Пероксидные дисперсии - RU2650394C2
Код документа: RU2650394C2
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к водным дисперсиям органических пероксидов, являющихся твердыми при обычных условиях. Дисперсии представляют собой пасты или жидкости, которые содержат высокие концентрации пероксида, причем пероксид присутствует в форме мелких частиц (например, диаметр в среднем менее 10 мкм). Пасты являются псевдопластичными или достаточно текучими для того, чтобы их можно было перекачивать, разливать и/или распылять, что упрощает их транспортировку и применение. Настоящее изобретение дополнительно предусматривает способы применения таких водных дисперсий, а также композиций, содержащих водные дисперсии.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Общим свойством пероксидов является склонность к воспламенению и взрывоопасность, причем некоторые пероксиды проявляют эти свойства в большей степени, чем другие. Например, бензоилпероксид, если находится в сухом состоянии, может разлагаться вследствие удара, трения или статического электричества. Это свойство влечет за собой опасность для потребителей этих материалов, а также для производителей и тех, кто осуществляет их транспортировку. Соответственно, длительное время существует цель, заключающаяся в обеспечении невоспламеняющихся композиций на основе органических пероксидов.
Безопасность и преимущество для практического использования, обеспечиваемые растворимыми в воде или диспергируемыми в воде пероксидами, являются общепризнанными. Однако многие пероксиды, представляющие коммерческий интерес, являются не растворимыми в воде. Более того, дисперсии, содержащие относительно высокие концентрации не растворимых в воде твердых пероксидов, как правило, являются очень вязкими и, следовательно, их сложно транспортировать и подвергать обработке. Эта проблема в особенности усугубляется с уменьшением размера частиц пероксида. Например, при измельчении пероксида в воде с уменьшением его размера частиц до значения ниже 10 мкм водная дисперсия часто образует очень густую пасту. Дальнейшее измельчение становится очень трудным, если не прекращать измельчение на определенный период времени для того, чтобы обеспечить возможность “уменьшения напряжения” и пластификации дисперсии до такой степени, при которой измельчение снова становится осуществимым. Эти трудности значительно удлиняют период времени, требуемый для достижения необходимого малого размера частиц. Так как существует много практических применений не растворимых в воде пероксидов, при которых меньший размер частиц будет преимущественным, остается потребность в высококонцентрированных водных дисперсиях пероксидов с малым размером частиц, которые возможно транспортировать посредством перекачивания и/или разлива, а также способах, при помощи которых можно удобно и эффективно получать такие водные дисперсии.
Не растворимые в воде твердые органические пероксиды, такие как бензоилпероксид, широко используются в качестве отбеливающих средств, например, для обесцвечивания пищевых продуктов, таких как мука, молочная сыворотка и сыр. См. Yehia El-Samragy, “Benzoyl Peroxide – Chemical and Technical Assessment (CTA),” 61st JECFA, 2004.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предоставляет водную дисперсию, содержащую a) приблизительно 40% по весу или более не растворимого в воде твердого органического пероксида, имеющего средний размер частиц менее 10 мкм, и b) поверхностно-активное вещество, которое представляет собой сложный полиглицериловый эфир одной или более C6-C18 жирных кислот. В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ получения такой водной дисперсии, включающий измельчение органического пероксида, имеющего средний размер частиц более 10 мкм, в воде в присутствии поверхностно-активного вещества, которое представляет собой сложный полиглицериловый эфир одной или более C6-C18 жирных кислот. Применение такого поверхностно-активного вещества способствует уменьшению вязкости водной дисперсии в ходе обработки.
Преимущество водных дисперсий согласно настоящему изобретению заключается в том, что они находятся в жидкой, легко перекачиваемой, распыляемой и/или разливаемой форме, что, таким образом, позволяет избежать проблем, традиционно связанных с транспортировкой или применением органических пероксидов в сухой дисперсной форме или в виде дисперсий высокой вязкости.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения продукт, такой как пищевой продукт или промышленный продукт, отличный от пищевого, можно обесцвечивать при помощи способа, предусматривающего приведение продукта в контакт с вышеупомянутой водной дисперсией.
В другом аспекте настоящего изобретения предусматривается фармацевтическая композиция, которая состоит из вышеупомянутой водной дисперсии и по меньшей мере одного дополнительного фармацевтически приемлемого ингредиента.
Другой аспект настоящего изобретения относится к композиции для личной гигиены, состоящей из вышеупомянутой водной дисперсии и по меньшей мере одного дополнительного ингредиента для личной гигиены.
В настоящем изобретении дополнительно представлен чистящий продукт, который состоит из вышеупомянутой водной дисперсии и по меньшей мере одного дополнительного ингредиента чистящего продукта.
ОПИСАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Водные дисперсии согласно настоящему изобретению содержат органический пероксид, который является твердым при обычных условиях (т.е. твердым при комнатной температуре), и поверхностно-активное вещество.
