Моющие бруски, включающие активизирующие порошки для доставки полезной добавки и способ изготовления указанных брусков - RU2188854C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к композициям для моющих брусков, в частности к синтетическим композициям для брусков, которые обладают улучшенной способностью доставки полезных добавок. В частности, изобретение касается порошковидных активирующих добавок, включающих (а) полезные добавки, (б) носитель (например, растворимые или частично растворимые крахмалы, водорастворимые некристаллические твердые вещества или полукристаллические водорастворимые твердые вещества), (в) воду и необязательно (г) вспомогательные средства для осаждения/облегчения технологической обработки, причем указанные активирующие порошки смешивают со стружкой для моющих брусков до размола, экструдирования и штамповки брусков. Настоящее изобретение также касается способа изготовления указанных брусков, и может быть использовано в химической промышленности, в производстве гигиенических и косметических средств.

Трудно разработать состав для изготовления моющих брусков (кускового туалетного мыла), которые могут доставлять достаточное количество полезной добавки, обеспечивающее ощутимое полезное воздействие на кожу, и которые в то же время не мешают процессу изготовления брусков (например, полезная добавка может быть липкой и забивать машины либо она может иметь высокую вязкость и делать композицию для брусков трудно поддающейся экструдированию), и/или эти полезные добавки могут отрицательно влиять на потребительские свойства брусков (например, на пенообразование).

Например, как правило, нерастворимые в воде полезные добавки проявляют тенденцию понижать мылящие свойства. Кроме того, даже если эти вещества и включены в бруски, эффективное нанесение на кожу нерастворимых в воде полезных добавок из брусков затруднено из-за высокого содержания в них нерастворимых в воде частиц, таких как содержащиеся в брусках жирные кислоты или воски, которые могут конкурировать с частицами полезной добавки или мешать осаждению желаемой нерастворимой в воде полезной добавки на коже.

Авторы настоящей заявки неожиданно обнаружили, что в случае, если полезная добавка доставляется в виде активирующего порошка, включающего (1) полезную добавку; (2) водорастворимый (или по меньшей мере частично растворимый) носитель; (3) воду и (4) необязательно вспомогательное средство, способствующее осаждению/облегчению технологической обработки, выбранное из группы, состоящей из поверхностно-активных веществ (например, кокоамидосульфосукцинат, альдобионамид), катионных полимеров (например, Merquat^® 100) и гидрофильных полимеров (например, полиэтиленгликоли с более высокой молекулярной массой), то можно усилить осаждение полезной добавки (уровень которого приближается к такому же высокому показателю, как при использовании гелей для душа вместо брусков), при этом не нанося ущерб технологичности (а в некоторых случаях и повышая ее), а также не снижая потребительских качеств, таких как объем пены.

Использование некоторых осаждающих полимеров (например, катионных полимеров) для усиления осаждения нерастворимых в воде частиц (например, смягчающих масел, таких как силиконовое масло), известно для осаждения веществ из жидких шампуней на волосы. Например, в патенте США 5037818, сообщается о том, что катионные соединения усиливают осаждение частиц на волосы из шампуней.

В публикации WO 94/03152 (переданной публичной компании с ограниченной ответственностью Юнилевер) сообщается о жидких очищающих средствах, которые могут эффективно осаждать силиконовое масло на кожу с помощью катионных полимеров.

В патенте США 4788006 (Bolich, Jr. et al.) сообщается о шампунях с частицами силиконового масла размером от 2 до 50 микрометров, композиции которых содержат ксантановую камедь для кондиционирования волос.

В цитированных выше публикациях не говорится, однако, об осаждении полезной добавки из моющих брусков. Кроме того, в них не сообщается и не предлагается никаких порошковидных активирующих добавок, включающих полезную добавку плюс особый носитель, который выдерживает распылительную сушку (а также необязательные вспомогательные средства, способствующие осаждению, облегчающие технологическую обработку, которые могут включать катионные полимеры); в этих публикациях также не сообщается и не предлагается использование таких порошковидных активирующих добавок вместе со стружкой для изготовления моющих брусков.

В данной области техники также описываются моющие бруски для личного пользования, включающие катионный полимер для обеспечения эффекта кондиционирования кожи и/или мягкости (см. патенты США 4673525, 4820447 и 5096608). В этих ссылках катионный полимер не используют в комбинации с полезной добавкой для образования полученного способом распылительной сушки активирующего порошка, как это описывается в настоящем изобретении.

В патенте США 3761418 описываются композиции детергентов, содержащих как нерастворимые в воде вещества в виде частиц, так и катионные полимеры, для улучшения осаждения и задерживания частиц вещества на поверхности, которую моют с помощью детергентной композиции. В частности, описывается улучшенное осаждение антимикробных веществ из брусков туалетного мыла путем использования катионных полимеров. Но и в этой публикации также не описывается и не предлагается использование активирующего порошка по настоящему изобретению (который должен содержать носитель и необязательно включать катионный полимер) для улучшения осаждения полезного вещества.

