Состав на водной основе для применения в целях личной гигиены, в быту и в организациях - RU2536470C2

Чертежи

Описание

Связанные заявки

В настоящей заявке заявлены преимущества предварительной заявки US 61/207 448, поданной 12 февраля 2009 г., описание которой полностью включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к модификации реологических свойств составов на основе поверхностно-активных веществ, предназначенных для личной гигиены, гигиены полости рта, применения в быту и в организациях, например, для ухода за волосами, ухода за кожей, в составе бытовых чистящих веществ, влажных салфеток и детергентов.

Предпосылки создания изобретения

Регулирование вязкости составов, предназначенных для личной гигиены, гигиены полости рта, применения в быту и в организациях, имеет большое значение при использовании таких продуктов потребителем.

В данной области техники известно несколько подходов к регулированию вязкости таких составов. Обычно, для обеспечения желаемых реологических свойств в состав вводят определенное количество синтетических или природных полимеров высокой молекулярной массы, например, линейных или сшитых акриловых полимеров на основе кислот, ксантановой камеди, различных производных целлюлозы или производных других полисахаридов.

Реологические свойства, обеспечиваемые такими синтетическими или природными полимерами с высокой молекулярной массой, как правило, заключаются в хорошем истончении сдвига и включают высокую вязкость при низких скоростях сдвига, однако при большом сдвиге наблюдается относительно низкая вязкость. Такие составы обычно не проявляют плато, характерного для ньютоновской вязкости или вязкости, не зависящей от сдвига, или, если ньютоновское плато присутствует, оно находится в области скоростей сдвига, составляющих менее 1 с^-1.

Часто встречающийся и недорогой способ придания составам вязкости заключается в добавлении в такие составы солей, например, хлорида натрия, сульфата натрия или хлорида аммония. Добавление таких солей в количествах, составляющих от 0,1 до 5% масс. в очищающие составы, содержащие поверхностно-активные вещества, такие как, например, лаурилсульфат натрия или лаурилсульфат аммония, приводит к получению очищающих составов с повышенной вязкостью. Одно из преимуществ применения соли для загущения составов заключается в том, что получаемый густой очищающий состав может быть относительно прозрачным.

Загущенные с помощью солей составы применяют часто, и они проявляют характерные реологические свойства. Характерные реологические свойства таких загущенных с помощью солей составов можно описать следующим образом: они проявляют независящую от сдвига (или ньютоновскую) вязкость, наблюдаемую при скоростях сдвига, составляющих до значения от примерно 10 до 100 с^-1, после чего наблюдается уменьшение вязкости при увеличении скоростей сдвига до значений, превышающих 100 с^-1. Это явление называют «источнением сдвига». Однако загущение составов солями имеет важный недостаток, заключающийся том, что по мере уменьшения количества поверхностно-активного вещества, содержащегося в составе, эффективность загущения состава солью резко уменьшается.

Существует потребность в водных составах на основе поверхностно-активных веществ, проявляющих ньютоновскую вязкость при пониженных скоростях сдвига и истончение сдвига при повышенных скоростях сдвига, при обеспечении возможности применения различных количеств поверхностно-активных веществ, включая уменьшенное количество поверхностно-активных веществ.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлен график зависимости вязкости от скорости сдвига для состава по настоящему изобретению, а также, для сравнения, традиционного состава для мытья тела, доступного в продаже.

Краткое описание сущности изобретения

Авторы настоящего изобретения конкретно вводят в настоящее описание полное содержание всех процитированных ссылок. Дополнительно, если количество, концентрация или другое значение или параметр приведен в виде диапазона, предпочтительного диапазона или перечисления предпочтительных верхних границ и предпочтительных нижних границ, это следует понимать как конкретное описание всех диапазонов, образованных любой парой значений, включающих любой верхний предел диапазона или предпочтительное значение и любой нижних предел диапазона или предпочтительное значение, вне зависимости от того, описаны ли диапазоны отдельно. Если в настоящем описании приведен диапазон численных значений, если не указано иное, диапазон включает свои конечные значения, а также все целые и дробные значения, входящие в указанный диапазон. Ограничение объема настоящего изобретения конкретными значениями, указанными при определении диапазона, не предусмотрено.