Иллюстративными подходящими органическими пероксидами являются ароматические диацилпероксиды, например бензоилпероксид, o-метилбензоилпероксид, o-метоксибензоилпероксид, o-этоксибензоилпероксид, o-хлорбензоилпероксид и 2,4-дихлорбензоилпероксид; алифатические диацилпероксиды, например деканоилпероксид, лауроилпероксид и миристоилпероксид; кетонпероксиды, например 1-гидроксициклогексилпероксид и 1-гидропероксициклогексилпероксид; пероксиды альдегидов, например 1-гидроксигептилпероксид; пероксидикарбонаты, например дицетилпероксидикарбонат, ди(4-трет-бутилциклогексил)пероксидикарбонат и ацилпероксиалкилкарбонаты, например ацетилпероксистеарилкарбонат и т.п., и их смеси. Также можно использовать другие органические пероксиды, которые являются твердыми при обычных условиях при комнатной температуре и фактически не растворимыми в воде. Исходный органический пероксид можно получить при помощи любого подходящего способа и он может находиться в форме твердого вещества (сухого) или в форме смеси с водой. Как будет более подробно описано далее, органический пероксид, как правило, изначально имеет относительно большой размер частиц (например, более 10 мкм) и затем их размер уменьшают посредством любой подходящей методики в присутствии поверхностно-активного вещества и воды с получением водных дисперсий согласно настоящему изобретению.
Водные дисперсии согласно настоящему изобретению содержат приблизительно 35 процентов по весу или более органического пероксида. Одной из отличительных особенностей настоящего изобретения является то, что оно обеспечивает получение водных дисперсий, содержащих приблизительно 35 процентов по весу или более органического пероксида, причем дисперсии можно перекачивать, распылять или разливать, так как они являются псевдопластичными или текучими жидкостями. До настоящего времени было сложно получить дисперсии, которые можно перекачивать или распылять, содержащие приблизительно 35 процентов по весу или более органического пероксида. В данном описании псевдопластичный означает, что вязкость уменьшается при увеличении скорости сдвига. Таким образом, вязкость пероксидных дисперсий согласно настоящему изобретению будет уменьшаться при размешивании или перемешивании дисперсии и становится возможным разливать ее, или перекачивать, или распылять, что упрощает применение. В некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению водная дисперсия является достаточно жидкой, так что ее можно разливать, перекачивать или распылять даже без осуществления размешивания или перемешивания. Концентрацию пероксида в водной дисперсии можно регулировать при желании или необходимости, но, как правило, концентрация органического пероксида составляет по меньшей мере приблизительно 30 весовых процентов, но не более приблизительно 75 весовых процентов, или от приблизительно 35 до 60 весовых процентов, или от приблизительно 37 до не более приблизительно 53 весовых процентов, или от приблизительно 37 до приблизительно 42 весовых процентов.
Достаточное количество воды присутствует для получения водной дисперсии, причем вода выступает в качестве жидкой матрицы, в которой диспергированы частицы органического пероксида. Как правило, содержание воды в водной дисперсии составляет от приблизительно 25 до 70 весовых процентов, от приблизительно 40 до 65 весовых процентов, от приблизительно 42 до приблизительно 63 весовых процентов, или от приблизительно 53 до приблизительно 63 весовых процентов, или от приблизительно 58 весовых процентов до приблизительно 63 весовых процентов. Значение pH воды можно регулировать при желании или необходимости посредством добавления одного или более средств для регулирования pH, например оснований, кислот, буферов и т.п. Также могут присутствовать растворимые молекулы, например соли.
Помимо воды и органического пероксида композиция согласно настоящему изобретению также содержит одно или несколько поверхностно-активных веществ. В одном варианте осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой фармацевтически приемлемое поверхностно-активное вещество. Фармацевтически приемлемое поверхностно-активное вещество относится к поверхностно-активному веществу, которое не вызывает значительное раздражение в организме и не подавляет биологическую активность и свойства введенного соединения, с которым объединена дисперсия согласно настоящему изобретению. В другом варианте осуществления поверхностно-активное вещество представляет собой пищевое поверхностно-активное вещество. Пищевое поверхностно-активное вещество относится к поверхностно-активному веществу, присутствие которого допускается в пищевых продуктах согласно стандартам, причем по меньшей мере не выше определенных уровней. Применяемое поверхностно-активное вещество может быть как фармацевтически приемлемым поверхностно-активным веществом, так и пищевым поверхностно-активным веществом.
В настоящее время было обнаружено, что сложные полиглицериловые эфиры одной или более C6-C18 жирных кислот, или предпочтительно сложные полиглицериловые эфиры одной или более C6-C12 жирных кислот, или предпочтительно сложные полиглицериловые эфиры одной или более C8-C12 жирных кислот являются в особенности эффективными для получения дисперсий, которые остаются свободнотекучими жидкостями в ходе процесса измельчения, применяемого для уменьшения среднего размера частиц органического пероксида до значения ниже 10 мкм и предпочтительно выше 2 мкм. Другими словами, применение других типов поверхностно-активных веществ приводит к образованию очень густых паст в ходе измельчения, что значительно увеличивает количество времени, требуемое для достижения конкретного необходимого малого размера частиц. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает значительное улучшение эффективности обработки.
