专利名称：皂条/洗涤剂条组合物及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种皂条/洗涤剂条特别是人体清洗用的皂条/洗涤剂条的增效组合物。还涉及这种人和/或织物清洗用皂条/洗涤剂条的一种制备方法。本发明特别涉及一种含有高含量的水和其它液体增效剂的低总脂肪物质(TFM)的皂条/洗涤剂条及其制备方法。
用于人体清洗的基于皂的常用洗涤剂条通常含有超过约70wt％的TMF，其余为水(约10-20％)和其它组分如色素、香料、防腐剂等。这种组合物中还存在少量的结构剂和填充剂，它们取代了洗涤剂条中的一部分皂，同时保持了所要求的洗涤剂条的硬度。已知的填料包括淀粉、高岭土和滑石。
水含量低于35％的非研制硬皂条也可以获得。这些皂条的TFM为约30-65％。TFM的降低通常是通过使用不溶性颗粒物质和/或可溶性硅酸盐来实现的。研制皂条的水含量通常为大约8-15％，而非研制硬皂条的水含量为大约20-35％。
能给予感官性能例如泡沫和皮肤触感是非常重要的，优选通过在皂条的组成中加入增效剂但不改变其加工性能和物理性质来实现。在皂体系中加入如磷酸盐等其它物质会产生例如起霜、砂粒感等问题。
IN176384中公开了一种低TFM含量的洗涤剂组合物，通过引入高达20％的胶态氢氧化铝(A-凝胶)使得组合物中的水对TFM的比值高却没有影响皂条的硬度、清洁性和泡沫性能。A-凝胶/TFM的结合使得用较少量的TFM就可以制备具有较高水含量的皂条。在该发明中，尽管公开的A-凝胶最高浓度可达20wt％，但该发明的示例中只限于将7.5wt％的A-凝胶与含有一种附加的结构剂如5wt％的碱性硅酸盐的40％的TFM结合使用。
IN177828中公开了一种方法，其中通过将氢氧化铝和TFM均衡结合使用，就可能制备出低TFM含量的具有较高水含量和令人满意的硬度的皂条。该发明教导了可以通过脂肪酸/脂与一种含铝的碱性物质如铝酸钠的反应，就地生成胶体氧化铝，以形成通过模压获得的皂条。
我们的共同未决申请811/Bom/98(对应于GB9906834.8)公开了使用占组合物9-16wt％的A-凝胶会协同地改善低TFM皂条的加工性能、感官性能和物理性能。
另外，我们的共同未决申请WO00/36075公开了一种具有优良性能的低TFM皂条的制备方法，即利用脂肪酸与一种固相含量具体为20-55wt％的含铝碱性物质如铝酸钠溶液的反应，其中氧化铝(Al2O3)和氧化钠(Na2O)的重量比为0.5-1.55。这些皂条具有改善的硬度和更平滑的触感。该反应可以在40-95℃的较宽的温度范围内进行。
我们的申请WO01/42419公开了一种具有优良性能的低TFM皂条的制备方法，包括磷酸与一种含铝物质如铝酸钠就地反应生成氢氧化铝和正磷酸盐混合物。其中铝酸钠溶液的固相含量为20-55wt％，氧化铝(Al2O3)和氧化钠(Na2O)的重量比为0.5-1.55。用该方法制备的皂条跟用传统的原料如方解石、高岭土和滑石填充的皂条相比，具有更低的密度，和改善的物理性能，且不会影响其感官性能。用这种方法，可以配制出既适用于软水又适用于硬水的皂条。
我们现在发现，通过混入由铝酸钠与焦磷酸二氢二钠或可商购的酸式焦磷酸钠(SAPP)反应制得的氧化铝凝胶和十水合焦磷酸四钠(TSPP)，可以制得具有高水/TFM比的低TFM含量的改进的皂条，而不会影响皂条的硬度、清洁性能和起泡性能。该反应优选在有新形成的皂存在的情况下进行，以确保皂混合物中形成的焦磷酸盐的良好分散并从而使颗粒尺寸最小，甘油已经去除或未去除均可。如果皂是由铝酸钠与一种油混合物或脂肪酸反应形成的，则制备TSPP的反应优选在皂化阶段基本完成之后进行。
