合试剂,如EDTA(乙二胺四乙酸)、GLDA(谷氨酸N,N-二乙酸)、MGDA(甲基甘 氨酸二乙酸)、NTA (次氨基三乙酸),是使不含磷酸盐的洗涤剂成为可能的关键物质。除了 具有螯合金属离子和降低水硬度的能力外,螯合试剂还具有与有机和无机土壤的强结合, 这使良好的清洁性能成为可能。此外,一些螯合试剂,如GLDA、MGDA和NTA被认为是非常可 生物降解的和环境友好的。
[0003] 单位剂量系统向客户提供了无比的使用容易性,但是迄今为止,开发具有相对高 螯合试剂浓度的单位剂量系统尚难以成功。
[0004] 因此,在家庭护理领域,需要包封或夹带相对高水平的螯合试剂并随后在洗碗条 件下释放螯合剂的材料。
[0005] 详细描述
[0006] 在一个实施方案中,本发明提供用于形成含有螯合剂的凝胶("螯合剂凝胶")的 含水凝胶组合物,所述含水凝胶组合物包含:选自乙二胺四乙酸、谷氨酸N,N-二乙酸、甲基 甘氨酸二乙酸和次氨基三乙酸中的至少一项的螯合试剂;凝胶形成组分,所述凝胶形成组 分包含:a)羧甲基纤维素,或b)包含离子型或酸性多糖、可分散性粘土和聚乙烯醇的混合 物;和盐;条件是所述螯合剂凝胶至少部分地可溶解于水中。
[0007] "含水凝胶组合物"指的是以下事实:含水凝胶组合物大于39重量% ( "wt. %") 是水,优选大于59重量%是水,并且在一些实施方案中,大于80重量%是水。在一个实施 方案中,至少20 %是水,优选至少40重量%,更优选至少50重量%,更优选至少60重量%, 更优选至少70重量%,更优选至少80重量%,最高达90重量%。
[0008] 应理解的是,含水凝胶组合物凝结、固化、交联或以其他方式胶凝而形成含有螯合 剂凝胶。因此,螯合剂凝胶在硬度方面可以变化,但是在任何情况下,都不能是液体。然而, 在一个实施方案中,螯合剂凝胶是细碎的,并得到的粒子分散在任何常规家庭护理制剂中。
[0009] 在一个实施方案中,螯合剂凝胶含有3重量%至6重量%的螯合剂。在一个实施 方案中,螯合剂凝胶含有6重量%至50重量%的螯合剂。
[0010] 在一些实施方案中,螯合剂凝胶随着增加温度失去结构,即,是不耐热的。在一些 实施方案中,在20分钟内,或在一些实施方案中,在45分钟内,螯合剂凝胶至少20 %可溶解 于水中,优选40 %可溶解于水中,优选60 %可溶解于水中,优选80 %可溶解于水中,且优选 完全可溶解于水中。在一个实施方案中,螯合剂凝胶在数周内溶解。
[0011] 在一个实施方案中,凝胶形成组分是羧甲基纤维素。在一个实施方案中,羧甲基纤 维素的摩尔取代度MSa基为0.5至1.2、更优选0.6至1. 1、且最优选0.7至0.95。典型地, 1重量%水性甲基纤维素溶液在20°C用布氏粘度计测定的粘度的范围为20至50000mPa. s,优选500至2000mPa. s,且更优选2000至1000 OmPa. s。可在本发明中使用的可商购的羧 甲基纤维素的实例包括可得自美国米德兰的陶氏化学公司的WALOCEL? CRT 50000PA(MSa基=0· 7,1 重量%布氏粘度=7000mPa. s),且更优选 CLEAR+STABLE(C&S)30M(MS羧基=0· 9, 1 重量 %布氏粘度=2, 700-4, 900mP. s)。
[0012] 在一些实施方案中,组合物不含有除羧甲基纤维素之外的任何纤维素衍生物。
[0013] 在一个实施方案中,羧甲基纤维素以优选0. 5至5重量%、更优选2至4重量%且 最优选3重量%存在。