В уровне техники сложные полиглицериловые эфиры жирных кислот также называются “сложными полиглицериновыми эфирами жирных кислот” и “сложными эфирами полиглицерина и жирных кислот”. Их можно описать как смешанные частичные сложные эфиры, образованные путем реакции полимеризованных глицеринов с пищевыми жирами, маслами или жирными кислотами. Коммерческие поверхностно-активные вещества, которые представляют собой сложные полиглицериловые эфиры жирных кислот, могут содержать незначительные количества моно-, ди- и триглицеридов, свободного глицерина и полиглицеринов, свободных жирных кислот и/или солей свободных жирных кислот. Степень полимеризации полиглицерилового компонента может варьироваться. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения полиглицериловый сегмент поверхностно-активного вещества может содержать в среднем по меньшей мере 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, или 9, и/или не более 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12 или 11 глицериловых повторяющихся звеньев на молекулу. В одном конкретном варианте осуществления присутствуют в среднем приблизительно 10 глицериловых повторяющихся звеньев на молекулу.
Было обнаружено, что применение полиглицерилов, эстерифицированных жирными кислотами с относительно короткой цепью, в качестве поверхностно-активных веществ в процессе, в котором органический пероксид с относительно большим размером частиц (например, имеющий средний размер частиц более 10 мкм) измельчают в воде с получением меньшего размера частиц (например, среднего размера частиц менее 10 мкм или менее 5 мкм и в некоторых вариантах осуществления среднего размера частиц предпочтительно более 2 мкм), способствует снижению вязкости в ходе такого процесса измельчения. Полученная в результате водная дисперсия является псевдопластичной. Таким образом, жирные кислоты, применяемые для эстерификации полиглицерила, преимущественно представляют собой C6-C18 жирные кислоты, или C6-C12 жирные кислоты, или C8-C12 жирные кислоты (т.е. жирные кислоты, содержащие 6-18, или 6-12, или 8-12 атомов углерода на молекулу), хотя в эстерифицированном полиглицериле также могут присутствовать незначительные количества жирных кислот с более короткой и/или более длинной цепью. Например, в различных вариантах осуществления согласно настоящему изобретению по меньшей мере 50, по меньшей мере 60, по меньшей мере 70, по меньшей мере 80, по меньшей мере 90 или практически все фрагменты жирных кислот, присутствующие в поверхностно-активном веществе, представляют собой фрагменты C6-C18 или C6-C12 жирных кислот. Могут присутствовать смеси различных фрагментов C6-C18 или C6-12, C8-C12 жирных кислот. Фрагменты жирных кислот могут быть с прямой или разветвленной цепью, насыщенными или ненасыщенными. Как правило, фрагменты жирных кислот представляют собой монокарбоксилатные фрагменты, соответствующие общей структуре –OC(=O)R, где R представляет собой C5-C11 алкильную группу. В одном варианте осуществления фрагменты жирных кислот, присутствующие в поверхностно-активном веществе, преимущественно являются насыщенными, так что йодное число поверхностно-активного вещества составляет менее 10 или менее 5. Примеры подходящих C6-C18 жирных кислот включают, но без ограничения, гексановую кислоту (также известную как капроновая кислота), октановую кислоту (также известную как каприловая кислота), декановую кислоту (также известную как каприновая кислота) и додекановую кислоту (также известную как лауриновая кислота), тетрадекановую кислоту (также известную как миристиновая кислота), гексадекановую кислоту (также известную как пальмитиновая), октадекановую (также известную как стеариновая кислота) и их смеси. В одном варианте осуществления C6-C12 жирная кислота представляет собой смесь октановой кислоты и декановой кислоты (причем другие жирные кислоты, возможно, присутствуют в незначительных количествах).
Как правило, полиглицерил является частично эстерифицированным фрагментами жирных кислот, причем одна или несколько гидроксильных групп остаются неэстерифицированными. Например, поверхностно-активное вещество может содержать в среднем 1-3 фрагмента жирных кислот на молекулу. В определенных вариантах осуществления от приблизительно 25% до приблизительно 60% или от приблизительно 30% до приблизительно 50% доступных гидроксильных групп в полиглицериле являются эстерифицированными фрагментами жирных кислот.
Поверхностно-активное вещество может соответствовать общей структуре (I):
(I) R1-[CH2-CH(OR2)-CH2O]n-R3,
где среднее значение n составляет от приблизительно 6 до приблизительно 14 и каждый из R1, R2 и R3 независимо представляет собой фрагмент C6-C18 жирной кислоты или водород, при условии, что по меньшей мере один из R1, R2 или R3 представляет собой фрагмент C6-C18 жирной кислоты. В одном варианте осуществления по меньшей мере один из R1, R2 или R3 представляет собой водород. Хотя в структуре (I) глицериловые повторяющиеся звенья показаны расположенными линейно, подразумевается, что эта формула также охватывает полиглицерилы, которые являются разветвленными.