因此，本发明的第一个方面包括一种低总脂肪物质的香皂皂条组合物，它含有40-78wt％的总脂肪物质、0.4-13wt％的胶体氧化铝凝胶(以Al2O3形式)、0-23wt％的表现为无水盐形式的TSPP、0-15wt％甘油和7-30wt％的水(含水合水)。
如果甘油留在皂基中，在皂化阶段可以加入额外的用来中和SAPP的铝酸盐，在皂化反应完成之后用SAPP中和过量的铝酸盐。
在最终制剂中TSPP对氧化铝凝胶的比可以在一定的范围内变化。为使氧化铝的比率最大，用油/脂肪酸中和了铝酸钠。为增加TSPP的比例，需要加入SAPP，而SAPP要用必需量的碱中和。
来自调整了水含量之后的皂基条(noodle)中的皂的Al2O3与Na2O的重量比，优选在0.05∶1到1.75∶1的范围之内。自由水和结合水的总含量在7-30wt％的范围之内。优选组合物中无水盐形式的TSSP的量为从1wt％到20wt％。如果皂化时生成的甘油未去除，它通常会在最终制剂中占0-10wt％。如果皂化反应产生的甘油量不足，可以额外加入甘油以使其达到一定的水平。最终皂条中甘油的含量最高可以提高到15wt％。也可以加入其它在皂条中常用的添加剂。
本发明的方法可以在任何通常用于肥皂/洗涤剂制造的分批混合器中进行，且优选在高剪切混合器中进行。优选的混合器包括犁铧混合器、带西格马式、多磨擦重叠式、单弧形或双臂式混合部件的混合器。双臂搅拌混合器可以是重叠式的也可以是正切式的。或者，本发明也可以像常规方法中那样在传统的桨式混合器、螺旋状螺杆搅拌器容器或多头计量泵/高剪切混合器和喷雾干燥机的组合中进行。
根据本发明的第二个方面，一种制备低总脂肪物质的洗涤剂条的方法包括以下步骤a.通过使一种或多种脂和/或脂肪酸的混合物与碱性含铝物质和/或氢氧化钠在60-150℃的温度下反应，制成皂；b.如果需要，任选除去由(a)制得的皂混合物中的部分或全部甘油；c.如果需要，通过用SAPP就地中和碱性含铝物质，进一步降低纯皂的TFM；d.通过向皂混合物中添加或从中去除水以及冷却，调整皂基的含水量；e.将步骤(d)的产物转变成皂条。
在上下文中，术语总脂肪物质，通常缩写成TFM，用来表示存在于组合物中不计伴生的阳离子在内的脂肪酸和甘油三酯残余物的百分重量。
对于具有18个碳原子的皂，伴生的钠阳离子通常会总计达约8wt％。可以根据要求使用其它阳离子，如锌、钾、镁、烷基铵和铝。
术语皂表示羧基脂肪酸的盐。该皂可以衍生自任何通常用于皂的制备的甘油三酯。因此该皂中的羧酸根阴离子可以含有8-22个碳原子。
可以通过将脂和/或脂肪酸皂化来得到皂。通常用于皂制造的脂或油可以是如动物脂、动物脂硬脂精、棕榈油、棕榈硬脂精、豆油、鱼油、蓖麻油、米糠油、向日葵油、椰子油、巴巴苏油、棕榈仁油等。
在上述方法中，所述脂肪酸是由选自椰子、米糠、落花生、牛油、棕榈、棕榈仁、棉籽、大豆、蓖麻等的油/脂衍生来的。也可以通过合成(例如通过石油氧化或通过费-托反应将一氧化碳氢化)来制备所述脂肪酸皂。树脂酸类，如存在于妥尔油中的那些树脂酸也可以使用。环烷酸也适用。