Было обнаружено, что водный состав, подходящий для применения для личной гигиены, гигиены полости рта, в быту и в организациях, включающий: некоторое количество способного к ассоциации загустителя, включающего полимерную композицию, содержащую растворимую в воде или набухающую в воде основную цепочку синтетического полимера, которая содержит соединенные ковалентной связью концы и/или промежуточные блоки олигомерных гидрофобных соединений, выбранных из группы, включающей I) алкильные и арильные структуры, содержащие способный к полимеризации циклический мономер, II) способную к полимеризации двойную связь, III) производные соединений, перечисленных в I) и II), причем блоки представляют собой два или более звеньев одинаковых или различных гидрофобных соединений. Водный состав также включает некоторое количество поверхностно-активного вещества (ПАВ) и воду. Количество способного к ассоциации загустителя, находящегося в водном составе, составляет от примерно 0,1 до примерно 5% масс., а количество ПАВ, содержащегося в водном составе, составляет от примерно 5 до примерно 50% масс.

Загущение происходит в объеме водной фазы, содержащей поверхностно-активное вещество в концентрации, составляющей от примерно 5 до примерно 50%масс., и не требует присутствия каких-либо диспергированных фаз или границ раздела.

Подробное описание сущности изобретения

Модификатор реологических свойств, который, как было обнаружено, эффективен в составах на основе поверхностно-активного вещества, представляет собой способный к ассоциации загуститель на основе гидрофильного ядра и способных к ассоциации гидрофобных концов. Модификаторы реологических свойств такого типа применяют для загущения составов покрытия на водной основе.

Как известно, модификаторы реологических свойств утрачивают эффективность загущения в присутствии поверхностно-активных веществ по причине приобретения гидрофобными концами способности к растворению (солюбилизация). Не желая ограничиваться какой-либо теорией, считают что солюбилизация гидрофобных концов препятствует ассоциации таких модификаторов реологических свойств, что, в свою очередь, приводит к уменьшению их эффективности в качестве модификаторов реологических свойств.

Отрицательное воздействие поверхностно-активных веществ на эффективность способных к ассоциации загустителей известно в области создания покрытий на водной основе. Такое отрицательное воздействие проявляется в снижении вязкости красок при добавлении в составы красок пигментов, которые часто содержат большое количество поверхностно-активных веществ.

Однако существуют способные к ассоциации полимеры, содержащие гидрофобные группы, устойчивые к солюбилизации часто применяемыми поверхностно-активными веществами. Такие способные к ассоциации загустители описаны в патенте US 7550542, описание которого полностью включено в настоящее описание в качестве ссылки. Предпочтительный способный к ассоциации полимер представляет собой модифицированный этилгексилглицидиловым простым эфиром (ЭГГЭ) полиацетальполиэфир (ПАПЭ).

В соответствии с настоящим изобретением, способная к ассоциации полимерная композиция имеет средневзвешенную молекулярную массу (Mw), верхний предел которой составляет примерно 10000000, предпочтительно, примерно 1000000, более предпочтительно, примерно 100000. Нижний предел средневзвешенной молекулярной массы полимера составляет примерно 400, предпочтительно, примерно 1000, более предпочтительно, примерно 4000.

Было обнаружено, что способные к ассоциации загустители, описанные в патенте US 7550542, можно применять в качестве эффективных модификаторов реологических свойств в составах на основе поверхностно-активных веществ. Эффективность таких способных к ассоциации загустителей можно улучшить при применении совместно с некоторым количеством соли. Количество соли, содержащейся в составах по настоящему изобретению, составляет от примерно 0,1 до примерно 5% масс. Соль может представлять собой любую физиологически переносимую соль, например, сульфат натрия, хлорид калия или хлорид натрия, предпочтительно, хлорид натрия, и ее применяют с целью регулирования вязкости состава на основе поверхностно-активного вещества.