В поданной авторами настоящей заявке и одновременно рассматриваемой заявке на патент США 08/821504, поданной того же числа, что и настоящая заявка, и названной "Способ улучшения осаждения из брусков, включающий использование композиций активирующих порошков, включающих полезную добавку и осаждающий полимер", авторы заявки сообщают о брусках, изготовленных из активирующего порошка, который включает катионный полимер. Активирующие вещества по настоящему изобретению не ограничиваются тем, что они содержат носитель с точкой плавления выше 80^oС, предпочтительно выше 100^oС, поскольку данная заявка имеет более широкое назначение и ее концепция состоит в том, чтобы сначала создать активирующие порошки, содержащие полезную добавку (а также содержащие катионные вещества, способствующие осаждению), а затем подвергнуть их совместному экструдированию со стружкой, и при этом может использоваться любой процесс (свободная сушка, распылительная сушка). В противоположность этому, носитель по настоящему изобретению должен иметь минимальную точку плавления, позволяющую выдержать распылительную сушку.

Изобретение касается композиций для моющих брусков, в которых от 1 до 30% (по весу) порошковой композиции, предпочтительно от 5 до 25%, более предпочтительно от 10 до 25% порошковой композиции, смешивают от 99 до 70%, предпочтительно от 95 до 75%, "обычной" стружки для моющих брусков, включающей от 5 до 90% комплекса (системы) поверхностно-активных веществ. Композицию активирующего порошка и стружку смешивают и экструдируют, получая в результате композицию для брусков, способную доставлять полезную добавку к коже в концентрациях, намного превышающих ранее возможные концентрации.

В частности, изобретение касается композиций для брусков, включающих:
(А) от около 1 до 30% порошка (что составляет около 10% наполнения), включающего:
(а) от 1 до 70% полезного вещества (от веса порошка);
(б) от 15 до 98% носителя (от веса порошка);
(в) от 1 до 10% воды (от веса порошка);
(г) от 0 до 30% вспомогательного средства для осаждения/облегчения обработки (например, поверхностно-активного вещества, катионного полимера и/или гидрофильного полимера) (от веса порошка) и
(Б) от 99 до 70% стружки, включающей от 5 до 90% комплекса (системы) поверхностно-активных веществ, в котором поверхностно-активное вещество выбирают из группы, состоящей из мыла, анионогенного поверхностно-активного вещества, неионогенного поверхностно-активного вещества, амфотерного поверхностно-активного вещества, катионогенного поверхностно-активного вещества и их смесей.

Величина наполнения полезной добавкой в окончательно изготовленных брусках (например, около 10%) зависит от того, сколько процентов от количества порошка составляет полезная добавка. Например, если в порошке содержится 50% масла в качестве полезной добавки, то потребуется 20% порошка (и 80% стружки), чтобы получить 10% наполнения (т.е. 50% от 20%). Если полезное вещество составляет только 25% от веса порошка, то для того, чтобы получить 10%-ное наполнение в готовых брусках, потребуется 40% порошка (25% от 40%), смешанного с 60% стружки.

Еще в одном варианте осуществления изобретения, настоящее изобретение касается способа изготовления моющих брусков, в котором (А) и (Б) получают отдельно; в котором (а), (б), (в) и оптимальное количество (г) смешивают при температуре от 40 до 80^oС; в котором смесь (а) и (б) подвергают распылительной сушке при температуре от 80 до 200^oС при давлении от 0,10 до 0,30 МПа и в котором (А) и (Б) смешивают, пропускают через шнек-машину и экструдируют, получая готовые бруски.

Настоящее изобретение касается композиций для моющих брусков, которые способны доставлять большие количества полезной добавки к коже или к другим субстратам, чем ранее было возможно для композиций моющих брусков. В частности, посредством получения активирующих порошков, содержащих желаемые полезные добавки, и совместного экструдирования порошка, содержащего полезную добавку, с "обычной" стружкой, содержащей поверхностно-активные вещества, можно получить бруски, которые доставляют относительно большие количества полезной добавки к коже.

Таким образом, изобретение касается порошков, содержащих полезную добавку, имеющих специфический новый состав (т.е. полезную добавку, как правило, добавляемую в виде эмульсии; как правило, водорастворимый носитель и необязательно также вспомогательное средство для осаждения/облегчения технологической обработки), и также касается моющих брусков, полученных посредством совместного экструдирования этих активирующих порошков и содержащей поверхностно-активные вещества "обычной" стружки.

ПОРОШОК, СОДЕРЖАЩИЙ ПОЛЕЗНУЮ ДОБАВКУ
Содержащие полезную добавку порошки по настоящему изобретению включают "композицию" полезной добавки (обычно, хотя необязательно, применяющиеся в комбинации с эмульгатором, в виде эмульсии); как правило, водорастворимый носитель; воду и необязательно вспомогательное средство для осаждения/облегчения технологической обработки. Как описывается ниже, эти компоненты, как правило, смешивают до образования суспензии и высушивают (например, в распылительной сушилке), получая порошок. Каждый компонент более подробно описывается ниже.