动物脂脂肪酸可来自各种动物源并通常包含约1-8％的肉豆蔻酸、约21-32％的棕榈酸、约14-31％的硬脂酸、约0-4％的棕榈油酸、约36-50％的油酸和约0-5％的亚油酸。一种典型的配比是2.5％的肉豆蔻酸、29％的棕榈酸、23％的硬脂酸、2％的棕榈油酸、41.5％的油酸和3％的亚油酸(全部为重量百分数)。也包括其它类似的混合物、如来自棕榈油的那些和衍生自各种动物脂和猪油的那些。
椰子油是指碳链长度分布近似为8％的C8、7％的C10、48％的C12、17％的C14、8％的C16、2％的C18、7％的油酸和2％的亚油酸(所列前六种脂肪酸是饱和的)的脂肪酸混合物。术语椰子油中包括具有类似的碳链长度分布的其它来源，如棕榈坚果油和巴巴苏仁油。
根据本发明的一个优选方面，可以在研磨前任何步骤加入高达50wt％的增效剂如非皂表面活性剂、有助于护肤的物质如保湿剂、润肤剂、防晒剂或抗老化化合物。或者某些这些有益成分也可以在压模时以大量引入。
一种典型的可适用的脂肪酸混合物的构成为5-30wt％的椰子脂肪酸和70-95wt％的经脂肪酸硬化的米糠油。源自其它适用的油/脂如落花生、大豆、动物脂、棕榈、棕榈仁等的脂肪酸也可以以其它所需比例使用。
所述非皂表面活性剂可以是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂或两性离子表面活性剂或其混合物。保湿剂和湿润剂的例子包括多元醇、甘油、鲸蜡醇、卡巴浦尔934、乙氧基化蓖麻油、石蜡油、羊毛脂及其衍生物。还可以包括有机硅化合物如有机硅表面活性剂，如DC3225C(Dow Corning)和/或有机硅润肤剂或硅油(DC-200，Dow Corning出品)。适合的防晒剂包括4-叔丁基-4’-甲氧基二苯甲酰甲烷(商品名为PARSOL1789，出自Givaudan)和/或2-乙基己基甲氧基肉桂酸酯(商品名为PARSOLMCX，出自Givaudan)或其它UV-A和UV-B防晒剂。
可以加入其它添加剂，如一种或多种不溶于水的颗粒材料，如滑石、高岭土、多糖如淀粉或改性淀粉和纤维素。
可以在此方法的任何步骤加入1-10wt％的次要添加剂，如香料、着色剂、防腐剂、填料及其它常规添加剂。
本发明的组合物优选含有去垢活性物质，其通常选自阴离子型去垢活性物和非离子型去垢活性物。
适合的阴离子型去垢活性化合物是有机硫化反应产物的水溶性盐类，其中的有机硫化反应产物在其分子结构中具有含8-22个碳原子的烷基以及一种选自磺酸酯基或硫酸酯基及其混合物的自由基。
适合的阴离子型洗涤剂的例子有醇硫酸钠和醇硫酸钾，特别是通过将还原动物油或椰子油的甘油酯生成的高级醇硫酸盐化得到的那些；烷基苯磺酸钠和烷基苯磺酸钾，如其烷基含有9-15个碳原子的那些；烷基甘油基醚硫酸钠，特别是那些衍生自动物油和椰子油的高级醇的醚；椰子油脂肪酸单酸甘油酯硫酸钠；1摩尔高级脂肪醇和3-6摩尔环氧乙烷的反应产物的硫酸酯的钠盐和钾盐；具有1-8个环氧乙烷分子单元的烷基酚环氧乙烷醚硫酸钠盐和钾盐，其中的烷基含有4-14个碳原子；用羟乙磺酸酯化并且用氢氧化钠中和的脂肪酸的反应产物，其中，例如所述脂肪酸衍生自椰子油及其混合物。
优选的水溶性人造阴离子型去垢活性化合物为高级烷基苯磺酸及其与烯烃磺酸和高级烷基硫酸的混合物，以及高级脂肪酸单酸甘油酯硫酸的碱金属(如钠和钾)盐和碱土金属(如钙和镁)盐。
