CN105682745B - 流变改性剂的后期加入 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了制备个人护理组合物如洁齿剂的方法,该方法涉及在个人护理组合物形成工艺的后期节段加入流变改性剂。

Description

流变改性剂的后期加入
技术领域
本发明涉及个人护理组合物如洁齿剂的制备方法,尤其是涉及在个人 护理组合物形成工艺的后期节段加入流变改性剂的方法。
背景技术
洁齿剂通常在真空容器中制得,使用某类高能混合装置,以混合各种 组分。通常将液体加入真空容器中,作为第一步。混合过程期间可将风味 剂或其它油在各个点加入批料中,以最小化损耗并且最大化在批料中消泡 的有益效果。将盐直接加入混合槽中,或者首先加入浆液罐中然后再加入 混合槽中。通常将研磨剂直接加入混合槽中,然而研磨剂也可预成浆并且 作为预混物递送至混合槽中。
流变改性剂可直接加入混合槽中,或经由离线预制浆液(槽或在线) 加入。直接至槽选项需要显著地批料内混合(通常高能),这可占用显著 的处理时间来完成。离线选项需要更多的资本资产来支持不同的配方。通 常,当前所用工艺的最后步骤是加入表面活性剂。保留表面活性剂至批量 终点,使得槽脱气更易于完成。即使保留表面活性剂至工艺终点,当在残 留的先前批料上制备洁齿剂批料时,来自第一批料的残留表面活性剂可造 成显著的脱气挑战。制备牙膏时,这些挑战可占至多30%的总处理时间。
通常使成分再循环通过高剪切混合装置,将成分在混合槽中混合在一 起,以形成最终均匀的产品组合物。然后向混合槽施加真空以使洁齿剂脱 气至期望的最终密度。加入流变改性剂使得预混物增稠,致使脱气更困 难,因为更难以将空气从厚的预混物中排出。由于混合过程期间流变改性 剂的加入,所述预混物具有糊状粘度,紧贴混合槽内表面,妨碍预混物从 混合槽中泵出时,完全移出所述预混物。这需要在制备另一种产品制剂 前,将混合槽清洁。当前这占用相当长的时间(>1h)和大量的水来清洁混 合槽。这导致因时间损失而显著降低生产能力,因为不能在清洁体系的同 时生产新制剂。因此,由于最终产品的高粘度,处理时间缓慢并且损耗 高。
需要的是因批间清洁次数而具有缩短的停机时间的个人护理组合物制 备方法。
发明内容
提供了制备个人护理组合物的方法,所述方法包括在混合槽中形成预 混物,所述预混物具有比包装的个人护理组合物更低的粘度;将所述预混 物从所述混合槽转移;将流变改性剂加入所述预混物中;使所述预混物脱 气;以及对所述预混物进行包装以制备个人护理组合物。
提供了制备个人护理组合物的方法,所述方法包括在混合槽中形成预 混物,所述预混物具有比包装的个人护理组合物更低的粘度;将所述预混 物从所述混合槽转移至高能分配装置中;将流变改性剂加入所述预混物中; 使用在线脱气装置使所述预混物脱气;以及对所述预混物进行包装以制备 个人护理组合物;其中在线脱气装置被放置成使得高能分配装置与在线脱 气装置之间的压降小于高能分配装置的泵压头。
附图说明
图1为示出本发明的实施方案的工艺流程图。
图2为示出本发明的实施方案的工艺流程图。
图3为测试混合容器的透视图。
图4为混合叶轮的侧视图。
具体实施方式
本发明涉及将流变改性剂后期加入洁齿剂预混物中。因增稠的预混物 而造成的冲洗混合槽的损失最小化,并且混合槽中的工艺吞吐量因流变性 下降而更快。预混物的低流变性还增加脱气的效率和速率,这可在粘度增 加之前实施,如在线实施,泵送通过高剪切研磨之前实施或在混合槽中实 施。在某些实施方案中,在加入表面活性剂之前使预混物脱气,以减少胶 束的生成。
除非另外指明,本文和权利要求中引用的所有部分、百分比和比例均 按所述总口腔组合物的重量计。除非另外指明,对总口腔组合物的所有测 量均在25摄氏度下进行。
如本文所用,字词“或”在用作两个或更多个元素的连词时,是指包 括单独的所述元素或所述元素的组合;例如X或Y是指X或Y或二者。
所谓“个人护理组合物”是指在常规使用过程中被施用至身体表面或 与身体表面接触以提供有益效果的产品。身体表面包括皮肤,例如表皮或 粘膜;身体表面还包括与身体表面相关联的结构,例如毛发、牙齿、或指/ 趾甲。个人护理组合物的示例包括被施用于人体以改善外观、清洁、气味 控制或整体美观的产品。个人护理组合物的非限制性示例包括毛发着色组 合物、口腔护理组合物、剃须后凝胶和霜膏、剃须前准备物、剃须凝胶、 霜膏或泡沫、保湿剂和洗剂、咳嗽和感冒组合物、免洗型皮肤洗剂和霜 膏、洗发剂、调理剂、沐浴凝胶、条皂、盥洗室条皂、止汗剂、除臭剂、 脱毛剂、口红、粉底、睫毛膏、防晒美黑霜和防晒乳液。
如本文所用,所谓“口腔护理组合物”是指在一般使用过程中不是被 故意吞咽以用于特定治疗剂的全身给药的目的,而是在口腔中保留足够长 的时间以接触牙齿表面或口腔组织的产品。口腔护理组合物的示例包括洁 齿剂、牙胶、龈下凝胶、漱口水、摩丝、泡沫、口喷剂、锭剂、咀嚼片、 口香糖、牙齿增白条带、牙线及牙线涂层、口气清新可溶解贴条、或义齿 护理或粘合剂产品。所述口腔护理组合物还可掺到贴条或膜中,用于直接 施用或粘附到口腔表面。
如本文所用,术语“牙粉”包括牙齿或龈下糊剂、凝胶、或液体制 剂,除非另外指明。洁齿剂组合物可以是单相组合物,或可以是两种或更 多种单独洁齿剂组合物的组合。洁齿剂组合物可呈任何期望的形式,如深 条纹的、表面条纹的、多层的、糊剂周围有凝胶的、或它们的任何组合。 在包括两种或更多种单独洁齿剂组合物的洁齿剂中,每种洁齿剂组合物可 被包含于物理分离的分配器室中,并且并排分配。
本发明的例示性处理图示于图1中。混合工艺起始于将液体4加入混 合槽1中。混合槽1提供用于制备混合物中液体和固体组分的低粘度浆液 的装置。可将液体4直接加入混合槽1中,或可通过高能分配装置如喷射 器加入,喷射器的示例包括由Vortex Ventures(Houston,TX)出售的 Lobestar喷射器,使得粉末与液体同时加入。将主要液体(通常为湿润剂、 水、pH调节剂、和可能的风味剂和乳化剂/表面活性剂)加入槽中后,可将 粉末(或剩余的粉末)7加入混合槽1中。在某些实施方案中,粉末7可使 用喷射器3加入,以使加入期间的分配最大化,这使总处理时间最少化。 粉末通常从用于所述体系的盐开始,然后加入一种或多种研磨剂。也可在 该点加入视觉成分如云母、丸粒和美化剂。在所有材料混合后,将批料混 合一段时间以递送均质性(该时间为所制备洁齿剂类型的函数)。混合可 在真空下进行,例如使用真空泵9,或可在大气环境下进行。在某些实施方 案中,可进行非真空条件下的混合,因为流体的低粘度允许体系自脱气。 能够在非真空条件下制备,这降低了体系的能耗,改善了整个工艺的效 率。因此当可行时,在约15℃至约55℃温度的混合槽内,批料处于环境条 件下。较低的粘度能够缩短混合时间,以提升工艺效率。
例如,参照图1,在某些实施方案中,可通过主要端口向混合槽1中 加入山梨醇、水、颜料、染料和聚山梨酸酯80,并且设置搅拌控制器以提 供足够的槽翻转,以保持均匀性。为确定混合充分,可采用体系泵送速率 与悬浮液沉降速率之间的关系来计算体系悬浮率。约一或更大的体系悬浮 率确保体系将不沉降,并且保持均匀。可如下确定体系悬浮率:首先测量 悬浮液的沉降速率。确定悬浮液沉降速率后,可计算体系的泵送速率。体 系悬浮率如下计算:
其中:Qp–体系泵送速率(参见下文论述)(m3/s)
Vb–当量批料体积(m3)
SRf–由所附方法测得的流体沉降速率(1/s)
SSR–体系悬浮率
Qp可使用流量计对外部再循环回路进行测量,或由用于计算搅拌槽中 搅拌器泵送速率的以下计算方法来测量:如:Paul,Edward L,Atiemo- Obeng,Victor A,Kresta,Suzanne M.(2004)Handbook of Industrial Mixing-Science and Practice.JohnWiley&Sons.