КОМПОЗИЦИЯ ПОЛЕЗНОЙ ДОБАВКИ
"Композиция" полезной добавки по настоящему изобретению может представлять собой только компонент полезной добавки или она может представлять собой полезную добавку, добавленную с помощью носителя. Кроме того, композиция полезной добавки может представлять собой смесь двух или более соединений, одно или все из которых могут иметь полезные свойства. Кроме того, полезная добавка сама по себе может выступать в качестве носителя для других компонентов, которые можно по желанию добавить к композиции для моющих брусков.

Полезная добавка может представлять собой "смягчающее масло", под которым имеется в виду вещество, смягчающее кожу (ороговевший слой) посредством увеличения содержания в ней воды и поддержания ее в мягком состоянии путем замедления процесса уменьшения содержания влаги.

Предпочтительные смягчающие вещества включают:
(а) силиконовые масла, камеди и их модификации, такие как линейные или циклические полидиметилсилоксаны; амино-, алкильные, алкиларильные и арильные силиконовые масла;
(б) твердые жиры и жидкие масла, включающие натуральные жиры и масла, такие как масло жожоба, соевое масло, рисовое масло, масло авокадо, миндальное, оливковое, кунжутное, персиковое, касторовое, кокосовое, норковое масла; масло какао; говяжий жир, лярд; отвердевшие масла, полученные путем гидрогенирования вышеуказанных масел, а также синтетические моно-, ди- и триглицериды, такие как глицерид миристиновой кислоты и глицерид 2-этилгексановой кислоты;
(в) воски, такие как карнаубовый (пальмовый) воск, спермацет, пчелиный воск, ланолин и их производные;
(г) гидрофобные растительные экстракты;
(д) углеводороды, такие как жидкие парафины, вазелины, микрокристаллический воск, церезин, сквален, пристан и минеральное масло;
(е) высшие жирные кислоты, такие как лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, бегеновая, олеиновая, линолевая, линоленовая, ланолиновая, изостеариновая кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК);
(ж) высшие спирты, такие как лауриловый, цетиловый, стеариловый, олеиловый, бегениловый, холестериновый и 2-гексадеканоловый спирт;
(з) сложные эфиры, такие как цетилоктанат, миристиллактат, цетиллактат, изопропилмиристат, миристилмиристат, изопропилпальмитат, изопропиладипат, бутилстеарат, децилолеат, холестеролизостеарат, глицеролмоностеарат, глицеролдистеарат, глицеролтристеарат, алкиллактат, алкилцитрат и алкилтартрат;
(и) эфирные масла, такие как мятное, жасминовое, камфарное масло, белое кедровое масло, масло из кожуры померанца, рутовое, скипидарное, коричное, бергамотовое масло, масло цитруса уншу, масло ратанговой пальмы, хвойное, лавандовое, лавровое, гвоздичное, туевиковое, эвкалиптовое, лимонное, седмичниковое, тимьяновое масла, масло перечной мяты, розовое, шалфейное, ментоловое, цинеоловое, эвгеноловое, цитраловое, цитронелловое, борнеоловое, линалооловое, гераниоловое, энотеровое, камфарное, тимоловое, спирантоловое, пененовое, лимоненовое и терпеноидное масла;
(к) липиды, такие как холестерин, церамиды, сложные эфиры сахарозы и псевдоцерамиды, такие, как описано в описании изобретения в заявке на европейский патент 556957;
(л) витамины, такие как витамины А и Е, и сложные эфиры витамина и алкила, включая сложные эфиры витамина С и алкила;
(м) солнцезащитные вещества, такие как октилметоксилциннамат (Parsol MCX) и бутилметоксибензоилметан (Parsol 1989);
(н) фосфолипиды и
(о) смеси любых из вышеуказанных компонентов.

Еще одно требование к композиции полезной добавки по настоящему изобретению состоит в том, чтобы эта композиция имела вязкость выше 10000 сантипуаз (10000 мП•с^-1). Такая вязкость может быть получена в результате того, что отдельное смягчающее вещество может иметь вязкость выше указанной величины, или за счет того, что смягчающие вещества с более низкой вязкостью подвергли загущению, чтобы их вязкость достигла указанной величины.

Особо предпочтительной полезной добавкой является силикон, в частности, как указано, силиконы, имеющие вязкость выше чем около 10000 мПа•с^-1 (10000 сантипуаз). Силикон может представлять собой камедь и/или смесь силиконов. Одним из примеров таких веществ является полидиметилсилоксан, имеющий вязкость около 60000 мПа•с^-1 (60000 сантистокс).

Полезная добавка обычно составляет от 1 до 70%, предпочтительно от 30 до 60%, наиболее предпочтительно от 40 до 60% от веса порошковой композиции. Как указывалось выше, если полезная добавка составляет 50% от веса порошка, а порошок составляет 20% от смеси порошка и стружки, которую экструдируют для формирования окончательного продукта - брусков (т.е. 20% порошка/80% стружки), то наполнение полезной добавкой составляет 10%.