Иллюстративные поверхностно-активные вещества, применимые в настоящем изобретении, включают, но без ограничения, полиглицерил-10 каприлат/капрат, полиглицерил-10 каприлат, полиглицерил-10 капрат, полиглицерил-10 лаурат, а также аналогичные вещества, где полиглицериловый компонент содержит в среднем 8, 9, 11 или 12 глицериновых повторяющихся элементарных звеньев на молекулу. Сложные полиглицериловые эфиры C6-C18 жирных кислот и сложные полиглицериловые эфиры C6-C12 жирных кислот, подходящие для применения в качестве поверхностно-активных веществ в настоящем изобретении, являются коммерчески доступными от различных поставщиков, например Lonza.
В различных аспектах настоящего изобретения поверхностно-активное вещество может характеризоваться значением HLB (hydrophilic-lipophilic balance или гидрофильно-липофильный баланс) по меньшей мере 12, 13 или 14 и/или значением HLB не более 18, 17 или 16. Например, значение HLB поверхностно-активного вещества может составлять 12-18 или 14-16.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения единственным типом поверхностно-активного вещества, присутствующим в водной дисперсии, является сложный полиглицериловый эфир C6-C18 или C6-C12 жирных кислот или смесь таких поверхностно-активных веществ. В других вариантах осуществления такие сложные полиглицериловые эфиры представляют по меньшей мере 50, 60, 70, 80, 90 или 95% по весу от общего количества присутствующего поверхностно-активного вещества.
Поверхностно-активное вещество можно объединять с водой и органическим пероксидом при количестве, эффективном для уменьшения вязкости водной дисперсии в ходе измельчения органического пероксида. Как правило, концентрация поверхностно-активного вещества в водной дисперсии составляет по меньшей мере 0,1 вес. %, но не более 2,0 вес. %.
В дополнение к воде, поверхностно-активному веществу и органическому пероксиду, в водной дисперсии могут присутствовать другие компоненты. Например, для того, чтобы способствовать сохранению продукта как устойчивой гомогенной дисперсии и замедлить осаждение частиц органического пероксида, в водную дисперсию можно включить один или несколько гелеобразователей. Гелеобразователь представляет собой вещество, способное образовывать гель, если его помещают в воду. Макромолекулярные гелеобразователи являются в особенности применимыми в настоящем изобретении, особенно макромолекулярные гелеобразователи природного происхождения, например определенные полисахариды. Подходящие макромолекулярные гелеобразователи включают, но без ограничения, альгинаты (соли альгиновой кислоты), каррагинаны, геллановую камедь, гуаровую камедь, пектиновые вещества (например, пектиновую кислоту, пектин, пектат) и ксантановую камедь. Также применимыми в качестве макромолекулярных гелеобразователей являются полимеры на основе акриловой кислоты, в том числе сополимеры акриловой кислоты и одного или более дополнительных мономеров, таких как (мет)акрилаты и функционализированные акриловые мономеры. Такие полимеры могут быть сшитыми. Сшивающее средство может представлять собой сомономер, содержащий две или более углерод-углеродные двойные связи на молекулу, способные участвовать в свободнорадикальной полимеризации, например полиалкениловый эфир, дивинилгликоль или т.п., который сополимеризуется с одним или несколькими мономерами, такими как акриловая кислота, которые содержат только одну способную к свободнорадикальной полимеризации углерод-углеродную двойную связь на молекулу. Примеры таких полимеров включают класс полимеров, называемый “карбомерами”, а также полимеры, такие как те, которые продаются под торговым названием “Carbopol” от Noveon, Inc.
Гелеобразователь можно выбрать так, что он является подходящим для включения в пищевой или фармацевтический продукт. В одном варианте осуществления гелеобразователь способен обеспечивать дальнейшее гелеобразование посредством образования трехмерной структуры. Например, макромолекулярный гелеобразователь может содержать один или несколько различных типов функциональных групп на всем протяжении его остова или в боковой цепи по отношению к остову, которые могут взаимодействовать или вступать в реакцию со сшивающим средством. Такие функциональные группы могут быть, например, группами карбоновой кислоты, группами сульфоновой кислоты или их солей (карбоксилатов, сульфатов). Подходящие сшивающие средства могут включать молекулы, обеспечивающие поливалентполивалентные катионы (например двухвалентные и трехвалентные катионы). Иллюстративные поливалентные катионы включают алюминий(3+), барий(2+), кальций(2+), медь(2+), железо(2+), стронций(2+) и цинк(2+). Катионы могут поставляться в форме совместимых с пищевыми продуктами и/или совместимых с фармацевтическими продуктами солей. Конкретные примеры подходящих солей, применимых в качестве сшивающих средств, включают следующие, в том числе их гидраты, и их смеси: карбонат кальция, хлорид кальция, эдетат кальция-натрия, лактат кальция, нитрат кальция, оксалат кальция, сульфат кальция, двузамещенный фосфат кальция, трехзамещенный цитрат кальция, трехзамещенный фосфат кальция и их соответствующие бариевые, медные, стронциевые и цинковые аналоги. Количества макромолекулярного гелеобразователя и сшивающего средства могут варьировать, если требуется.