[0014] 在一个实施方案中,凝胶形成组分是包含离子型或酸性多糖、可分散性粘土和聚 乙烯醇的混合物。离子型或酸性多糖的实例包括胞外多糖、明胶、果胶、卡拉胶、藻酸、藻酸 盐或它们的混合物。在一个实施方案中,凝胶形成组分的离子型或酸性多糖:可分散性粘 土:聚乙烯醇的重量比为5 : I : 1至1 : 5 : 15、优选I : 1 : 5。优选的混合物包括 卡拉胶、可得自 Southern Clay Products,Inc,Austin,TX,U. S.A.的 LAPONITE RD 粘土、 和聚乙烯醇。
[0015] 在一个实施方案中,包含离子型或酸性多糖、可分散性粘土和聚乙烯醇的混合物 以优选3至10重量%、更优选5至9重量%、且最优选6至8重量%存在。
[0016] "盐"指的是至少一种无机阳离子。在一个实施方案中,盐是一价的,如K+。在一 个实施方案中,盐是二价阳离子,如例如Ca2+、Mg2+和/或Zn2+阳离子。盐优选为含水凝胶组 合物的0.01至5重量%,更优选0.05至3重量%,更优选0. 1至2重量%,更优选0. 1至 〇. 5重量%。
[0017] 在一个实施方案中,含水凝胶组合物还包含丙烯酸类聚合物增稠剂,如可得自美 国米德兰的陶氏化学公司的ACUSOL 445N丙烯酸类聚合物。在一个实施方案中,丙烯酸类 聚合物增稠剂优选以含水凝胶组合物的〇. 01至10重量%,更优选1至9重量%,更优选3 至8重量%,更优选4至6重量%存在。
[0018] 任选的成分包括在洗碗、洗衣和洁厕组合物中常规使用的那些,如表面活性剂、增 效剂、增量剂、极性溶剂和酶。其他任选成分包括着色剂和香料。
[0019] 根据本发明的组合物可以通过本领域已知的若干方法制备。本发明的组合物具有 与传统凝胶产品可比的物理性质,包括外观、质地和流变。在一些实施方案中,凝胶是可切 片的和可模压的,这在具有这样的水分含量的水胶体体系中是非常独特的。 实施例
[0020] 实施例1
[0021] 在表1中描述了本发明的示例性组合物,组分以重量%列出。
[0022]表 1
[0023]

[0024] 将卡拉胶、LAPONITE RD粘土和聚乙烯醇在70-90°C以300-1500rpm的搅拌溶解在 水中。接着,加入盐,并继续搅拌5min。将混合物在70-90°C温育,并随后缓慢加入螯合试 剂。申请人已经发现,添加顺序是决定性的。如果将螯合试剂在凝胶形成组分之前溶解,没 有凝胶形成出现。
[0025] 将在300-1500rpm的搅拌继续15min,以确保全部组分溶解。接着,加入ACUSOL 445N丙烯酸类聚合物或其他任选的组分(如表面活性剂、增效剂、增量剂、极性溶剂和酶), 保持温度并搅拌l〇min,以确保充分的混合(或可以用挤出机将任选的组分良好地分散)。
[0026] 随后将混合物倒入模具中,并使其冷却以形成凝胶。最终的凝胶是强的并且可模 压的。
[0027] 通过如下测试溶解度:将15g样品放入500mL水中(分别在25°C和60°C ),以 150rpm摇动20min,随后称量尚未溶解的凝胶的残余物。残余物越少表示溶解度越大。在 冷水(25°C )中,由批次1形成的凝胶的40%溶解。在热水(60°C )中,由批次1形成的凝 胶的100%溶解。该溶解性证明了,凝胶在水体系中可溶,并且适合用于快速释放应用。
[0028] 为了测试稳定性,将由批次1形成的凝胶在封闭的容器中储存三个月(在室温,没 有直射阳光)。结果显示,没有脱水收缩并且没有外观变化。此外,凝胶粘度相比于它的初 始状态没有变化。
[0029] 实施例2
[0030] 在表2中描述了本发明的示例性组合物,组分以重量%列出。
[0031] 表 2
[0032]
[0033] 在70-90°C,伴随300-2000rpm的搅拌5min,将CMC分散在水中,随后冷却并再搅 拌lOmin。随后,在室温加入螯合试剂,伴随搅拌(300-2000rpm)20min,以确保所有组分溶 解。接着,加入ACUSOL 445N丙烯酸类聚合物或其他任选的组分(如表面活性剂、增效剂、 增量剂、极性溶剂和酶),保持温度并搅拌lOmin,以确保充分的混合(或可以用挤出机将任 选的组分良好地分散)。接着,加入盐(硝酸铝),伴随搅拌(300-2000rpm)10min。