НОСИТЕЛЬ
В одном из вариантов осуществления изобретения компонент носителя может представлять собой любой водорастворимый крахмал, включая как частично растворимые крахмалы (такие как кукурузный или картофельный крахмал), так и, более предпочтительно, "истинно" растворимые в воде крахмалы, т.е. крахмалы, для которых по меньшей мере 10 вес.% или более раствора крахмала в воде растворяются с образованием прозрачного или по существу прозрачного раствора. Примеры таких крахмалов включают мальтодекстрин. Мальтодекстрин является особо предпочтительным.

В другом варианте осуществления изобретения носитель может представлять собой водорастворимое твердое некристаллическое вещество, такое как, например, казеинат щелочного металла (например, казеинат натрия).

Носитель также может представлять собой полукристаллическое водорастворимое твердое вещество, такое как, например, желатин.

Носитель согласно настоящему изобретению должен иметь температуру плавления выше 80^oС, предпочтительно выше 100^oС. Считается, что носители с такой высокой температурой плавления могут успешно выдерживать распылительную сушку при производстве порошка, без образования нерастворимой смеси. Следует иметь в виду, что можно использовать и носители с более низкой температурой плавления (теоретически не выше комнатной температуры), в случае, если их получают с использованием полногабаритной (а не лабораторной) распылительной сушилки. Таким образом, все что требуется, - это чтобы температура плавления носителя была выше температуры сушильной камеры, в которой получают активирующую добавку.

Соединение носителя, как правило, составляет от около 15 до 98%, предпочтительно 30 - 50% от композиции порошка.

ВОДА
Третий компонент композиции порошка - вода, которая, как правило, составляет от около 1 до около 10% от количества порошка. Следует отметить, что для некоторых материалов не является необходимым столь низкое содержание воды, и, если это необходимо, добавляется еще некоторое количество воды (например, чтобы улучшить текучесть порошка), поскольку в любом случае порошок является гигроскопичным.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ/ОБЛЕГЧЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Необязательным компонентом порошковой композиции является вспомогательное средство для осаждения/облегчения технологической обработки, которое выбирают из группы, состоящей из (1) анионогенных, катионогенных, неионогенных и амфотерных поверхностно-активных веществ; (2) катионных полимеров и (3) гидрофильных полимеров.

Поверхностно-активные вспомогательные вещества группы (1) могут представлять собой одно из десятков подходящих поверхностно-активных веществ, включая нижеперечисленные, но не ограничиваясь ими: сульфаты алкилового эфира; алкилэтоксилаты; алкилэтоксикарбоксилаты; сульфонаты алкилглицерилового эфира; сульфонаты альфа-олефина; ацилтауриды; метилацилтаураты; N-ацилглютаматы; ацилизотионаты; анионные ацилсаркозинаты; алкилфосфаты; метиловые эфиры глюкозы; белковые конденсаты; сульфаты этоксилированного алкила; алкилполиглюкозиды; оксиды алкиламина; бетаины; султаины; алкилсульфосукцинаты, диалкилсульфосукцинаты, ациллактилаты и их смеси. Для вышеуказанных детергентов предпочтительны те, которые основаны на от С₈ до С₂₄-, более предпочтительно от С₁₀ до C₁₈-алкильных и ацильных группах.

Предпочтительные поверхностно-активные вещества включают сульфосукцинаты, такие как кокоамидосульфосукцинат; амидобетаины, такие как кокоамидопропилбетаин и альдонамиды, такие как лактобионамиды.

Катионные полимеры, которые можно использовать, включают катионные полимеры типа Полимер JR (например, Полимер JR-400), выпускаемый компанией Union Carbide, полимеры марки Merquat^®, такие как Merquat 100 и Merquat 550, выпускаемые компанией Merck & Co., полимер марки Jaguar^®, такой как Jaguar^® C-14-S, выпускаемые компанией Stein Hall; полимеры марки Mirapol^®, такие как Mirapol AI5^®, выпускаемые компанией Mirapol Chemicals.

Другие пригодные катионные полимеры могут включать сополимеры диметиламиноэтилметакрилата и акриламида и сополимеры диметилдиаллиламмонийхлорида и акриламида, в которых соотношение катионных и нейтральных неионных компонентов выбирают таким, чтобы сополимеры имели катионный заряд. Другие пригодные катионные полимеры включают катионные крахмалы, например СтаЛок^® 300 и 400, выпускаемые компанией Staley, Inc.

Другие катионные полимеры, которые также могут использоваться, описаны в патенте США 4438094.

Гидрофильные полимеры, которые могут использоваться, включают в себя полиалкиленгликоли, имеющие молекулярную массу 1450 - 150000, например ПЭГ 8000 компании Union Carbide.

Вышеуказанные компоненты могут составлять от около 0 до 30%, предпочтительно от 0 до 15% от композиции порошка.

ПОЛУЧЕНИЕ
Порошковидные активирующие добавки согласно настоящему изобретению, как правило, хотя не обязательно, получают посредством приготовления смеси полезной добавки (обычно в виде эмульсии), водорастворимого носителя (например, мальтодекстрина) и необязательно вспомогательного вещества для осаждения и облегчения технологической обработки, так чтобы образовалась суспензия.