可以将适合的非离子型去垢活性化合物概括地描述为由环氧烷基与有机疏水化合物缩合生成的化合物，其中所述环氧烷基本质上是亲水性的，所述有机憎水化合物本质上可以是脂族的或烷基芳香族的。与任何特定憎水基缩合的亲水基或聚氧化烯自由基的长度很容易地调节，以便产生具有期望的亲水和憎水单元平衡度的水溶性化合物。
具体的例子包括具有8-22个碳原子的直链或支链结构的脂族醇与环氧乙烷的缩合产物，如具有2-15摩尔环氧乙烷/摩尔椰子醇的椰子油环氧乙烷缩合物；其烷基具有6-12个碳原子的烷基酚与5-25摩尔环氧乙烷/摩尔烷基酚的缩合物；乙二胺与环氧丙烷的反应产物和环氧乙烷的缩合物，所述缩合物含有40-80wt％的聚氧乙烯自由基，分子量为5000-11000；结构为R3NO的叔胺氧化物，其中一个R基团是含8-18个碳原子的烷基而其它R基团各自为甲基、乙基或羟乙基，例如二甲基十二烷基氧化胺；结构为R3PO的叔膦氧化物，其中一个R基团是含10-18个碳原子的烷基，而其它R基团各自为含1-3个碳原子的烷基或羟烷基，例如二甲基十二烷基氧化膦；以及结构为R2SO的二烷基亚砜，其中一个R基团是10-18个碳原子的烷基而另一R基团为甲基或乙基，例如甲基十四烷基亚砜；脂肪酸烷基醇酰胺；脂肪酸烷基醇酰胺和烷基硫醇的环氧烷缩合物。
本发明组合物中也可能包括阳离子去垢活性物、两性去垢活性物或两性离子去垢活性物。
可以加入的适合的阳离子去垢活性物是烷基取代的季铵卤化物盐类，例如双(氢化动物脂)二甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、氯化苯甲烃铵和十二烷基甲基聚氧乙烯氯化铵以及胺和咪唑林盐类，例如伯、仲和叔胺盐酸化物和咪唑啉盐酸化物。
可任选使用的适合的两性去垢活性化合物有含有一个8-18个碳原子的烷基和一个被阴离子型水增溶基取代的脂烃基的脂肪族仲胺和叔胺的衍生物，例如3-十二烷基氨基-丙酸钠、3-十二烷基氨基丙烷磺酸钠和N-2-羟基十二烷基-N-甲基牛磺酸钠。
可任选使用的适合的两性离子去垢活性化合物是具有一个8-18个碳原子的脂烃基和一个被阳离子型水增溶基取代的脂烃基的脂肪族季铵、锍和鏻化合物的衍生物，例如3-(N-N-二甲基-N-十六烷基铵)丙烷-1-磺酸盐甜菜碱、3-(十二烷基甲基锍)丙烷-3-磺酸盐甜菜碱和3-(十六烷基甲基鏻)乙烷磺酸盐甜菜碱。
下面将参考以下非限制性实施例对本发明进行进一步的且目的只为说明的描述，所述实施例尤其显示了由本发明所述方法制备的组合物和由非本发明方法制备的组合物的比较结果。
实施例1.
通过以下方法制备100kg皂基首先向犁铧混合器中添加4.73kg90％的活性α-烯烃硫酸盐(AOS)、0.85kg氯化钠和38.81kg含20.5wt％的Na2O和24.4wt％的Al2O3的铝酸钠溶液。在90℃下向此混合物中添加52.18kg熔融的蒸馏脂肪酸(DFAs)。使DFA′s皂化，然后添加0.12kg35wt％的EDTA钠溶液和0.35kg 60wt％的EHDP(羟乙磷酸)防腐剂溶液并将其分散在混合物中。向此混合物中再加入6.11kg SAPP。将此混合物与过量的铝酸钠反应形成TSPP。水被各种反应过程中释放的热量蒸发而消耗，调节混合物的最终水含量以产出100kg的具有下列组成的皂基
向93.9kg的这种皂基中添加5.0kg滑石、0.6kg芳香剂和0.5kg二氧化钛并将其在曲拐式搅拌机中混合，得到100kg最终的皂制剂。再将其研磨、挤压和模压形成皂条。
实施例2a-d.