第358-360页中所示。
Q=NQ×N×D3
其中
NQ=泵送数,这取决于叶轮类型、D/τ比率和叶轮雷诺数
并且叶轮雷诺数为:
N=叶轮速率
D=叶轮直径
下表示出湍流条件下各种叶轮的泵送数数值。在某些实施方案中,泵 送数介于约0.4NQ至0.8NQ之间。
表1
叶轮类型 N<sub>Q</sub>
推进器 0.4-0.6
斜叶桨 0.79
翼型桨叶轮 0.55-0.73
回转曲线叶轮 0.3
平叶桨 0.7
直叶圆盘涡轮(Rushton) 0.72
中空叶片涡轮(Smith) 0.76
计算出的体系悬浮率为泵送速率/沉降速率的比率,并且在某些实施方 案中,可大于0.75或大于1。在某些实施方案中,如图1中所示,为制备 预混物,可设置再循环泵11控制器以提供约二或更大的体系悬浮率,并且 通常介于约30Hz至约60Hz之间,并且可使混合物在约5分钟或更短时间 内再循环通过喷射器3。然后可通过主端口将风味剂组分加入混合槽1中, 同时混合并且再循环通过喷射器3。粉末递送管可经由粉末递送口连接至喷 射器3,然后可将微量组分粉末(甜味剂、氟化物源、磷酸盐等)通过经由 粉末递送管连接至粉末递送口的喷射器3加入混合槽1中。批料在约5分 钟或更短时间内再循环通过喷射器3,或直至已达到100%批料体积的通 量。然后可经由主端口将氢氧化钠加入混合槽1中,并且使批料在约5分 钟或更短时间内再循环通过喷射器3。二氧化硅可通过经由粉末递送管连接至粉末递送口的喷射器3加入混合槽1中,并且使批料在约5分钟或更短 时间内再次再循环通过喷射器3,或直至已达到100%批料体积的通量。然 后可关闭通过喷射器3的再循环,同时以约1.5或更大的体系悬浮率,经由 搅拌持续混合,直至批料转移至后期流变(LSR)进料槽20中,或直接给 料于LSR体系中,如图2中所示。然后可对混合槽1施加真空,以从管线 中移除残余的批料材料,并且转移至LSR槽20中。可例如用物质如聚(四 氟乙烯)涂覆预混合槽的混合室以降低预混物对混合室表面的粘附,这可进 一步减少槽内的损耗。
在某些实施方案中,在预混物处于混合槽中时,可将少量流变改性剂 加入预混物中,当本发明的一个方面涉及低粘度,使得在使样品静置30-60 分钟后以0.1/s测量预混物粘度时,所述粘度应低于150Pa.s,以使体系中的 残留物最小化,并且保持改善的体系效率。
可设置LSR槽20上的搅拌器控制器,以保持约一或更大的体系悬浮 率。在某些实施方案中,可开启集尘体系以使生产区域的粉尘最少化。确 认足量(按重量计)的流变改性剂和添加剂,并且其可用于进料机料斗23 中,并且将进料机料斗放置于高能分配装置24如Quadro ZC1 24(Quadro Engineering,Ontario,Canada)中。确认表面活性剂槽26包含足量材料 后,由例如LSR人机界面(HMI)选择期望的个人护理组合物配方如洁齿 剂配方,并且设定值匹配配方卡和批生产记录(BPR)。高能分配装置24 速率可设置介于约40Hz和约60Hz之间,其具有设定值介于约10%和约 90%开启之间的过程控制阀(PCV)25,和速度设定值介于约45Hz和约 60Hz之间的在线脱气装置27如Yokota泵ASP-515或ASP-610(YokotaManufacturing Co.Ltd.,Hiroshima,Japan)。较小的内部体积和泵送效率 的Yokota ASP-515或ASP-610泵提供相对于传统在线脱气装置的优点。
上述LSR体系可以再循环模式启动。过程内预混物的典型温度可介于 约10℃和60℃之间,在某些实施方案中,高于约60℃的温度冒有不利影响 体系风味剂表现的风险。另外,在某些实施方案中,低于约10℃的温度因 使流体保持/达到该低温而造成能耗高。LSR进料泵28的进料流量可确定为 介于约40L/min和约250L/min之间的设定值。监控流变改性剂进料机料斗 23,同时以配方卡限定的目标速率分配,以制备期望的个人护理组合物。
以10s-1取样时,预混物的粘度可在约0.01Pa.s至约10Pa.s的范围内。 在某些实施方案中,粘度可用AR2000流变仪(TA Instruments,New Castle,DE)测量。测量流变性时,AR2000流变仪使用以下方法:对于调 理步骤,将温度设为25C,并且进行平衡2分钟。通过将剪切速率(1/s) 从0.001阶升至120.0,并且设为Log模式,测量剪切速率增加下的稳态流速。25℃下在3.0秒取样时间内,5%公差内每十倍采集三(3)个点,直至 在所述公差内获得两(2)个连续的点。在1.0分钟时间内测量最大值点。 通过将剪切速率(1/s)从120.0阶降至0.01,并且设至Log模式,测量剪 切速率降低下的稳态流速。25℃下在10.0秒取样时间内,5%公差内每十倍 采集三个点,直至在所述公差内获得两个连续的点。在1.0分钟时间内测量 最大值点。
按前述体系悬浮率限定充分混合所述预混物后,接着将它从LSR槽20 通过泵和流量计,在某些实施方案中以约10Kg/min至约1000Kg/min或约 40Kg/min至约400Kg/min的流量转移到高能分配装置24(即转子定子研 磨)如Quadro ZC1中。高能分配装置确保流变改性剂在主混合料流中的均 匀分配。在某些实施方案中,以可控的速率将流变改性剂加入高能分配装 置中,使得它们的含量按所述个人护理组合物的重量计单独介于约0.01% 至约4%之间,或总共介于约0.1%至约10%之间,以确保递送适当的配方 比。流变改性剂可以干燥粉末形式、团聚粉末形式、具有其它成分的团聚 粉末形式、具有其它干燥成分的预混粉末物形式、或具有液体成分的预混 粉末形式加入。可将涂料例如矿物油加入流变改性剂中,进一步影响体系 中流变改性剂分散或水合的方式。
该体系的一个实施方案将为将单独的流变改性剂加入高能分配装置中 的失重式喂料机。通常,加入流变改性剂后不久,预混物流变性开始升 高。粘度增加率是所用流变改性剂类型、配方、和工艺条件的函数。同样 经由高能分配装置加入视觉固体成分也是可行的。该方法可通过减少预混 物需要更换的次数,并且允许预混物有效均分到不同成品批次中,提供其 它工艺效率有益效果。可经由该方法加入的流变改性剂的示例为:黄原 胶、羧甲基纤维素、角叉菜胶、卡波姆、羟乙基纤维素、瓜尔胶、或增稠 二氧化硅。视觉固体成分的示例为二氧化钛、聚乙烯物质、丸粒、有色二 氧化硅、或云母。
离开高能分配装置后,预混物随后可流动通过在线脱气装置27,如 Yokota泵ASP-515或ASP-610。如由声纳检测方法测量的,在线脱气装置 可将空气脱除至按所述预混物的体积计约0.001%或更低,这低于约0.5体 积%或更多空气的消费者可察觉空气含量,从而实现稳健的工艺窗口。在 某些实施方案中,在线脱气装置可使预混物的空气含量降低至按所述预混 物的体积计约0.01%或更低。在另一个实施方案中,在线脱气装置可递送 约0.15L/Kg至约0.6L/Kg,或约0.2L/Kg至约0.5L/Kg的除气与液体吞吐量 的比率。此外,在线脱气装置的尺寸可递送约1 1/s至约8 1/s或约2 1/s至 约4 1/s的损耗(除气器中浪费)/吞吐量比率。在线脱气可在已将所有干燥 成分加入料流中之后进行,使得除气可最大化。前提条件是流变改性剂一 旦加入预混物中就开始增加流变性(如由体系水合率限定)。制剂水合率 是多种制剂组分如流变改性剂类型、水含量、离子强度、固体负荷和其它 属性的函数。此外,水合率由工艺条件如高能分配装置的温度和能量密度 驱动。