Как указывалось, полезные добавки, как правило, включают в суспензию в виде эмульсий. Эти эмульсии либо поставляются, либо их можно приготовить в лаборатории, в зависимости от наличия представляющих интерес полезных добавок. Например, силикон можно легко приобрести в компании Dow^®, а эмульсию минерального масла проще приготовить в лаборатории. Эмульсии обычно содержат 30-50% дисперсной фазы, т.е. полезной добавки, 2-10% эмульгатора, а остальное составляет вода.

Носитель обычно получают в виде раствора и, как правило, предпочтительно добавлять вспомогательные средства для осаждения/облегчения технологической обработки (если они используются) к этому раствору носителя. Например, крахмал можно приготовить в виде раствора, обычно содержащего вспомогательное средство для осаждения/облегчения технологической обработки. В частности, мальтодекстрин, например, можно приготовить в виде 50%-ного раствора, который поддерживают при 60-70^oС, размешивая с помощью установленной через верх мешалки, и к этому раствору мальтодекстрина можно добавить вспомогательное средство для осаждения/облегчения технологической обработки, если оно используется.

Как правило, эмульсию полезной добавки и раствор носителя и вспомогательного средства для осаждения/облегчения технологической обработки смешивают, разбавляют так, чтобы содержание воды было около 70%, и нагревают примерно до 70^oС. Следует заметить, что разбавление применяют только для того, чтобы обеспечить достаточно низкую вязкость, которая позволила бы осуществлять перекачку насосом в лабораторных масштабах. При больших масштабах работы, когда предпочтительно работать с более вязкими текучими средами, разбавление необязательно. Готовую суспензию затем перекачивают в устройство для сушки, например в распылительную сушилку.

Если используют распылительную сушилку, суспензию перекачивают в трубу, причем сопло трубы может иметь температуру 80 - 200^oС, предпочтительно 100 - 200^oС. В конце сопла суспензия подвергается мелкодисперсному распылению с помощью параллельного потока воздуха с высоким давлением. Вследствие этого вода испаряется и остается текучий порошок, который захватывает полезную добавку.

Таким образом, как правило, получение порошка включает смешивание носителя и полезной добавки при 40 - 80^oС, предпочтительно 50 - 70^oС, пропускание смеси через распылительную сушилку с температурой сопла 80 - 200^oС, предпочтительно 100 - 200^oС, при давлении 0,10-0,30 МПа и выгрузку полученного порошка.

Типичная готовая активирующая добавка содержит 0 - 30% вспомогательного средства для осаждения/облегчения технологической обработки, 1 - 70% полезной добавки, 30 - 98% носителя и 1 - 10% воды.

Готовый порошок затем вводят в бруски, для чего сначала смешивают его со стружкой в амальгаматоре. Затем активирующий порошок и стружку для моющих средств личного пользования экструдируют, получая заготовки, с помощью обычного оборудования, а затем из них прессуют бруски. Бруски, содержащие активирующую добавку, проявляют улучшенную способность к осаждению полезной добавки по сравнению с теми брусками, при изготовлении которых полезную добавку вводят непосредственно в бруски во время стадии смешивания.

СТРУЖКА ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
Как указывалось, в готовых брусках содержится 1 - 30% активирующей добавки. Остальные ингредиенты, образующие окончательные композиции для брусков (т. е. от около 99 до 70% стружки) включают стружку, которая, как правило, включает комплекс (систему) поверхностно-активных веществ, которые составляют основную часть моющего бруска.

В частности, стружка с комплексом поверхностно-активных веществ включает от около 5 до 90 вес.% комплекса поверхностно-активных веществ, в котором поверхностно-активное вещество выбирают из группы, состоящей из мыла (включая системы поверхностно-активных веществ, состоящие только из мыла), анионогенного поверхностно-активного вещества, неионогенного поверхностно-активного вещества, амфотерного/цвиттерионного поверхностно-активного вещества, катионогенного поверхностно-активного вещества и их смесей. Эта стружка может дополнительно содержать другие компоненты, которые обычно содержатся в готовой композиции для моющих брусков, например микроколичества ароматизаторов, консервантов, полимеров, делающих бруски приятными на ощупь и т.п.

СИСТЕМА (КОМПОЗИЦИЯ) ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
Термин "мыло" используется в данном описании в его обычном смысле, т.е. обозначает соли щелочного металла или алканоламмониевые соли алифатических алкан- или алкенмонокарбоновых кислот. Катионы натрия, калия, моно-, ди- и триэтаноламмония или их комбинации подходят для целей настоящего изобретения. Как правило, в композициях по настоящему изобретению используют натриевые мыла, но от около 1 до около 25% мыла могут составлять калиевые мыла. Мыла, используемые в настоящем изобретении, представляют собой хорошо известные соли щелочных металлов и натуральных или синтетических алифатических (алкановых или алкеновых) кислот, имеющих от около 12 до 22 атомов углерода, предпочтительно от около 12 до 18 атомов углерода. Их можно описать как карбоксилаты щелочных металлов и акриловых углеводородов, имеющие от около 12 до около 22 атомов углерода.