Желаемая модификация реологических свойств достигается при концентрациях полимера, находящихся в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 5% масс. в расчете на общую массу состава, предпочтительно, от примерно 0,1 до примерно 3% масс., еще более предпочтительно, от примерно 0,2 до примерно 2% масс. Получаемые составы проявляют широкое ньютоновское (то есть независящее от сдвига) плато, после которого наблюдается истончение сдвига при повышенных скоростях сдвига.

Количество поверхностно-активного вещества, содержащегося в составах по настоящему изобретению, составляет от примерно 5 до примерно 50% масс. в расчете на общую массу состава, предпочтительно, от примерно 7 до примерно 48% масс. Поверхностно-активное вещество, подходящее для применения в настоящем изобретении, может представлять собой любое поверхностно-активное вещество, которое обычно используют в личной гигиене, гигиене ротовой полости, в быту и организациях. Поверхностно-активное вещество можно выбирать из группы, включающей лаурилсульфат аммония, лаурилсульфат натрия, лауретсульфат аммония, лауретсульфат натрия и кокамидопропилбетаин.

В соответствии с настоящим изобретением, составы на основе поверхностно-активного вещества могут также включать другие активные ингредиенты, которые обычно применяют для обеспечения некоторого преимущества пользователю. Примеры веществ, которые можно подходящим образом включить в состав по настоящему изобретению в соответствии с настоящим изобретением, приведены ниже, но не ограничиваются перечисленным:

1) отдушки, вызывающие обонятельный отклик в виде запаха, и дезодорирующие отдушки, которые, кроме обеспечения обонятельного отклика, могут также уменьшить запах;

2) агент-репеллент от насекомых, предназначенный для предотвращения проникновения насекомых в конкретную область или их воздействия на кожу;

3) агент, генерирующий пузырьки, например поверхностно-активные вещества, создающий пену или намыливание;

4) дезодорант для домашних животных, например пиретрины, уменьшающий запах домашних животных;

5) агенты и активные вещества шампуней для домашних животных, функция которых заключается в удалении грязи, инородного материала и бактерий из кожи и волосяного покрова, а также кондиционирования кожи и волос;

6) активные вещества брускового мыла технического сорта, мыла в составе гелей для душа и жидкого мыла, удаляющие бактерии, грязь, жир и масло из кожи, дезинфицирующие и кондиционирующие кожу;

7) универсальные чистящие агенты, удаляющие грязь, масло, жир и бактерии с поверхностей в таких местах как кухни, ванные комнаты и общественные места;

8) дезинфицирующие ингредиенты, уничтожающие или предотвращающие размножение бактерий в доме или общественном месте;

9) активные вещества для чистки ковров и обивки, выводящие на поверхность и удаляющие грязь и посторонние частицы из поверхностей, а также вводящие в поверхность смягчающие агенты и ароматизирующие вещества;

10) смягчающие активные вещества для прачечных, уменьшающие статическое напряжение и придающие мягкость ткани;

11) ингредиенты моющих средств для прачечных, удаляющие грязь, масло, жир и пятна и уничтожающие бактерии;

12) моющие средства для мытья посуды, удаляющие пятна, пищу и бактерии;

13) чистящие агенты для унитазов, удаляющие пятна, уничтожающие бактерии и удаляющие запахи;

14) пятновыводящие активные вещества для прачечных, способствующие удалению пятен из одежды;

15) проклеивающий агент для тканей, улучшающий внешний вид ткани;

16) активные вещества для чистки транспортных средств, удаляющие грязь, жир и т.д. из транспортных средств и оборудования;

17) текстильные продукты, например, салфетки для вытирания пыли или дезинфекции.

Особенный интерес представляют смягчающие средства, выбранные из группы, включающей силиконовые масла, производные силикона, эфирные масла, масла, жиры, жирные кислоты, сложные эфиры жирных кислот, жирные спирты, воски, многоатомные спирты, углеводороды и смеси перечисленного.