还重要的是,在低于成品如牙膏的流变性下发生脱气,以使效率(速 率)最大化,因为与具有较高流变性的材料相比,需要较少的能量以将空 气从具有较低流变性的材料中移除。因此,在线脱气装置可尽可能邻近高 能分配装置放置。可放置在线脱气装置,使得高能分配装置与在线脱气装 置之间的压降低于高能分配装置的泵压头。在某些实施方案中,如果那是 不可行的,则可用正位移泵替代压力控制阀,以控制高能分配装置上的背压,并且确保预混物可被递送至在线脱气装置。该关系可由流变改性剂从 预混物接触点通过在线脱气装置的停留时间和体系水合率来限定。
脱气效率可通过减少或去除发泡表面活性剂如月桂基硫酸钠来改善。 因此,在某些实施方案中,洁齿剂发泡表面活性剂在脱气步骤之后加入。 乳化表面活性剂如聚山梨酸酯80可在脱气步骤之前使用,而没有显著影响 脱气效率。
使用上述测量方案,高能分配装置和在线脱气装置之间的料流粘度在 某些实施方案中为在10s-1下测量的介于约0.01Pa.s和约1,000Pa.s之间, 并且在一些其它实施方案中为在10s-1下测量的介于约0.01Pa.s和约 100Pa.s之间。
高能分配装置的能量密度或由一件设备转移至预混物的能量的量最佳 由观测的装置机械能(通常关闭VFD或伺服马达测定)和通过体系的预混 物流量限定。已示出,该能量密度影响个人护理组合物纹理和体系的总水 合率。如上所述的可接受的能量密度将介于约0.5KW/Kg/s至约11KW/Kg/s 之间,或约3KW/Kg/s至约9KW/Kg/s之间。还已观察到,当其它工艺条件 如温度保持恒定时,获得可接受纹理的能量反比与水合率。水合率与最小 能量密度的关系通常在约0.001Kg/KWs2至约0.10Kg/KWs2的范围内。所述 值由下式计算:
其中:μ10s–加入所分配的增稠剂后10秒测得的粘度(Pa.s)
μ0–水溶性聚合物加入前测得的体系粘度(Pa.s)
PD–功率消耗(KW)
Q–体系流量(Kg/s)
RHpmED–依照最小能量密度的水合率[相对于水合率自身的与体系能
量密度相关的水合率]:(Kg/KWs2)
以下是测定水合率方法的描述。随着测试混合容器和混合叶轮的研 发,使用与大规模生产工艺相关的常规旋转式流变仪,有可能理解混合多 个流体料流、液体和粉末、或材料的组合时不断变化的流变性。常规旋转 式流变仪提供精确受控马达和高敏扭矩传感器的优点。采用测试混合容器 和叶轮体系,可形成液体/液体和液体/粉末的组合。设计测试混合容器和叶 轮,以有助于粉末和/或液体在其它流体中的分散。
设备
根据叶轮设计将测试混合容器尺寸优化,以提供充分的液体/液体或液 体/固体混合。对于水合率实验,对一种叶轮类型的典型实验设计详述于下 文中,并且是用于支持本专利申请中所包括的水合率数据的设计。对于其 它叶轮,对该叶轮优化测试混合容器内径和高度以及叶轮直径、间隙等。
1.测试混合容器
a.将测试混合容器设计成微型版的传统混合槽。测试混合容器由通 常为视觉上透明的丙烯酸或聚氯乙烯(PVC)的塑性材料构造。 如图3所示,测试混合容器30的形状为圆柱形,具有平坦的底部 和两个单独的注入口32以供材料加入。
b.测试混合容器尺寸:
i.内径:38.3mm
ii.外径:42mm
iii.容器高度:65mm
iv.注入口直径:5mm,圆形,间隔30mm,从容器底部约35mm
2.混合叶轮
a.如图4所示,混合叶轮40为将传统斜叶桨与翼型桨叶轮设计相结 合的叶轮设计。与上文测试混合容器相对应的混合叶轮的尺寸如 下:
i.混合叶轮叶片直径(BD):32.5mm
ii.混合叶轮叶片宽度(BW):13mm
iii.混合叶轮轴的长度(L):55mm
3.流变仪
a.配备有定制珀尔帖基容器托架的TA Instruments ARG2或DHR3受 控应力流变仪(TA Instruments,New Castle,DE)
4.方法
a.经由密度计、比重瓶等测定洁齿剂基液的密度。
b.基于流体密度,称量适量的洁齿剂基体材料,以向测试混合容器 中提供28-30mL流体。
c.制备聚合物/基料浆液,并且将适当混合物预称重以符合用于投配 的产品配方卡
i.可在允许聚合物分散而无显著溶胀的体系中配制基料浆液。例 如,分散于PEG300中的40%黄原胶,分散于酸化水中的5% 卡波姆等。
d.将测试混合容器安装在基座托架上,并且将混合叶轮对齐/中心对 准测试混合容器。
e.将混合叶轮下降至测试混合容器的混合室中。混合叶轮和测试混 合容器之间的典型侧壁间隙为约5.5mm。间隙可因另选的叶轮类 型和测试混合容器尺寸而变化。
f.流变仪方法
i.采用传统的流量-峰值保持实验设计,其中监测粘度和扭矩, 作为剪切速率随时间推移的函数。
ii.将流变仪设定至期望的温度。
iii.将混合叶轮速率设定至期望的rpm以产生期望的叶轮剪切速 率。期望的剪切速率通常在1至数百s-1范围内。
iv.实验长度可从1分钟变化至10分钟,这取决于所形成的制 剂。一些具有较少水的制剂需要至多1小时的较长时间段来 分析。
v.在实验过程中以每个数据点0.5至1秒的速率收集时间、扭矩 和粘度数据。
g.使叶轮保持在适当的位置,在小于两秒内将粉末和/或基料浆液通 过侧端口注入到测试混合容器中时,开启分析程序。
h.随测量时间的推移,监测粘度和扭矩,取样速率小于每秒一次。
i.在限定的测试运行结束(通常运行10分钟)后,对原始数据进 行Metzner-Otto校正(Ait-kadi A.,Marchal P.,Choplin L., Chrissement,A.,Bousmina M.,“Quantitative Analysis of Mixer-Type Rheometers using the Couette Analogy”,Canadian J. Chem Eng.,80(6),1166-1174,2002)。
离开在线脱气装置后,预混物可随后流至液体注射体系中,其中可加 入剩余的预混物表面活性剂以完成配方。可期望使高能分配装置与液体注 射体系之间的停留时间最少化,以使整个体系的压降最小化。使整个体系 的压降最小化能够得到更小的更高效设备和更小的线径。更小的设备通常 购买和操作成本更低;并且较小的管线通常具有较少的损耗。在某些实施 方案中,高能分配装置和液体注射体系之间的平均停留时间为约5s至约30s。水合率和吞吐量经由下式相关联:
其中:μ30s–加入流变改性剂后30秒测得的粘度(Pa.s)
μ0–流变改性剂加入前测得的体系粘度(Pa.s)
Q–体系流量(Kg/s)
RHpT–水合率每吞吐量[水合率相对于体系吞吐量的关系]:(Kg/s3)
已观察到,低于0.001Kg/s3并且至多1Kg/s3的RHpT值提供可接受的 通过静态搅拌体系的压降。可行的是,高于1Kg/s3的值可采用如下论述的 动态搅拌选项来支持。
在某些实施方案中,通过在线混合技术如通过使用静态搅拌器,可将表 面活性剂掺入到料流中。在某些实施方案中,大多数表面活性剂于在线脱气 装置之后加入,以使在线脱气过程的效率最大化。静态搅拌器在本领域是熟 知的,并且通常是一系列重复的或无规的连锁板和/或翅片的形式。可用于本 发明的静态搅拌器包括购自Chemineer Inc.(Dayton,OH 45401)的 Chemineer SSC.75-4R-S(KMA 4元件3/4")和购自Koch-Glitsch LPMass Transfer Sales and Engineering(Cincinnati,OH)的Koch SMX 4元件搅拌器 (3/4"标称)。可使用的另一类搅拌器是动态搅拌器。一类动态搅拌器是高 剪切研磨,如得自IKA Works(Wilmington,NC)的那些。此外,如果需 要,静态搅拌器或其它在线混合器可设置在一个或多个入口管或汇合区域上 游之中或之内。此外,可使用缓冲罐来提供更恒定的由本文描述且受权利要 求书保护的方法组合的物料流。除此之外或另选地,可利用Zanker板。