Мыла, имеющие жирнокислотное распределение кокосового масла, могут представлять нижнюю границу широкого диапазона молекулярных масс. Те мыла, которые имеют жирнокислотное распределение арахисового или рапсового масла, или их гидрированные производные могут представлять верхнюю границу широкого диапазона молекулярных масс.

Предпочтительно использовать мыла, имеющие жирнокислотное распределение кокосового масла или твердого животного жира, или их смеси, поскольку эти жиры относятся к самым доступным. Содержание жирных кислот, имеющих по меньшей мере 12 атомов углерода, в мыле из кокосового масла составляет около 85%. Это значение будет выше, если используют смеси кокосового масла и жиров, таких как твердый животный жир, пальмовое масло или масла или жиры из нетропических видов орехов, у которых длина главной цепи жирных кислот составляет C₁₆ и выше. Предпочтительное мыло для использования в композициях по настоящему изобретению содержит по меньшей мере около 85% жирных кислот, имеющих от около 12 до 18 атомов углерода.

Кокосовое масло, применяющееся для изготовления мыла, можно целиком или полностью заменить другими "привлекательными" видами масел, т.е. такими маслами или жирами, в которых по меньшей мере 50% от общего количества жирных кислот представлены лауриновой или миристиновой кислотами и их смесями. Эти масла обычно приводятся в качестве примеров масел из тропических видов орехов, относящихся к классу кокосового масла. Например, они включают пальмоядровое масло, масло из бразильского ореха бабассу, масло из урикури, тукумовое масло, масло из орехов пальмы "слоновая кость", масло из мурумуру, масло из ядер джаботи, масло из ядер хакана, масло из семян мангового дерева и масло из уцухубы.

Предпочтительное мыло представляет собой смесь от около 15 до 20% кокосового масла и от около 80 до около 85% твердого животного жира. Эти смеси содержат около 95% жирных кислот, имеющих от около 12 до около 18 атомов углерода. Мыло может быть изготовлено из кокосового масла, и в этом случае содержание жирных кислот составляет около 85% при длине цепи С₁₂ -C₁₈.

Мыла могут содержать ненасыщенность согласно коммерчески приемлемым стандартам. Избыточной ненасыщенности обычно избегают.

Мыла могут быть изготовлены классическим способом кипячения в котле или современными способами, в которых натуральные жиры и масла, такие как твердый животный жир или кокосовое масло, или их эквиваленты, омыляют гидроксидом щелочного металла с помощью способов, хорошо известных специалистам в этой области техники. В качестве альтернативы, мыла могут быть изготовлены путем нейтрализации жирных кислот, таких как лауриновая (С₁₂), миристиновая (С₁₄), пальмитиновая (С₁₆) или стеариновая (С₁₈) кислоты, гидроксидом щелочного металла или карбонатом.

Активный анионный детергент, который может использоваться, может представлять собой алифатические сульфонаты, такие как сульфонат первичного алкана (например, С₈-С₂₂), дисульфонат первичного алкана (например, C₈-C₂₂), С₈-С₂₂-алкенсульфонат, С₈-С₂₂ -гидроксиалкансульфонат или сульфонат алкилглицерилового эфира (АГС), или ароматические сульфонаты, такие как алкилбензолсульфонат.

Анионогенное соединение также может представлять собой алкилсульфат (например, С₁₂-C₁₈ -алкилсульфат) или сульфат алкилового эфира (включая сульфаты алкилглицерилового эфира), среди сульфатов алкилового эфира могут использоваться соединения, имеющие формулу RO(CH₂CH₂O)_nSO₃M, в которой R представляет собой алкил или алкенил, имеющий от 8 до 18 атомов углерода, предпочтительно от 12 до 18 атомов углерода, n имеет среднее значение более 1,0, предпочтительно более 3, и М представляет собой солюбилизирующий катион, такой как натрий, калий, аммоний или замещенный аммоний. Предпочтительны аммоний и натрий сульфаты лаурилового эфира.

Анионогенные соединения могут также представлять собой алкилсульфосукцинаты (включая моно- и диалкил-, например С₆-С₂₂-сульфосукцинаты); алкил- и ацилтаураты; алкил- и арилсаркозинаты; сульфоацетаты, С₈-С₂₂-алкилфосфаты и фосфаты, сложные эфиры алкилфосфата и сложные эфиры алкоксилалкилфосфата, ациллактаты, С₈-С₂₂ -моноалкилсукцинаты и малеаты, сульфоацетаты, алкилглюкозиды и ацилизотионаты.

Сульфосукцинаты могут представлять собой монолакилсульфосукцинаты, имеющие формулу R⁴O₂CCH₂CH(SO₃M)CO₂М, и
амид-МЕА-сульфосукцинаты, имеющие формулу
R⁴CONHCH₂CH₂О₂ССН₂ СН(SO₃М)СО₂М,
в которой R⁴ обозначает от С₈- до С₂₂-алкил, а М представляет собой солюбилизирующий катион.

Саркозинаты, как правило, обозначают формулой
R¹CON(CH₃)CH₂CO₂M,
в которой R¹ обозначает от С₈ до С₂₀ -алкил, а М представляет собой солюбилизирующий катион.