Гелеобразователь можно использовать при количестве, эффективном для уменьшения склонности дисперсного органического пероксида со временем осаждаться из водной дисперсии. Дополнительно или в качестве альтернативы, гелеобразователь может выполнять функцию загустителя или модификатора реологии.
В различных вариантах осуществления водная дисперсия содержит по меньшей мере 0,25 вес. % или по меньшей мере 0,4 вес. % макромолекулярного гелеобразователя. В других вариантах осуществления водная дисперсия содержит не более 1,5 вес. % или не более 0,75 вес. % макромолекулярного гелеобразователя. Например, водная дисперсия может содержать 0,25-1,5 вес. % макромолекулярного гелеобразователя. Количество сшивающего средства, если применяется, как правило, может варьировать в зависимости от того, сколько макромолекулярного гелеобразователя присутствует. Например, если концентрация макромолекулярного гелеобразователя является относительно низкой, то концентрация сшивающего средства также может быть относительно низкой.
В различных вариантах осуществления водная дисперсия содержит по меньшей мере от приблизительно 0,1 до 3 вес. % или предпочтительно по меньшей мере от приблизительно 0,25 до 1 вес. % основания, или стабилизатора, или буфера. Примеры подходящих оснований/стабилизаторов/буферов включают гидроксид натрия, гидроксид кальция, гидроксид магния, бикарбонат натрия, фосфат калия (одно- и двухосновные соли), цитрат натрия и т.п.
Типичные концентрации сшивающего средства могут составлять, например, от приблизительно 0,01 до 0,075 вес. %.
В одном варианте осуществления композиция водной дисперсии является следующей:
a) 37,5-42 вес. % бензоилпероксида, имеющего средний размер частиц менее 5 мкм;
b) 53,5-62 вес. % воды;
c) 0,25-1,5 вес. % макромолекулярного гелеобразователя;
d) 0,1-2,0 вес. % сложного полиглицерилового эфира, содержащего полиглицериновый фрагмент, имеющий в среднем 8-12 глицериновых повторяющихся звеньев, и частично эстерифицированного смесью октановой кислоты и декановой кислоты, и характеризуется значением HLB 12-18 (например, полиглицерил-10 каприлат/капрат);
e) 0,01-0,05 вес. % соли/сшивающего средства и
f) 0,25-1,0 вес. % основания/стабилизатора/буфера.
Водную дисперсию можно получить при помощи любого способа. Например, водную дисперсию можно получить путем измельчения/размалывания органического пероксида в присутствии воды и поверхностно-активного вещества до достижения необходимого размера частиц органического пероксида (например, менее 20 мкм, или менее 15 мкм, или менее 10 мкм, или менее 5 мкм, или 3-5 мкм, или 2-5 мкм, или 1-5 мкм, или 3-10 мкм, или 2-10 мкм, или 1-10 мкм). Размер частиц можно определить согласно ASTM UOP 856-07. Распределение размера частиц порошка, полученное при помощи рассеяния лазерного излучения, и представить как D50 в процентах по объему.
Измельчение можно осуществлять при помощи любого подходящего оборудования, известного из уровня техники, например роторно/статорной мельницы, горизонтальной шаровой мельницы или, наиболее предпочтительно, вертикальной корзинной мельницы. Температуру в ходе измельчения необходимо регулировать так, чтобы избежать разложения органического пероксида. Как правило, измельчение проводят при значениях температуры 40ºC или менее. Если макромолекулярный гелеобразователь необходимо включить в водную дисперсию, может быть предпочтительным добавить его в водную дисперсию после стадии измельчения. Водную дисперсию также можно получить при помощи способов, известных специалистам в данной области техники, например, раскрытых в патентах США №№ 4039475, 4092470, 4734135 и 4440885, раскрытия которых включены в данный документ посредством ссылки во всей полноте. Также подходящими являются обработка ультразвуком и методики/процессы с применением ультразвука, известные из уровня техники.
Водные дисперсии согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность перекачивания или распыления дисперсий, что обусловлено уменьшением размера частиц и низкой вязкостью. Водные дисперсии предпочтительно характеризуются вязкостью 800-10000 сП (сантипуаз), более предпочтительно 1000-5000 сП и еще более предпочтительно 1000-2000 сП, определенной при помощи вискозиметра Brookfield и ASTM D2196-10 (стандартные способы испытаний реологических свойств неньютоновских материалов при помощи ротационного вискозиметра (типа Brookfield). Такие дисперсии можно распылять, например, при помощи пневматических или даже ручных устройств для распыления.