搅拌器的选择可受所得组合物相结构和整个体系压降优化的影响,所 述压降优化受水合率影响。例如,就混合用于制备各向同性组合物的一些 物料而言,静态搅拌器是足够的。就混合其它材料以制得层状组合物而 言,可采用更强的搅拌以增强所得组合物的粘度。因此,动态搅拌系统可 能是适宜的,如高剪切研磨。如本文所用的动态搅拌系统包括批量和连续 搅拌系统,其使用桨叶、喷射混合喷嘴、再循环回路、气体渗泄、旋转筛 或固定筛或类似的搅拌装置来组合其中的物料。
在某些实施方案中,最终个人护理组合物如牙膏可具有在1s-1下测量 的在约1Pa.s至约200Pa.s,或约1Pa.s至约150Pa.s范围内的粘度。在某些 实施方案中,粘度可在AR2000流变仪(TA Instruments,New Castle,DE) 上测量。测量流变性时,AR2000流变仪使用以下方法:对于调理步骤,将 温度设为25C,并且进行平衡10分钟。通过将剪切速率(1/s)从0.001阶 升至120.0,并且设至Log模式,测定剪切速率增加下的稳态流速。25℃下 在3.0秒取样时间内,5%公差内每十倍采集三(3)个点,直至在所述公差 内获得两(2)个连续的点。在1.0分钟时间内测量最大值点。通过将剪切 速率(1/s)从120.0阶降至0.01,并且设至Log模式,测定剪切速率降低下 的稳态流速。25℃下在10.0秒取样时间内,5%公差内每十倍采集三个点, 直至在所述公差内获得两个连续的点。在1.0分钟时间内测量最大值点。离开该步骤后,可将预混物包装于例如具有相等或不等体积的一个或多个容器 中。包含所述产品的一个或多个容器可最终运送并且销售给消费者,或者可 用于运输和储存作为中间体的混合物。因此,所述一个或多个容器可选自散 装贮存装置,例如槽、槽车或有轨车,或选自最终包装例如管、瓶和/或倒 头瓶。在过渡容器中储存给定的时间量,可改善反萃取的填充性能。所述一 个或多个容器可具有本领域熟知的易卸或可重新密封的封口,并且可由任何 适于包含如本发明所述组合的所述物料的材料制得。
在某些实施方案中,可使用本文所述的一个或多个加工方法或与一个 或多个附加加工方法联合使用,并且可将通过采用多个加工方法制得的产 品排放到同一容器中,从而形成例如具有多个层、相、图案等的产品。此 类层、相和/或图案可以在或可以不在容器中混合以形成均匀的产品。在某 些实施方案中,制备产品第一相的所述加工方法可与制备第二相或多相的 加工方法处于不同的位置,以用最终的多相组合物(如具有糊剂相和凝胶相的洁齿剂)填充容器。
在一个方面中,可用灌装线将所述加工方法或多个方法连接,以用第 一相、第二相、合并的相和/或多相组合物填充容器。在一个方面中,当所 述组合物旨在与另一种组合物混合以形成多相产品时,可以多种方式将其 填充到容器中。例如,可通过将牙膏管填充技术与旋转台设计组合来填充 容器。另外,本发明可经由美国专利6,213,166中所公开的方法和设备填充 到容器中。所述方法和设备允许使用至少两个装填容器的喷嘴,将两种或多种组合物以螺旋形构型填充到单个容器(其置于旋转台上,并且当组合 物引入容器中时被旋转)中。
根据本发明方法,可用于制备洁齿剂的一些组分的示例列于下文中。
可使用按所述牙膏的重量计0.05至5%量的糖精钠、蔗糖、麦芽糖、 乳糖、蛇菊苷、新橙皮苷二氢查耳酮、甘草素、紫苏葶、对甲氧基肉桂醛 等作为甜味剂。可使用精油如留兰香油、胡椒薄荷油、鼠尾草油、桉树 油、柠檬油、酸橙油、冬青油和肉桂油、其它香料和水果香料以及分离和 合成的调味料如l-薄荷醇、香芹酮、茴香脑、丁子香酚等,作为风味剂。 所述风味剂可以按所述牙膏的重量计0.1至5%的量共混。可使用过氧苯甲 酸乙酯、过氧苯甲酸丁酯等作为防腐剂。甜味剂可与研磨剂一起加入。风 味剂和防腐剂可在制备轻微溶胀的流变改性剂的液体时加入,或与湿润剂 混合后与流变改性剂混合。可使用酶如葡聚糖酶、溶解酶、溶菌酶、淀粉 酶和抗纤溶酶剂如EPSILON-氨基己酸和氨甲环酸,含氟化合物如单氟磷酸 钠、氟化钠和氟化亚锡,氯己定盐,季铵盐,氯化羟铝尿囊素,甘草次 酸,叶绿素,氯化钠和含磷化合物作为有效成分。此外,可按需要将硅 胶、铝硅胶、有机酸和它们的盐共混。当制备轻微溶胀的流变改性剂的液 体时,可加入具有低粘度的有机有效成分。
混合于混合槽中时,混合物应具有足够低的粘度,同时在洁齿剂配制 过程结束时具有足够高的粘度,以防止产品在分配后从牙刷流下。因此, 位于混合物中时,流变改性剂应向混合物提供最小限度的粘度增加,但是 在混合物离开混合槽时与将洁齿剂加载至分配容器时之间增加粘度。
通常,赋予最高假塑性的流变改性剂是通过电荷-电荷交互作用或氢键 合形成结构的那些,如胶态二氧化硅和锂蒙脱石粘土。从流量的角度来 看,这些材料具有理想的特征,是高度剪切致稀的。形成交联网络的流变 改性剂如多糖衍生物(包括黄原胶)或合成聚合物(包括卡波姆)也赋予 高度的假塑性。仅由链缠结构建结构的流变改性剂如纤维素胶也是假塑性 的,但趋于具有比具有三维有序的那些更低程度的假塑性。
流变改性剂可单独使用,或组合使用以形成“增稠体系”。一些流变 改性剂如蒙脱石允许所述组合物相分离,其中它们在不存在第二流变改性 剂的情况下使用。相似地,对可使用单独流变改性剂的含量存在限制,需 要加入另一种流变改性剂以达到所需的流变特征。
对于特定的流变改性剂或流变改性剂的组合而言,获得合适的流变特 性以允许预混物在混合期间具有适宜的流量,却仍形成可用洁齿剂,将取决 于流变改性剂或流变改性剂组合所用的制剂量。通常,提高流变改性剂的量 将导致粘度升高。因此,存在流变改性剂含量窗口,其允许混合物大部分离 开混合槽,并且制得将保留在刷毛上的洁齿剂。流变改性剂或流变改性剂组 合的最佳含量将由所用材料等级确定,通常为分子量或聚合物链长的函数, 较长的链长获得较高的粘度。流变改性剂也可表现出与制剂中其它成分的协同交互作用,使得混合和洁齿剂使用期间达到适当粘度所需的含量改变。许 多其它因数可支配特定制剂中特定流变改性剂的选择。流变改性剂上可能需 要特定电荷,以例如避免与其它成分不可取的交互作用。
适用于本发明的流变改性剂包括有机和无机流变改性剂、以及它们的 混合物。无机流变改性剂包括锂蒙脱石和衍生物、二氧化硅水合物、三元 和四元硅酸镁衍生物、膨润土、以及它们的混合物。优选的无机流变改性 剂是锂蒙脱石和衍生物、二氧化硅水合物、以及它们的混合物。有机流变 改性剂包括黄原胶、角叉菜胶和衍生物、结冷胶、羟丙基甲基纤维素、菌 类植物胶和衍生物、支链淀粉、鼠李聚糖胶、文莱胶、魔芋、凝胶多糖、 卡波姆、褐藻胶、藻酸、藻酸盐和衍生物、羟乙基纤维素和衍生物、羟丙 基纤维素和衍生物、磷酸淀粉衍生物、瓜尔胶和衍生物、淀粉和衍生物、 马来酸酐与烯烃的共聚物和衍生物、纤维素胶和衍生物、乙二醇/丙二醇共 聚物、泊洛沙姆和衍生物、聚丙烯酸酯和衍生物、甲基纤维素和衍生物、 乙基纤维素和衍生物、琼脂和衍生物、阿拉伯树胶和衍生物、果胶和衍生 物、脱乙酰壳多糖和衍生物、聚乙二醇树脂如PEG-XM(其中X>=1)、 刺梧桐树胶、刺槐豆胶、纳豆胶、乙烯基吡咯烷酮与烯烃的共聚物、黄蓍 胶、聚丙烯酰胺、甲壳质衍生物、明胶、β-葡聚糖、糊精、葡聚糖、环糊 精、甲基丙烯酸酯、微晶纤维素、聚季铵盐、呋喃泡沫树脂、茄替胶、车 前子胶、温柏树胶、罗望子胶、落叶松胶、刺云实胶、以及它们的混合 物。优选黄原胶、角叉菜胶和衍生物、结冷胶、羟丙基甲基纤维素、菌类 植物胶和衍生物、支链淀粉、鼠李聚糖胶、文莱胶、魔芋、凝胶多糖、卡 波姆、褐藻胶、藻酸、藻酸盐和衍生物、羟乙基纤维素和衍生物、羟丙基 纤维素和衍生物、磷酸淀粉衍生物、瓜尔胶和衍生物、淀粉和衍生物、马 来酸酐与烯烃的共聚物和衍生物、纤维素胶和衍生物、乙二醇/丙二醇共聚 物、泊洛沙姆和衍生物、以及它们的混合物。更优选黄原胶、角叉菜胶和 衍生物、结冷胶、羟丙基甲基纤维素、菌类植物胶和衍生物、支链淀粉、 鼠李聚糖胶、文莱胶、魔芋、凝胶多糖、以及它们的混合物。