[0034] 随后将混合物倒入模具中,并使其冷却以形成凝胶。最终的凝胶是强的并且可模 压的。
[0035] 批次2不是强的凝胶(尽管它可以进一步加工而具有更硬的外壳,如卡拉胶的外 壳)。
[0036] 通过如下测试批次3的溶解度:将15g样品放入500mL水中(分别在25°C和 60°C ),以150rpm摇动20min,随后称量尚未溶解的凝胶的残余物。残余物越少表示溶解度 越大。在冷水(25°C )中,由批次3形成的凝胶的20%溶解。在热水(60°C )中,由批次3 形成的凝胶的40 %溶解。该溶解性证明了,凝胶在水体系中可溶,并且适合用于相对缓慢释 放应用。
[0037] 为了测试稳定性,将由批次3形成的凝胶在封闭的容器中储存三个月(在室温,没 有直射阳光)。结果显示,没有脱水收缩并且没有外观变化。此外,凝胶粘度相比于它的初 始状态没有变化。
[0038] 实施例3 (比较)
[0039] 在表3中描述了本发明以外的组合物,组分以重量%列出。
[0040] 表 3
[0041]
[0042] 比较批次A、B、C和D都没有形成凝胶。螯合试剂浓度过高。
【主权项】
1. 一种洗碗组合物,所述洗碗组合物包含具有4重量%至60重量%的螯合试剂的含水 凝胶。2. -种用于形成螯合剂凝胶的含水凝胶组合物,所述含水凝胶组合物包含: 4重量%至60重量%的螯合试剂,所述螯合试剂选自乙二胺四乙酸、谷氨酸N,N-二乙 酸、甲基甘氨酸二乙酸和次氨基三乙酸中的至少一项, 2至8重量%的凝胶形成组分,所述凝胶形成组分包含: a) 羧甲基纤维素,或 b) 包含离子型或酸性多糖、可分散性粘土和聚乙烯醇的混合物; 和 0.01至10重量%的盐; 条件是所述螯合剂凝胶至少部分地可溶解于水中。3. 权利要求1所述的组合物,其中所述离子型或酸性多糖是胞外多糖、明胶、果胶、卡 拉胶、藻酸、藻酸盐或它们的混合物。4. 权利要求1所述的组合物,所述离子型或酸性多糖是卡拉胶。5. 权利要求1所述的组合物,所述组合物还包含丙烯酸类聚合物增稠剂。6. 权利要求1所述的组合物,所述组合物包含大于39重量%的水。7. 权利要求1所述的组合物,所述组合物包含大于59重量%的水。8. 权利要求1所述的组合物,所述组合物包含羧甲基纤维素和大于6重量%的螯合剂。9. 一种由权利要求2所述的组合物制成的洗衣组合物。10. -种由权利要求8所述的组合物制成的洁厕组合物。
【专利摘要】本发明描述的是用于形成螯合剂凝胶的含水凝胶组合物,所述含水凝胶组合物包含:4重量%至60重量%的螯合试剂,所述螯合试剂选自乙二胺四乙酸、谷氨酸N,N-二乙酸、甲基甘氨酸二乙酸和次氨基三乙酸中的至少一项;2至8重量%的凝胶形成组分,所述凝胶形成组分包含:a)羧甲基纤维素,或b)包含离子型或酸性多糖、可分散性粘土和聚乙烯醇的混合物;和0.01至10重量%的盐;条件是所述螯合剂凝胶至少部分地可溶解于水中。
【IPC分类】C11D17/00, C11D3/33, C11D3/37, C11D3/00
【公开号】CN104937091
【申请号】CN201280076653
【发明人】贠栋, 陈伟, 奥利弗·斯潘根贝格
【申请人】罗门哈斯公司, 陶氏环球技术有限责任公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2012年10月26日
【公告号】EP2912155A1, US20150275151, WO2014063359A1
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