Смягчающие вещества стабилизируют с помощью применения способных к ассоциации полимеров, описанных выше.

Вышеприведенный список активных ингредиентов для личной гигиены и применения в быту включает только примеры и не представляет собой полный перечень активных ингредиентов, которые можно применять. Другие ингредиенты, применяемые в таких видах продуктов, хорошо известны в промышленности.

Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано с помощью приведенных ниже примеров. Примеры приведены с целью иллюстрации настоящего изобретения. Все процентные доли, части и отношения приведены в расчете на общую массу композиций по настоящему изобретению, если не указано иное.

Примеры

Пример 1 - состав с низким содержанием поверхностно-активного вещества

Получали состав шампуня с использованием способного к ассоциации загустителя, включающего полимерную композицию, содержащую растворимую в воде или набухающую в воде синтетическую полимерную цепочку, представляющую собой модифицированный этилгексилглицидиловым эфиром полиацетилполиэфир, Mw которого составляет примерно 10000 а.е.м. (неионный синтетический модификатор реологических свойств Aquaflow® XLS 500, поставляемый Hercules Incorporated). Данный модификатор реологических свойств описан в патенте US 7550542.

Эффективность указанного способного к ассоциации загустителя в качестве модификатора реологических свойств в составах для шампуней демонстрировали с использованием следующего состава шампуня: 7,7% лауретсульфата натрия (НЛС), 1,3% кокамидопропилбетаина (КАПБ), 1% модифицированного этилгексилглицидиловым эфиром (ЭГГЭ) ПАПЭ (неионный способный к ассоциации синтетический модификатор реологических свойств Aquaflow® XLS 500, поставляемый Hercules Incorporated), 0,6% NaCl. Остальная часть состава шампуня представляла собой воду. Вышеуказанные материалы соединяли путем осторожного смешивания. Реологические свойства полученного шампуня определяли с использованием вискозиметра Brookfield LVT со стержнем №4 при 20°C при различных скоростях вращения с целью выявления зависимости скорости сдвига от состава шампуня. Попыток оптимизации количеств модификатора реологических свойств или количества соли, применяемых в составе шампуня, не предпринимали.

Из фиг.1 видно, что профиль потока состава по настоящему изобретению имеет ньютоновское плато, продолжающееся до скорости сдвига, составляющей 10 с^-1, после чего наблюдается истончение сдвига. В целях сравнения, на фиг.1 также представлен профиль потока коммерческого состава для мытья тела (High Endurance Body Wash by Old Spice, поставляемый Proctor and Gamble), который аналогичен профилю состава по настоящему изобретению, но имеет несколько большее истончение сдвига при более высоких скоростях сдвига.

Способный к ассоциации загуститель, использованный в качестве модификатора реологических свойств в составе шампуня по настоящему изобретению, проявил эффективность в качестве модификатора реологических свойств в составах средств для мытья тела/шампуней, содержащих меньшее количество поверхностно-активного вещества. Пример 1 демонстрирует реологические свойства используемых в настоящее время систем для очистки при уменьшенном содержании поверхностно-активных веществ.

Пример 2 - состав с высоким содержанием поверхностно-активного вещества, без использования силикона

Получали не содержащий силикона моющий состав, который можно применять в качестве шампуня и в качестве средства для мытья тела, включающий неионный синтетический способный к ассоциации загуститель по примеру 1 (неионный способный к ассоциации синтетический модификатор реологических свойств Aquaflow® XLS 500, поставляемый Hercules Incorporated), так, как описано ниже. В каждом из перечисленных ниже примеров, общее количество применяемого модификатора реологических свойств составляло 0,20% масс. Данный пример представляет собой состав, не содержащий силикона.

В примере 2а получали раствор, содержащий 25% неионного синтетического способного к ассоциации модификатора реологических свойств по примеру 1,15% изо-C10-оксо-спирт полигликолевого эфира (6 ЕО) и 60% воды.