流变改性剂的量按所述总组合物的重量计可在大于0.5%至最多4%, 大于0.5%至最多3%,或大于0.5%至最多2%的范围内。
由本发明方法制得的牙膏可包含大于约0.1重量%的表面活性剂或表面 活性剂的混合物。本文引用的表面活性剂含量基于100%活性物质计,即使 常见原材料如月桂基硫酸钠可以较低活性的水溶液形式提供。适宜的表面 活性剂含量为按所述总组合物的重量计约0.1%至约15%,约0.25%至约 10%,或约0.5%至约5%。适用于本文的表面活性剂包括阴离子表面活性 剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和阳离子 表面活性剂,然而优选阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面 活性剂和两性离子表面活性剂(以及它们的混合物)。
本文可用的阴离子表面活性剂包括在烷基基团中具有10至18个碳原 子的水溶性烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐,和具有10至18个碳原子的脂肪 酸磺化单酸甘油酯的水溶性盐。月桂基硫酸钠和椰油基单甘油酯磺酸钠是 这类阴离子表面活性剂的示例。在某些实施方案中,牙膏包含至少约 0.125%、至少约0.5%、或至少约2%的阴离子表面活性剂。
适用于本发明的阳离子表面活性剂可被广泛描述为具有一个包含约8 至18个碳原子的长烷基链的脂族季铵化合物的衍生物如月桂基三甲基氯化 铵;氯化十六烷基吡啶;苯扎氯铵;十六烷基三甲基溴化铵、二异丁基苯氧 乙基二甲基苄基氯化铵;椰油基烷基三甲基亚硝酸铵;氟化十六烷基吡啶等 等。在本文公开的组合物中,某些阳离子表面活性剂也可用作杀菌剂。
可用于本发明组合物中的适宜非离子表面活性剂可被广义地定义为由 环氧烷基团(本身亲水的)与本身可为脂族和/或芳族的有机疏水化合物缩 合而生成的化合物。适宜非离子表面活性剂的示例包括泊洛沙姆;脱水山 梨糖醇衍生物如二异硬脂酸脱水山梨糖醇酯;氢化蓖麻油的环氧乙烷缩合 物如PEG-30氢化蓖麻油;脂肪醇或烷基酚的环氧乙烷缩合物;由环氧乙烷 与环氧丙烷和1,2-乙二胺的反应产物缩合衍生的产物;长链叔胺氧化物; 长链叔膦氧化物;长链二烷基亚砜,以及此类材料的混合物。这些材料可 用于稳定泡沫,而不促进过度的口腔组合物粘度增加。
两性离子表面活性剂可被广泛描述为脂族季铵、鏻鎓和锍化合物的衍 生物,其中脂族基团可以为直链或支链,并且其中脂族取代基之一包含约8 至18个碳原子,并且一个脂族取代基包含阴离子水增溶性基团,例如羧 基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。
由本发明方法制得的洁齿剂可包含大于约50%的液体载体材料。通常 存在水。可商购获得的洁齿剂制备中所用的水可以是去离子的,并且不含 有机杂质。水的含量按本文所述液体洁齿剂组合物的重量计一般至少 10%,优选约20%至70%。更优选地,所述组合物包含至少约30%的水, 适于包含约30%至约50%的水。这些量的水包括加入的游离水和由其它物 质(如由山梨醇和表面活性剂溶液)引入的水。
一般来讲,液体载体还包括一种或多种湿润剂。适宜的湿润剂包括甘 油、山梨醇、和其它可食用的多元醇如含量为约15%至约50%的低分子量 聚乙二醇。为提供发泡特性和抗干之间的最佳平衡,总水与总湿润剂的比 率优选为约0.65:1至1.5:1,优选约0.85:1至1.3:1。
本文口腔组合物的粘度可受所述组合物中存在的牛顿液体粘度的影 响。这些可为纯液体如甘油或水,或溶质在溶剂中的溶液如山梨醇的水溶 液。牛顿液体对非牛顿口腔组合物粘度的贡献度将取决于牛顿液体所掺入 的量。水通常以显著量存在于口腔组合物中,并且在25摄氏度下具有约 1mPa.s的牛顿粘度。湿润剂如甘油和山梨醇溶液通常具有比水显著更高的 牛顿粘度。因此,湿润剂的总含量、水与湿润剂的比率、和湿润剂的选择 对确定口腔组合物的高剪切速率粘度而言是关键性的。
可使用常见的湿润剂如山梨醇、甘油、聚乙二醇、丙二醇、以及它们 的混合物,但是所用具体含量和比率将根据湿润剂的选择而不同。可使用 山梨醇,但是由于其较高的牛顿粘度,通常不能以按所述组合物的重量计 高于45%的含量掺入,因为它显著有助于口腔组合物的高剪切速率粘度。 相反,丙二醇可以更高含量使用,因为它具有比山梨醇低的牛顿粘度,从 而不大幅促进口腔组合物的高剪切速率粘度。甘油具有介于山梨醇和聚乙 二醇之间的中间牛顿粘度。
乙醇也可存在于口腔组合物中。这些量按所述总组合物的重量计可在 0.5至5%,任选1.5至3.5%的范围内。乙醇可为可用的溶剂,并且还可用 于增强调味剂的影响,然而在该后一方面,通常仅使用低含量。也可使用 非乙醇溶剂如丙二醇。也可用于本文的是低分子量聚乙二醇。
本文口腔组合物将通常包含多种其它组分,如研磨剂、氟化物离子 源、螯合剂、抗微生物剂、流变改性剂、硅油和其它辅助剂如防腐剂和着 色剂。
由本发明方法制得的洁齿剂可包含牙齿研磨剂。研磨剂用于抛光牙 齿,移除表面沉积物,或二者。设想可用于本文的磨料可以是任何不会过 度磨损牙质的物质。适宜的研磨剂包括不溶性磷酸盐磨光剂,如磷酸二 钙、磷酸三钙、焦磷酸钙、β-相焦磷酸钙、二水合磷酸二钙、无水磷酸 钙、不溶性偏磷酸钠等。还适宜的是白垩型研磨剂,如碳酸钙和碳酸镁、 二氧化硅(包括干凝胶、水凝胶、气凝胶和沉淀)、氧化铝及其氢氧化物 (如α-氢氧化铝)、硅铝酸盐(如煅烧硅酸铝和硅酸铝)、硅酸镁和硅酸 锆(如三硅酸镁)以及热固性聚合树脂(如脲和甲醛的颗粒状缩合产 物)、聚甲基丙烯酸甲酯、粉末状聚乙烯等,如美国专利3,070,510中所公 开的。还可使用研磨剂的混合物。研磨剂抛光材料一般具有约0.1至约30μm,优选约1至15μm的平均粒度。
本文所述口腔组合物可具有约70至约200,约70至约140,或约80至 约125的放射性牙质磨损(“RDA”)值。RDA值根据由Hefferen在 “Journal of Dental Research”(1976年七月-八月)第563-573页中所述以及 Wason在美国专利4,340,583、4,420,312和4,421,527中所述的方法测定。
非研磨剂材料如多磷酸盐也可贡献RDA值。然后可在不存在这些材料 情况下测量研磨剂的RDA值。在本发明组合物中,以5%负载使用时,研 磨剂自身优选具有约70至约140,或约80至约125的RDA值。
多种类型的二氧化硅牙齿研磨剂可提供杰出的牙齿清洁和抛光性能, 而不会过度地磨损牙釉或牙质。所述二氧化硅研磨剂可以是沉淀二氧化硅 或硅胶,如1970年3月2日公布的Pader等人的美国专利3,538,230,和 1975年6月21日公布的DiGiulio的美国专利3,862,307中所述的二氧化硅 干凝胶,例如以商品名“Syloid”由W.R.Grace&Company的Davison化 学分部市售的二氧化硅干凝胶。适宜的沉淀二氧化硅包括以商品名SorbosilAC 43和AC 33由INEOS市售的那些。可使用具有30g/100g至100g/100g 二氧化硅的油吸收度的二氧化硅。已发现,具有低油吸收水平的二氧化硅 是较低结构化的,并因此不将口腔组合物的粘度增加至与较高度结构化, 从而具有较高油吸收水平的那些二氧化硅相同的程度。如本文所用,通过 测定二氧化硅在25摄氏度下可吸收的亚麻籽油的最大量,测量油吸收度。
适宜研磨剂的含量按所述总组合物的重量计可为约0%至约20%,在某 些实施方案中小于10%,如1%至10%。在某些实施方案中,可使用按所述 总组合物的重量计3%至5%的研磨剂含量。