Тауринаты, как правило, обозначают формулой
R²CONR³CH₂CH₂SO₃M,
в которой R² обозначает от С₈- до С₂₀-алкил, R³ обозначает от C₁- до С₄-алкил, а М представляет собой солюбилизирующий катион.

Особо предпочтительны С₈-С₁₈-ацилизотионаты. Эти сложные эфиры получают с помощью реакции между изотионатом щелочного металла со смешанными алифатическими жирными кислотами, имеющими от 6 до 18 атомов углерода и йодное число менее 20. По меньшей мере 75% смешанных жирных кислот имеют от 12 до 18 атомов углерода, а до 25% их имеют от 6 до 10 атомов углерода.

Ацилизотионаты, если они присутствуют, как правило, составляют от около 10 до около 70% по весу от общей композиции брусков. Предпочтительно, чтобы этот компонент присутствовал в количестве от около 10 до около 60%.

Ацилизотионат может представлять собой алкоксилированный изотионат, такой, как описан в патенте США 5393466, включенном в настоящую заявку в качестве ссылки. Это соединение имеет общую формулу

Амфотерные детергенты, которые могут использоваться в настоящем изобретении, включают по меньшей мере одну кислотную группу. Это может быть карбоксильная или сульфонильная кислотная группа. Они включают четвертичный азот и поэтому представляют собой четвертичные амидокислоты. Как правило, они включают алкильную или алкенильную группы, имеющие от 7 до 18 атомов углерода. Обычно они соответствуют общей структурной формуле

Подходящие амфотерные детергенты в пределах вышеприведенной общей формулы включают простые бетаины формулы

В обеих формулах R¹, R² и R³ таковы, как они определены ранее. R¹, в частности, может представлять собой смесь C₁₂- и С₁₄-алкильных групп, полученных из кокосового ореха, так что по меньшей мере половина, предпочтительно по меньшей мере три четверти, групп R¹ имеют от 10 до 14 атомов углерода, R² и R³ предпочтительно представляют собой метил.

Возможно также, чтобы амфотерный детергент представлял собой сульфобетаин формулы

Неионогенные соединения, которые можно использовать в качестве второго соединения по настоящему изобретению, включают, в частности, продукты реакции соединений, имеющих гидрофобную группу и реакционноспособный атом водорода, например алифатические спирты, кислоты, амиды или алкилфенолы с алкиленоксидами, особенно с этиленоксидом, или в отдельности, или с пропиленоксидом. Конкретные соединения неионогенных детергентов представляют собой алкил(С₆-С₂₂)фенольные этиленоксидные конденсаты, продукты конденсации алифатических(С₈-С₁₈) первичных или вторичных линейных или разветвленных спиртов с этиленоксидом, и продукты, полученные при конденсации этиленоксида с продуктами реакции пропиленоксида и этилендиамина. Другие так называемые неионогенные соединения детергентов включают оксиды третичных аминов с длинной цепью, оксиды третичных фосфинов с длинной цепью и диалкилсульфоксиды.

Неионогенные соединения могут также представлять собой амиды сахаров, такие как амид полисахарида. В частности, поверхностно-активное вещество может представлять собой один из лактобионамидов, описанных в патенте США 5389279, который включен в настоящее описание в качестве ссылки, или может представлять собой один из амидов сахаров, описанных в патенте США 5009814 (Kelkenberg), который включен в настоящее описание в качестве ссылки.

Примерами катионогенных детергентов являются соединения четвертичного аммония, такие как галогениды алкилдиметиламмония.

Другие поверхностно-активные вещества, которые можно использовать, описаны в патенте США 3723325 и в публикации "Surface Active Agents and Detergents" (Vol. I&II) (Schwartz, Perry & Berch), которые также включены в настоящее описание в качестве ссылки.

Хотя моющие бруски могут представлять собой бруски, состоящие только из мыла, предпочтительно, чтобы система поверхностно-активных веществ этой стружки (образующей систему поверхностно-активных веществ брусков) включала:
а) первое синтетическое поверхностно-активное вещество, являющееся анионогенным, и
б) второе синтетическое поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из второго анионогенного соединения, отличающегося от первого соединения, неионогенного соединения, амфотерного соединения и их смесей.

Первое анионогенное соединение может представлять собой любое из соединений, указанных выше, но предпочтительно, чтобы оно представляло собой С₈-С₁₈-изотионат, как указывалось выше. Предпочтительно, чтобы ацилизотионат составлял 10 - 90% по весу, предпочтительно 10 - 70%, от общего веса композиции бруска.

Предпочтительно, чтобы второе поверхностно-активное вещество представляло собой сульфосукцинат, бетаин или их смесь. Второе поверхностно-активное вещество или смесь поверхностно-активных веществ, как правило, составляет 1 - 10% от общей композиции бруска. В частности, предпочтительная композиция включает достаточное количество сульфосукцината, для того чтобы составить 3-8% от общей композиции бруска, и достаточное количество бетаина, для того чтобы составить 1-5% от общей композиции бруска.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Активирующие вещества согласно данному изобретению смешивают со стружкой поверхностно-активных веществ в бункере или ленточном смесителе, где их подвергают обработке (например, переработке в более пластичную массу), затем делают заготовки на шнек-машине, производят штамповку и резку.