Водные дисперсии в соответствии с настоящим изобретением являются применимыми в широком спектре практических применений, при которых необходимо использовать органические пероксиды, в том числе в пищевой промышленности, а также фармацевтической промышленности. Например, водную дисперсию можно применять в качестве пищевого отбеливателя или в качестве компонента лекарственного препарата против акне. Применение водных дисперсий в соответствии с настоящим изобретением позволяет уменьшить или избежать проблем, как правило, связанных с применением органических пероксидов в сухой форме, таких как трудности, препятствующие легкому диспергированию пероксида в композиции, такой как пищевой продукт, образование пыли и низкая эффективность обесцвечивания.
В одном варианте осуществления предусматривается способ обесцвечивания продукта, включающий приведение продукта в контакт с водной дисперсией в соответствии с настоящим изобретением. Продукты, подходящие для такой обработки, включают пищевые продукты, а также промышленные продукты, отличные от пищевых. Пищевой продукт, например, может быть выбран из группы, состоящей из молочных продуктов (например, молочная сыворотка, сыр, молоко), пищевых масел, пищевых жиров, полисахаридов (например мука, крахмал), напитков (например пиво) и их комбинаций. Подходящие промышленные продукты, отличные от пищевых, включают, например, масла и жиры, отличные от пищевых, бумагу (целлюлозную массу), текстильные изделия и т.п. Водную дисперсию можно приводить в контакт с продуктом в количестве, и в течение времени, и при температуре, эффективных в отношении ослабления цвета продукта. Выбранные условия будут зависеть от желаемой или необходимой степени уменьшения интенсивности цвета, а также типа продукта и органического пероксида, среди прочих факторов, однако, малый размер частиц твердого органического пероксида, присутствующих в водной дисперсии, обеспечивает достижение заданной величины ослабления цвета за более короткий период времени, и/или с использованием более низкого количества или концентрации органического пероксида, и/или при более мягких условиях (например, более низкая температура приведения в контакт) по сравнению с обычными дисперсиями органического пероксида или композициями, содержащими сухой пероксид, с большим размером частиц.
В соответствии с настоящим изобретением предусматривается фармацевтическая композиция, которая состоит из водной дисперсии, описанной в данном документе, и по меньшей мере одного дополнительного фармацевтически приемлемого ингредиента. Можно использовать любой из подходящих фармацевтически приемлемых ингредиентов, известных из уровня техники, при условии что такой ингредиент является совместимым с органическим пероксидом. Например, один или несколько фармацевтически активных ингредиентов (например, антибактериальные средства, противомикробные средства) и/или вспомогательных средств, таких как наполнители, носители, поверхностно-активные вещества, пигменты, стабилизаторы, средства для регуляции реологических свойств, гелеобразователи и т. п., можно использовать в комбинации с водной дисперсией органического пероксида. Фармацевтическая композиция может представлять собой лекарственный препарат против акне и может быть в форме лосьона, мыла, геля или крема, например. По причине малого размера частиц органического пероксида и/или возможности получения дисперсий с более высокой концентрацией, которые все еще можно перекачивать или разливать, фармацевтические композиции, содержащие водные дисперсии в соответствии с настоящим изобретением, можно составлять так, чтобы они были активными или более эффективными, чем обычные фармацевтические композиции, содержащие органический пероксид.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусматривается композиция для личной гигиены, причем композиция для личной гигиены состоит из водной дисперсии, описанной в данном документе, и по меньшей мере одного дополнительного ингредиента для личной гигиены. Любой из обычных ингредиентов для личной гигиены, известных из уровня техники, таких как, например, носители, наполнители, поверхностно-активные вещества, абразивы, средства для регуляции реологических свойств, гелеобразователи, ароматизаторы, средства для реминерализации, смягчающие средства, активаторы отбеливания и т.п. и их комбинации, можно объединять с водной дисперсией органического пероксида. Водные дисперсии согласно настоящему изобретению, например, можно использовать в качестве компонентов продуктов для отбеливания зубов (например, зубных паст, ополаскивателей для полости рта) и продуктов для окрашивания или обесцвечивания волос.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения чистящий продукт состоит из водной дисперсии органического пероксида, описанной в данном документе, и по меньшей мере одного дополнительного ингредиента чистящего продукта. Чистящий продукт, например, может представлять собой моющее средство для посудомоечной машины, моющее средство для стирки белья, отбеливающий продукт для стирки белья, средство для очистки твердых поверхностей (например, чистящее средство) или т.п., в частности, продукты этого типа в жидкой, кремообразной или гелеобразной форме. Подходящие дополнительные ингредиенты чистящего продукта включают любой из компонентов, которые, как известно, применяются в вышеупомянутых продуктах, например, поверхностно-активные вещества, носители, активаторы отбеливания, структурообразователи, абразивы, пигменты, средства для регуляции реологических свойств, гелеобразователи, отдушки, средства, препятствующие осаждению, ферменты и т.п.