В примере 2б получали способный к ассоциации загуститель по примеру 2а, не содержащий дополнительного поверхностно-активного вещества.

В сравнительном примере 2 применяли C12/C16 модифицированный с приданием гидрофобных свойств поли(ацетальполиэфир) с Mw, составляющей примерно 24000 а.е.м., как описано в патенте US 5574127. Описание патента US 5574127 полностью включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Эталонный шампунь не содержит полимера. Различные шампуни перечислены в таблице 1.

Все описанные выше образцы проявили устойчивость и визуально являются гомогенными. В примерах 2а и 2б наблюдали вязкость, составляющую соответственно 38000 мП и 32500 мП, что примерно в 6 раз превышает значение, полученное в сравнительном примере 2, в котором состав шампуня включает модификатор реологических свойств, представляющий собой С12/С16 модифицированный с обеспечением гидрофобности ПАПЭ. В примере 2 наблюдали хорошую эффективность загущения ПАПЭ, модифицированного ЭГГЭ, в системах на основе ПАВ при большем содержании поверхностно-активного вещества, чем примененное в примере 1.

Пример 3 - состав с высоким содержанием поверхностно-активного вещества, с использованием силикона

В составе, аналогичном составу по примеру 2, но с добавлением силиконовой эмульсии диметиконола (эмульсия DC 1785, поставляется Dow Corning Corporation) способные к ассоциации загустители по примерам 3а и 3б обеспечили улучшенную устойчивость (исключали дестабилизацию силикона) по сравнению со сравнительным примером 3.

Эталонный шампунь не содержит полимера. Различные шампуни перечислены в таблице 2.

Образцы по всем описанные выше примерам проявили устойчивость и визуально являются гомогенными. В примерах 3а и 3б наблюдали вязкость, составляющую соответственно 30750 и 30500 мП, что примерно в 6 раз превышает значение, полученное в сравнительном примере 3, состав шампуня в котором включает модификатор реологических свойств, представляющий собой C12/C16 модифицированный с обеспечением гидрофобности ПАПЭ.

Пример 4 - состав с высоким содержанием поверхностно-активного вещества, с использованием силикона

Получали образец состава с использованием того же состава, что в примере 3б, причем применяли увеличенную концентрацию способного к ассоциации загустителя, представляющего собой модифицированный ПАПЭ этилгексилглицидиловый эфир (ЭГГЭ), а также сравнительный состав. Результаты в отношении данных составов приведены в таблице 3.

Состав по примеру 4 оставался стабильным при 45°C. Это свидетельствует о том, что модифицированные ПАПЭ химические вещества, включающие состав по настоящему изобретению, позволили обеспечить стабилизацию силикона в составе поверхностно-активной системы, в то время как традиционные полиэтиленгликоли с концевыми группами алкильной цепи, такие как С12/С16 модифицированный гидрофильными группами ПАПЭ по сравнительному примеру 4 не позволили сделать этого, даже при комнатной температуре (25°С). Стабилизирующая способность масляных эмульсий в составах на основе поверхностно-активных веществ по настоящему изобретению была отчетливо проиллюстрирована в примерах 3 и 4.

Пример 5 - состав при высоком и низком pH

С целью иллюстрации применимости способного к ассоциации загустителя, включающего модифицированный этилгексилглицидиловым эфиром (ЭГГЭ) ПАПЭ, по примеру 2б в широком диапазоне pH образец испытывали в составах шампуня для мытья тела, включающих лаурилсульфат натрия (8bE8)/кокамидопропилбетаин (КАПБ), причем pH доводили до 3,7 с помощью молочной кислоты, а затем до 10 с помощью гидроксида натрия.

Устойчивость шампуня при более жестких значениях pH, в соответствии с наблюдениями, оказалась подходящей. Это видно из приведенных выше таблиц 4 и 5. Вязкость измеряли по прошествии одной недели при комнатной температуре (25°C). Было обнаружено, что изменение вязкости составило менее 10% как в случае состава с pH, составляющим 3,7, так и в случае состава с pH, составляющим 10. Это свидетельствует о том, что составы по настоящему изобретению относительно устойчивы в широком диапазоне значений pH.