以下皂基的制备，是通过将大约100kg净皂与甘油混合，其中甘油是在大约30％的水和具有浆化在2％的盐水溶液中的适当数量的SAPP的0.5％的盐在80-90摄氏度提取出的。在70-90℃向此混合物中加入足够的含20wt％的Na2O和20wt％的Al2O3的铝酸钠溶液以完全中和SAPP。铝酸盐溶液和SAPP之间的反应就地进行且形成的氧化铝凝胶和TSPP完全分散在全部皂中。向此皂/氧化铝凝胶/TSPP混合物中加入稀盐水溶液，以使其能经换热器泵入真空干燥器中干燥然后冷却至大约40℃，接着最终形成皂条。用这种方法制得下列公称成分的完成前的一系列皂基。
实施例3.
在犁铧混合器中加入20kg预加热到90摄氏度的80份动物脂/20份椰子油的混合物，制备出40.33kg皂基。向此油混合物中加入14.8kg预加热到90摄氏度的铝酸钠溶液，其中的铝酸钠溶液含20wt％的Na2O和20wt％的Al2O3。使混合物在搅拌下反应，直到甘油三酯的皂化基本完成。在85摄氏度向净皂混合物中加入成浆于3.4kg水中的2.1kg的SAPP。继续搅拌30分钟以确保SAPP被皂化后过量的铝酸钠完全中和。最后，加入20克40wt％的NaEDTA溶液和11克60wt％的EHDP溶液，并继续搅拌5分钟以确保各成分完全分散。得到下列组成的皂基。
权利要求
1.一种低总脂肪物质香皂皂条组合物，含有40-78wt％的总脂肪物质、0.4-13wt％的胶体氧化铝凝胶(以Al2O3形式)、0-23wt％的表现为无水盐形式的TSPP、0-15wt％甘油和7-30wt％的包括结合水在内的水。
2.根据权利要求1所述的皂条，其中所述的组合物另外含有5-50wt％的增效剂。
3.根据权利要求1或2所述的皂条，其中所述的组合物的碘值在35-75的范围之内。
4.根据前面任一权利要求所述的皂条，其中所述的胶体氧化铝凝胶是由含铝碱性物质制备的。
5.根据权利要求4所述的皂条，其中的含铝碱性物质是固体含量为20-55wt％且Al2O3对Na2O的重量比为0.5∶1到1.55∶1的铝酸钠。
6.根据权利要求5所述的皂条，其中的含铝碱性物质是与SAPP混合的。
7.一种制备权利要求1-6任何一项所述的低总脂肪物质洗涤剂条的方法，包括以下步骤a.通过使一种或多种脂和/或脂肪酸的混合物与碱性含铝物质和/或氢氧化钠在60-150℃的温度下反应，制成皂；b.如果需要，任选除去由(a)制得的皂混合物中的部分或全部甘油；c.如果需要，通过用SAPP就地中和碱性含铝物质，进一步降低纯皂的TFM；d.通过向皂混合物中添加或从中去除水以及冷却，调整皂基的含水量；e.将步骤(d)的产物转变成皂条。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述的含铝碱性物质是铝酸钠。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述的铝酸钠的固体含量为20-55wt％。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的方法，其中步骤(c)之后的皂中Al2O3对Na2O的重量比在0.05∶1到1.75∶1的范围之内。
全文摘要
本发明提供皂条或洗涤剂条，其主要用于个人清洗或织物洗涤。所述条具有相对较低量的总脂肪物质，可以允许具有较高量的水和/或其它液体添加剂。通过向所述条中加入氢氧化铝和焦磷酸四钠十水合物可以获得上述的皂条并同时保持良好的皂性能。还公开了制备这种皂的方法。
文档编号C11D9/14GK1738895SQ02818616
公开日2006年2月22日 申请日期2002年7月19日 优先权日2001年7月26日
发明者R·W·安德森, A·R·巴塞特, G·埃拉姆 申请人:荷兰联合利华有限公司