为防龋保护,口腔组合物中一般存在氟离子源。氟化物源包括氟化 钠、氟化钾、氟化钙、氟化亚锡、一氟磷酸亚锡和一氟磷酸钠。适宜的量 提供按所述液体洁齿剂的重量计25至2500ppm的可用氟离子。
另一种任选试剂为螯合剂,具有作为抗牙结石剂的价值。适宜的螯合 剂包括有机酸和它们的盐,如酒石酸及其可药用的盐、柠檬酸和柠檬酸碱 金属盐、以及它们的混合物。螯合剂能络合存在于细菌细胞壁中的钙。螯 合剂也可通过从钙桥中除去钙而破坏牙斑,所述钙桥有助于保持该生物质 完整。然而,可使用对钙具有过高亲和力,造成牙齿脱矿质的螯合剂。在 某些实施方案中,所述螯合剂具有约101至105的钙结合常数以提供减少 牙斑和结石形成的改善的清洁作用。可用于本发明制剂中的螯合剂的量为 约0.1%至约2.5%,约0.5%至约2.5%,或约1.0%至约2.5%。酒石酸盐螯 合剂可单独使用或与其它任选螯合剂组合使用。
尤其适用作本发明中螯合剂的另一类试剂是可用作抗牙结石剂的水溶 性多磷酸盐、聚膦酸盐和焦磷酸盐。本发明组合物中所用的焦磷酸盐可以 是任何焦磷酸碱金属盐。可用于本发明组合物中的有效量的焦磷酸盐一般 足以提供至少1.0%的焦磷酸根离子,或约1.5%至约6%的此类离子。焦磷 酸盐更详细地描述于Kirk&Othmer的“Encyclopedia ofChemical Technology”第二版第15卷中(Interscience Publishers,1968)。
可使用水溶性多磷酸盐如三聚磷酸钠、三聚磷酸钾和六偏磷酸钠。此 类型的其它长链抗牙结石剂描述于WO98/22079中。还优选水溶性二膦酸 盐。适宜的可溶性二膦酸盐包括乙烷-1-羟基-1,1-二膦酸盐(EHDP)和氮杂- 环庚烷-二膦酸盐(AHP)。三聚磷酸盐和二膦酸盐是尤其有效的,因为它 们提供抗牙垢活性和去污活性,而不及低水溶性化学去污剂那样增加粘度, 并且在水解方面是稳定的。可溶的多磷酸盐和二膦酸盐有利地作为脱色活性物质。不受理论的束缚,据信这些成分通过使染污薄膜从牙齿釉质表面上解 吸来移除污渍。水溶性多磷酸盐和二膦酸盐的适宜含量按所述口腔组合物的 重量计为约0.1%至约10%,约1%至约5%,或约1.5%至约3%。
还适用于本发明的其它可能类的螯合剂是阴离子聚合的聚羧酸酯。此 类材料是本领域众所周知的,它们以其游离酸或部分中和或优选完全中和 的水溶性碱金属(例如钾,并且优选钠)盐或铵盐的形式应用。其它聚合 的聚羧酸盐公开于美国专利4,138,477和美国专利4,183,914中,并且包括 马来酸酐与苯乙烯、异丁烯或乙基乙烯基醚的共聚物;聚丙烯酸、聚衣康 酸和聚马来酸;和以商品名Uniroyal ND-2获得的MW低达1,000的磺基丙烯酸低聚物。
抗微生物剂也可用于本发明。可使用多种抗微生物剂,包括亚锡盐如 焦磷酸亚锡和葡糖酸亚锡;锌盐如乳酸锌和柠檬酸锌;铜盐如甘氨酸亚 铜;季铵盐如氯化十六烷基吡啶和氯化十四烷基乙基吡啶;联双胍盐;以 及非离子抗微生物剂如三氯生。某些调味油如百里酚也可具有抗微生物活 性。此类试剂公开于美国专利2,946,725和美国专利4,051,234中。还可用 的是亚氯酸钠,描述于WO 99/43290中。
如果存在抗微生物剂的话,其通常以约0.01%至约10%的包含在内。 可使亚锡和阳离子抗微生物剂的含量保持小于5%,或小于1%,以避免牙 齿变色问题。
在某些实施方案中,抗微生物剂是非阳离子抗微生物剂,如美国专利 5,037,637中所述的那些。尤其有效的抗微生物剂是2',4,4'-三氯-2-羟基二苯 醚(三氯生)。
本发明组合物中的任选成分为硅油。硅油可用作牙斑阻挡层,如WO 96/19191中所公开的。适宜的硅油种类包括但不限于聚二甲基硅氧烷、聚 二甲基硅氧烷醇、聚二甲基硅氧烷共聚多元醇和氨基烷基硅氧烷。硅油通 常以约0.1重量%至约15重量%,约0.5重量%至约5重量%,或约0.5重 量%至约3重量%的含量存在。
甜味剂如糖精钠、环己氨基磺酸钠、丁磺氨钾、天冬甜素、蔗糖等可 以约0.1至5重量%的含量包含在内。也可掺入其它添加剂,包括调味剂、 防腐剂、遮光剂和着色剂。典型的着色剂为D&C黄10号、FD&C蓝1 号、FD&C红40号、D&C红33号、以及它们的组合。着色剂的含量可在 0.0001至0.1%的范围内。
实施方案
为采用后期流变改性剂加入测定粘度产生速率,制备若干牙膏制剂, 参见下表2。
表2
采用本发明的后期流变改性剂加入和根据下文详述和上文所述方法测 定的水合率,制备每种样品(高山梨醇含量样品、高含水量样品、低含水 量样品)。以描述体系粘度与短处理时间关系的方式,测量水合率。测量 产品粘度是常见的流体处理操作。流变改性剂的后期加入使得相对时间对 粘度的影响对于理解是关键性的,并且它要求按批料处理中的时间尺度进 行理解,这在过去是被忽视的。
设备
用于制备样品预混物的测试混合容器具有38.3mm的内径,42mm的外 径,65mm的容器高度,和两个注入口,所述注入口具有5mm直径,间隔 30mm,并且位于距容器底部35mm处。用于在测试混合容器中混合预混物 的混合叶轮具有32.5mm的叶片直径,13mm的叶片宽度,并且混合叶轮轴 的长度为55mm。流变仪为配备有定制珀尔帖基容器托架的TAInstruments ARG2受控应力流变仪(TA Instruments,New Castle,DE)。
方法
对于每种样品,以表2中所示的量将预混物组分加入测试混合容器 中。在离线容器中混合后期加入的预混物1和2组分,直至目视混合并且 不含团块,以后期加入预混物。将测试混合容器安装在基座托架上,并且 将混合叶轮在测试混合容器中对齐,并且降低到测试混合容器室中,具有 5.5mm间隙。将流变仪设为25℃。就具有25s-1剪切速率设定点的流峰曲 线而言,设置流变仪测试参数,并且在10分钟内收集数据,每秒1个数据 点。使混合叶轮保持在适当的位置,启动TA Rheology Advantage程序 (TA Instruments,NewCastle,DE),并且在5秒点处,使用5mL或 10mL注射器,在短于三秒内经由两个注入口,注射后期加入预混物1和 2。使用流变仪,测量粘度、剪切应力、剪切速率和温度。使用流变仪和Metzner Otto关系,将剪切速率调节至64s-1。在υ0处使用注射后期加入预 混物1和2之前的粘度数据,在υ10s处使用加入后期加入预混物1和2后 10秒的粘度数据,并且在υ30s处使用加入后期加入预混物1和2后30秒 的粘度数据等。使用下式确定每种样品的水合率:
μ30s–加入后期加入预混物1和2后30秒测定的粘度(Pa.s)
μ10s–加入后期加入预混物1和2后10秒测定的粘度(Pa.s)
μ0–流变改性剂加入前测得的体系粘度(Pa.s)
表3
表3示出由上文方法产生的样品的水合率数据。所述数据支持,具有 广泛水合率范围的个人护理组合物可用该后期流变特性方法制得,由此在 离开工艺设备后构建大部分流变特性。通过在工艺中具有较短平均停留时 间(约60秒)和上述范围内的水合率,可实现工艺效率如不同批料之间停 机时间缩短。
一般来讲,水合率数据可分成高含水量、高山梨醇含量和低含水量制 剂。测试可清楚地显示每种溶剂和流变改性剂体系如何在短时间尺度上相 互作用而导致粘度变化。该水合率(粘度增加)显著影响工艺体系的效率 和功率要求。就快速水合体系而言,需要使工艺体系内的时间最少化,以 改善效率。理论上,如果体系水合过慢,则产品在使用时将不达到消费者 可接受的粘度。
应当了解,本文所公开的量纲和值不旨在严格限于所引用的精确数 值。相反,除非另外指明,否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕 该值功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约 40mm”。