Вышеупомянутые продукты можно получать путем объединения водной дисперсии органического пероксида в соответствии с настоящим изобретением с одним или несколькими фармацевтически приемлемыми ингредиентами, ингредиентами для личной гигиены или чистящими ингредиентами.
Водные дисперсии, содержащие органический пероксид, согласно настоящему изобретению также можно использовать в качестве инициаторов полимеризации и отверждающих средств для термореактивных смол и т.п.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 (Сравнительный)
Получали водную дисперсию, имеющую следующую целевую композицию (количества указаны в вес. %):
Применяемое поверхностно-активное вещество представляло собой Polyaldo® 10-1-O декаглицеринмоноолеат (полиглицерил, эстерифицированный олеиновой кислотой), поставляемый Lonza. Применяемый бензоилпероксид представлял собой смесь бензоилпероксид/вода, содержащую 75 вес. % бензоилпероксида (таким образом, фактическое содержание бензоилпероксида в составе представляло собой 40 вес. %). В ходе измельчения бензоилпероксида для уменьшения среднего размера частиц до 2 мкм материал образовывал очень густую пасту, что значительно замедляло процесс измельчения. Измельчение должно было периодически прерываться для обеспечения “выдерживания” и пластификации пасты, достаточной для того, чтобы можно было возобновить измельчение. Это приводило к очень длительному времени измельчения, требуемому для измельчения бензоилпероксида до среднего размера частиц 2 мкм.
Пример 2 (В соответствии с настоящим изобретением)
Получали водную дисперсию, имеющую следующую целевую композицию (количества указаны в вес. %):
Применяемое поверхностно-активное вещество представляло собой Polyaldo 10-1-CC, которое описывается его поставщиком Lonza как “декановая кислота, смешанные сложные моноэфиры декаглицерина и октановой кислоты”. Применяемый бензоилпероксид представлял собой смесь бензоилпероксид/вода, содержащую 75 вес. % бензоилпероксида (таким образом, фактическое содержание бензоилпероксида в составе представляло собой 40 вес. %). Было обнаружено, что улучшенная эффективность измельчения обеспечивалась поверхностно-активным веществом полиглицерил-10 каприлатом/капратом по сравнению с поверхностно-активным веществом декаглицеринмоноолеатом. Наиболее существенные улучшения заключались в том, что требовалось в три раза меньше поверхностно-активного вещества и дисперсия оставалась свободнотекучей жидкостью в ходе всего процесса измельчения (т.е. не нужно было периодически останавливать измельчение). Применение поверхностно-активного вещества полиглицерил-10 каприлата/капрата обеспечивало возможность получения среднего размера частиц 2,5 мкм в два раза быстрее по сравнению с тем случаем, когда декаглицеринмоноолеат применяли в качестве поверхностно-активного вещества, даже при сниженном уровне поверхностно-активного вещества из Примера 2. Так как продукт оставался жидким на протяжении всего процесса, регуляция температуры осуществлялась значительно лучше и значительно снижалась опасность разложения. Из-за более низкого уровня поверхностно-активного вещества для стабилизации дисперсии требовалось меньше гелеобразователя (каррагинана). Так как требовалось меньше каррагинана, было намного проще обеспечить гомогенную дисперсию пасты, полученной путем измельчения.
Следующие примеры иллюстрируют определенные преимущества, обеспечиваемые водными дисперсиями согласно настоящему изобретению.
Пример 3 (Дисперсия органического пероксида в пищевом продукте)
При обычном способе обработки потока молочной сыворотки сухим органическим пероксидом (например, органическим пероксидом в смеси с инертным носителем) 25 кг ящик с сухим органическим пероксидом поднимали и выгружали в мешалку с большими сдвиговыми усилиями для диспергирования в воде. Следовало принять меры для того, чтобы избежать осаждения органического пероксида. Следовало обеспечить непрерывное перемешивание в резервуаре. Затем порцию полученной в результате смеси вводили в поток молочной сыворотки.
Водную дисперсию согласно настоящему изобретению, которая находится в предварительно диспергированной жидкой форме, можно использовать следующим образом. Погружную трубу вводили в 55-галлонный бак, который содержал водную дисперсию согласно настоящему изобретению. Затем порцию водной дисперсии, содержащей органический пероксид, непосредственно вводили в поток молочной сыворотки. При этом отсутствовала необходимость в том, чтобы поднимать тяжелые ящики вручную (таким образом, это позволяло избежать возможных эргономических ограничений), и при этом простым способом обеспечивали добавление однородной концентрации органического пероксида в поток пищевого продукта. Устраняли резервуар с мешалкой, таким образом, с обеспечением упрощения процесса и снижения капиталовложений. Отсутствовала необходимость в добавлении воды и диспергировании; при этом возможность ошибки оператора, таким образом, была устранена.
Пример 4 (Устранение пылеобразования)
Этот пример иллюстрирует, каким образом водная дисперсия согласно настоящему изобретению позволяет решить проблему пылеобразования, с которой сталкиваются при использовании продуктов на основе сухого органического пероксида.