За исключением случаев описания примеров технологических операций и сравнительных примеров или тех случаев, где явно указано иное, все числа в данном описании, указывающие на количества материала или условия реакций и/или использование, следует понимать как модифицированные словом "около".

Нижеследующие примеры имеют целью более подробно проиллюстрировать данное изобретение и никоим образом не ограничивают это изобретение.

Кроме особо оговоренных случаев, все данные по процентам представляют собой весовые проценты.

Пример. Изготовление брусков с активирующей добавкой, высушенной способом распыления.

Получение суспензии
В большом химическом стакане нагревают 232,5 г воды до температуры выше 40^oС. Добавляют 232,5 г мальтодекстрина при перемешивании и затем смесь подвергают перемешиванию и нагреванию до тех пор, пока раствор не становится прозрачным. Затем добавляют 6,25 г катионного полимера Merquat 100 с содержанием активного вещества 40%. После доведения до гомогенного состояния добавляют 465 г эмульсии силикона Dow 1650, содержащей 50% активного вещества, с вязкостью дисперсной фазы 60000 мПа•с^-1 (60000 сП) и поддерживают температуру на уровне 50-70^oС. В случае, если смесь является слишком густой для перекачки, добавляют еще 640,8 г воды, чтобы довести общее содержание воды в смеси до 70%.

Изготовление порошка
Затем смесь прокачивают через лабораторную распылительную мини-сушилку Yamato, Pulvis GB 22. Температуру на впуске устанавливают на 200^oС, а давление для мелкодисперсного распыления устанавливают на 0,15 МПа. Полученный порошок выгружают из циклонного коллектора, из нижней части сушильной камеры. В данном случае размер распылительного сопла не важен. Сопло представляет собой сопло для параллельного потока.

Изготовление брусков
Порошок, полученный в результате распылительной сушки, помещают в матрицу для брусков с помощью следующей процедуры:
(1) 1,8 кг стружки Dove (торговая марка) и 0,45 кг высушенного распылением порошка смешивают в сухом состоянии либо в достаточно большом контейнере, либо в амальгаматоре.

(2) Смесь пропускают через двухстадийную шнек-машину марки Weber-Selander, на которой после первой стадии получают продукт в виде лапши, а на второй стадии получают заготовку.

(3) Заготовку разрезают на куски такой длины, которая соответствует матрице для брусков в прессе, и используют их для штамповки бруска.

Полученный брусок содержит примерно 9,3% (60000 мПа•с^-1 ) поли(диметилсилоксана).

Испытание осаждения in vitro
Образцы обрабатывают следующим образом: бруски 10 раз трут о кусок мокрой свиной кожи размером 25 см², затем в течение 30 секунд вспенивают образовавшуюся жидкость, а затем кожу прополаскивают в течение 10 секунд в воде с температурой 36,3-39,4^oС (90-95^oF). Затем обработанную свиную кожу помещают в склянку и осуществляют экстрагирование силикона с помощью 10 мл ксилола. Затем кожу удаляют из склянки, а применявшийся для экстрагирования растворитель анализируют на содержание силикона с помощью индуктивно-сопряженной (Inductively Coupled) плазменной эмиссионной спектроскопии.

Осаждение силикона на свиную кожу сравнимо с теми результатами, которые получают при использовании гелей для душа.

Реферат

Изобретение относится к производству мыла. Композиция моющего бруска, включающая (А) от около 1 до 30% активирующего порошка, включающего (а) 1 - 70% (от веса порошка) полезной добавки; (б) 15 - 98% (от веса порошка) носителя, имеющего температуру плавления выше температуры в сушильной камере, в которой получают указанный активирующий порошок; (в) 1 - 10% (от веса порошка) воды; (г) 0 - 30% (от веса порошка) вспомогательного средства для осаждения/облегчения технологической обработки, выбранного из группы анионогенных, катионогенных, неионогенных и амфотерных поверхностно-активных веществ и катионных и гидрофильных полимеров, и (Б) 99 - 70% стружки, включающей 5 - 90% комплекса поверхностно-активных веществ, причем поверхностно-активное вещество выбирают из группы, состоящей из мыла, анионогенного поверхностно-активного вещества, неионогенного поверхностно-активного вещества, амфотерного поверхностно-активного вещества, катионогенного поверхностно-активного вещества и их смесей. Причем активирующий порошок получают с помощью способа распылительной сушки. Способ изготовления композиции моющего бруска, в котором (А) и (Б) получают отдельно, в котором (а),(б),(в) и необязательно (г) смешивают при 40 - 80^oС. Смесь (а) и (б) высушивают посредством распылительной сушки при 80 - 200^oС и давлении 0,10 - 0,30 МПа. (А) и (Б) смешивают, пропускают через шнек-машину и экструдируют, в результате чего получают готовые бруски. 2 табл.

Формула