除非明确排除或限制,将本文引用的每篇文献,包括任何交叉引用或 相关专利或专利申请,全文以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对 其作为与本发明任何公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可,或 不是对其自身或与任何其它参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或 公开了此发明任何方面的认可。此外,当本发明中术语的任何含义或定义 与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从 在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案,但是对于本领域 的技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的实质和范围的情况下可 做出各种其它改变和变型。因此,本文旨在所附权利要求中涵盖属于本发 明范围内的所有此类改变和变型。

Claims (10)

1.一种制备个人护理组合物的方法,所述方法包括:
a) 在混合槽中形成预混物,所述预混物具有比包装的个人护理组合物更低的粘度并且具有至少10%重量的水;
b) 将所述预混物从所述混合槽转移,其中所述转移通过高能分配装置完成;
c) 将流变改性剂加入所述预混物中;
d) 使所述预混物脱气,其中脱气通过在线脱气装置完成;以及
e) 对所述预混物进行包装以制备个人护理组合物,
其中放置在线脱气装置,使得高能分配装置与在线脱气装置之间的压降低于高能分配装置的泵压头。
2.根据权利要求1所述的方法,其中当所述预混物从所述混合槽转移时,它具有0.1 1/s至60 1/s的30秒水合率。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述高能分配装置与在线脱气装置之间的所述预混物的粘度为在10s-1下测量的介于0.01Pa.s和1,000Pa.s之间。
4.根据权利要求1或3所述的方法,其中所述在线脱气装置使所述预混物的空气含量降低至按所述预混物的体积计0.01%或更低。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述流变改性剂以按所述预混物的重量计0.1%至10%的量加入。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述流变改性剂为黄原胶、羧甲基纤维素、角叉菜胶、卡波姆、羟乙基纤维素、瓜尔胶、或增稠二氧化硅中的至少一种。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述转移的预混物的粘度低于150Pa.s。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中在脱气后,将表面活性剂加入所述预混物中。
9.根据权利要求8所述的方法,其中表面活性剂含量为按所述预混物的重量计0.1%至15%。
10.根据权利要求8所述的方法,其中表面活性剂为阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、或阳离子表面活性剂中的至少一种。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6367343B2 (ja) 2013-10-28 2018-08-01 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー レオロジー変性剤の後期添加
US10731108B2 (en) * 2017-12-01 2020-08-04 The Procter & Gamble Cincinnati Processes of making liquid detergent compositions that include zwitterionic surfactant
CN110657349B (zh) * 2019-10-08 2020-04-28 山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 一种矿山尾矿膏体料浆环管测试系统及系统运行方法
CN111072993A (zh) * 2019-12-18 2020-04-28 智核环保科技股份有限公司 一种瓜尔胶溶液的制备方法
CN111087624A (zh) * 2019-12-18 2020-05-01 智核环保科技股份有限公司 一种控制瓜尔胶溶液黏度的方法
CA3138558C (en) 2020-11-16 2024-01-30 Church & Dwight Co., Inc. Teeth cleaning composition comprising banana extract

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2751328A (en) * 1951-10-02 1956-06-19 Procter & Gamble Toothpaste process
US5176899A (en) * 1991-11-25 1993-01-05 Montgomery Robert E Antimicrobial dentifrice
CN1083700A (zh) * 1992-03-27 1994-03-16 科尔加特·帕尔莫利弗公司 制造非牛顿型膏、霜状制品的连续方法
US6149894A (en) * 1999-05-14 2000-11-21 Colgate Palmolive Company Method for the manufacture of toothpaste

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2946725A (en) 1957-03-25 1960-07-26 Procter & Gamble Dentifrice compositions
US3070510A (en) 1959-11-03 1962-12-25 Procter & Gamble Dentifrice containing resinous cleaning agents
US3538230A (en) 1966-12-05 1970-11-03 Lever Brothers Ltd Oral compositions containing silica xerogels as cleaning and polishing agents
US3862307A (en) 1973-04-09 1975-01-21 Procter & Gamble Dentifrices containing a cationic therapeutic agent and improved silica abrasive
GB1476633A (en) * 1973-10-03 1977-06-16 Unilever Ltd Dentifrice composition
US4051234A (en) 1975-06-06 1977-09-27 The Procter & Gamble Company Oral compositions for plaque, caries, and calculus retardation with reduced staining tendencies