Пример 6 - состав бытового моющего средства

Другой пример состава моющего средства представляет собой бытовое моющее средство, имеющее приведенный ниже состав:

Соединяли 1/3 фазы А и 2/3 фазы Б и тщательно перемешивали.

Вязкость можно регулировать путем изменения количества ПАПЭ, модифицированного ЭГГЭ, в составе фазы Б.

В отсутствие дополнительной соли (NaCl) вязкость оставалась на уровне менее 20 мП при содержании полимера 1, составляющем 1%масс. При добавлении хлорида натрия в количестве, составляющем от 4 до 8%, вязкость чистящего средства можно было увеличить до значений, находящихся в диапазоне от 50 мП (4% NaCl) до 450 мП (8% NaCl). Вязкость чистящего средства, не содержащего полимера, но содержащего 8% NaCl, составляла всего 30 мП. Вязкость измеряли с помощью устройства Brookfield LVT при 30 об/мин с использованием стержня №2.

Пример 7 - состав кондиционера-ополаскивателя

Состав поверхностно-активного вещества, подходящего для применения в составе кондиционера-ополаскивателя, содержащего ПАПЭ, модифицированный ЭГГЭ, по примеру 2б приведен ниже:

%масс.

Деионизированная вода в необходимом количестве, вплоть до 100

ПАПЭ, модифицированный ЭГГЭ 1,00

Хлорид цетримония (четвертичная аммониевая соль) 1,00

Цетилстеариловый эфир-20 0,50

Цетеариловый спирт 4 00

Амодиметикон 1,00

Феноксиэтанол, этилгексилглицерин 0,50

(консервант Euxyl® РЕ 9010, поставляется Schülke & Mayr)

Лактат натрия/молочная кислота в необходимом количестве

Конечный pH составил от 5,5 до 6,5.

В примерах 6 и 7 показано применение ПАПЭ, модифицированного ЭГГЭ, в различных составах на водной основе, предназначенных для применения, например, в качестве бытовых моющих средств и кондиционеров-ополаскивателей.

Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано с помощью приведенных выше примеров, их не следует рассматривать как ограничение сферы действия настоящего изобретения, напротив, настоящее изобретение нацелено на общую область, описанную выше в настоящем описании. Без отхода от духа и буквы настоящего изобретения можно создавать различные модификации и предпочтительные варианты.

Реферат

Настоящее изобретение относится к составу на водной основе, подходящему для применения в целях личной гигиены, в быту и в организациях, включающему: а) некоторое количество способного к ассоциации загустителя, включающего полимерную композицию, содержащую растворимую в воде или набухающую в воде основную цепочку синтетического полимера, которая содержит соединенные ковалентной связью концы и/или промежуточные блоки олигомерных гидрофобных соединений, выбранных из группы, включающей I) алкильные и арильные структуры, содержащие способный к полимеризации циклический мономер, II) способную к полимеризации двойную связь, III) производные соединений, перечисленных в I) и II), причем блоки представляют собой два или более звеньев одинаковых или различных гидрофобных соединений, б) некоторое количество поверхностно-активного вещества,в) некоторое количество физиологически переносимой соли, выбранной из группы, включающей сульфат натрия, хлорид калия и хлорид натрия, и г) воду; причем количество способного к ассоциации загустителя, содержащегося в составе на водной основе, составляет от 0,1 до 5 мас.%, количество поверхностно-активного вещества, содержащегося в составе на водной основе, составляет от 5 до 50 мас.%, и причем полимерная композиция, включающая растворимую в воде или набухающую в воде основную синтетическую полимерную цепочку, включает простой полиэфир полиацеталя, модифицированный этилгексилглицидиловым простым эфиром (ЭГГЭ). Техническим результатом настоящего изобретения является получение водных составов на основе поверхностно-активных веществ, проявляющих ньютоновскую вязкость при пониженных ско�

Формула