При традиционном способе 25 кг ящик с сухим органическим пероксидом в дисперсной форме (например, в смеси с инертным носителем) открывали и поднимали, для того чтобы выгрузить в резервуар с мешалкой. В этом способе некоторое количество порошка (содержащего органический пероксид) присутствовало в воздухе и создавало облако пыли. Пыль оседала на поверхности, окружающие рабочую зону. Оператору должна была предоставляться пылезащитная маска, и при этом вентиляция (например, пылеулавливатель) была размещена над резервуаром для уменьшения количества пыли, которая распространялась из рабочей зоны, так как пыль представляет опасность при вдыхании и вызывает раздражение кожи, а также потенциально может привести к взрыву пыли. Для очистки от осевшей пыли, ее можно смачивать водой с тем, чтобы она не представляла опасности в ходе очистки. Смоченную пыль, содержащую органический пероксид, затем убирали, например, при помощи ткани и швабры. Отходы собирали в бак для утилизации.
При использовании водной дисперсии органического пероксида в соответствии с настоящим изобретением погружную трубу можно просто вводить в бак с водной дисперсией, и при этом порцию водной дисперсии непосредственно вводили в технологический поток, например поток, содержащий пищевой продукт (например, молочную сыворотку). При этом отсутствовала работа с органическим пероксидом, осуществляемая вручную, и пыль не образовывалась. Так как органический пероксид остается стабильно диспергированным, не требовалось никакого перемешивания или размешивания содержимого бака. Если некоторое количество водной дисперсии было пролито вследствие перемещения по трубе между баками, это количество, вероятно, будет малым и легко удерживаемым. Очистку от пролитого количества можно осуществлять при помощи влажной ткани и при этом помещать ее в мешок для утилизации.
Пример 5 (Обработка при утечке)
В ходе работы 25 кг ящик с обычным сухим органическим пероксидом рассыпался. Образовавшееся в результате облако пыли приводило к загрязнению всей прилегающей территории, в том числе оборудования, инвентаря, потолка и пола. Приблизительно 30 галлонов воды требовалось для увлажнения всех этих поверхностей. Влажный порошок, содержащий рассыпанный органический пероксид, сгребали в три 55-галлонных бака, причем операция очистки продолжалась приблизительно пять часов. Загрязненную территорию очищали с использованием мыла и воды.
В случае если случайно проливали содержимое 55-галлонного бака с водной дисперсией в соответствии с настоящим изобретением, отсутствовала необходимость в предварительном увлажнении органического пероксида. Пролитый материал можно было непосредственно убирать при помощи впитывающего материала, такого как SnakeBOOM (доступный от Breg Environmental). Использованный впитывающий материал помещали в три 55-галлонных бака для утилизации. Очистка продолжалась приблизительно два часа. Территорию, на которой произошла утечка, очищали с использованием мыла и воды.
Пример 6 (Улучшение эффективности обесцвечивания)
В этом примере продемонстрированы улучшения эффективности, которые возможны в случае применения водной дисперсии в соответствии с настоящим изобретением в способе обесцвечивания.
В обычном способе обесцвечивания потока молочной сыворотки порцию с некоторым количеством бензоилпероксида в смеси с твердым инертным носителем, которое было диспергировано в воде, вводили в поток молочной сыворотки, и при этом полученная в результате смесь поступала в нагретый резервуар с мешалкой, где ее выдерживали при 60°C в течение 45 минут для обеспечения необходимого уровня ослабления цвета потока молочной сыворотки.
В случае применения водной дисперсии в соответствии с настоящим изобретением, содержащей бензоилпероксид с меньшим размером частиц, чем присутствующие в вышеупомянутой дисперсии смеси обычного бензоилпероксида/инертного носителя, порцию водной дисперсии вводили в поток молочной сыворотки, и при этом полученная в результате смесь поступала в теплообменник. Достижение такого же уровня ослабления цвета, что и в вышеупомянутом сравнительном примере, предположительно, занимало значительно меньше времени при 60°C, чем в сравнительном примере.
Реферат
Изобретение относится к обесцвечиванию пищевого, косметического или фармацевтического продукта или продукта из бытовой химии. Способ обесцвечивания продукта включает приведение продукта в контакт с водной способной к перекачиванию, разливанию или распылению псевдопластичной дисперсией с вязкостью от 800 до 2000 сП. Дисперсия содержит 35 вес. % или более твердого бензоилпероксида со средним размером частиц менее 10 мкм и от 0,1 до 2 вес.% поверхностно-активного вещества. ПАВ представляет собой сложный полиглицериловый эфир одной или более C6-C12 жирных кислот, выбранных из октановой кислоты, декановой кислоты и их смесей. ПАВ характеризуется значением HLB 12-18. Изобретение позволяет получить безопасную легко перекачиваемую дисперсию перокисида для обесцвечивания различных продуктов. 7 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 пр.