GB1544537A (en) * 1975-12-12 1979-04-19 Colgate Palmolive Co Dentifrices and materials useful as dentifrice ingredients
US4138477A (en) 1976-05-28 1979-02-06 Colgate Palmolive Company Composition to control mouth odor
US4183914A (en) 1977-12-19 1980-01-15 Abdul Gaffar Magnesium polycarboxylate complexes and anticalculus agents
US4421527A (en) 1977-12-20 1983-12-20 J. M. Huber Corporation High fluoride compatibility dentifrice abrasives and compositions
US4420312A (en) 1979-05-23 1983-12-13 J. M. Huber Corporation Method for production of high fluoride compatibility dentifrice abrasives and compositions
US4340583A (en) 1979-05-23 1982-07-20 J. M. Huber Corporation High fluoride compatibility dentifrice abrasives and compositions
US4599363A (en) * 1979-07-13 1986-07-08 Lever Brothers Company Method for wetting and dispersing powders
JPS58208209A (ja) * 1982-05-27 1983-12-03 Lion Corp 練歯磨の製造方法
US5037637A (en) 1987-01-30 1991-08-06 Colgate-Palmolive Company Antibacterial antiplaque, anticalculus oral composition
GB9425941D0 (en) 1994-12-22 1995-02-22 Procter & Gamble Oral composition
US5827505A (en) 1994-12-22 1998-10-27 The Procter & Gamble Company Oral compositions
US5939052A (en) 1996-11-21 1999-08-17 The Procter & Gamble Company Dentifrice compositions containing polyphosphate and fluoride
US5855869A (en) * 1996-12-31 1999-01-05 Rhodia Inc. Microparticulate abrasives
US6251372B1 (en) 1998-02-27 2001-06-26 The Procter & Gamble Company Oral care compositions comprising chlorite and methods
US6213166B1 (en) 2000-01-12 2001-04-10 Patrick Thibiant Apparatus and process for forming novel spiral compositions
US6692726B1 (en) * 2003-02-11 2004-02-17 Colgate Palmolive Company Enzyme containing oral composition having enhanced stability
JP4937640B2 (ja) * 2005-05-18 2012-05-23 ライオン株式会社 歯磨剤の製造方法および歯磨剤の製造装置
RU2008146197A (ru) * 2006-05-25 2010-06-27 Вм. Ригли Дж. Компани (Us) Композиция для ухода за полостью рта, обеспечивающая улучшенное удаление красителя с поверхности зубов
JP2008088145A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Lion Corp 練歯磨の製造方法
EP2551337A1 (en) * 2011-07-27 2013-01-30 The Procter & Gamble Company Process for the production of a rheology modifier containing composition
EP2819643B1 (en) * 2012-03-01 2017-10-18 The Procter and Gamble Company Sunscreen composition comprising uv composite
US20130243834A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 The Procter & Gamble Company Cross linked silicone copolmyer networks in a thickened aqueous phase
MX2014011153A (es) 2012-03-19 2014-12-10 Procter & Gamble Polimeros superabsorbentes y elastomero de silicona para usar en composiciones para el cuidado del cabello.
JP6367343B2 (ja) 2013-10-28 2018-08-01 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー レオロジー変性剤の後期添加

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2751328A (en) * 1951-10-02 1956-06-19 Procter & Gamble Toothpaste process
US5176899A (en) * 1991-11-25 1993-01-05 Montgomery Robert E Antimicrobial dentifrice
CN1083700A (zh) * 1992-03-27 1994-03-16 科尔加特·帕尔莫利弗公司 制造非牛顿型膏、霜状制品的连续方法
US6149894A (en) * 1999-05-14 2000-11-21 Colgate Palmolive Company Method for the manufacture of toothpaste

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Publication number Publication date
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