CN116547368A - 皂条组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及直接应用于织物的固体成型形式的洗衣组合物。尽管已知几种提供坚固且具有良好清洁性能同时保持所需感官性能的洗衣皂条的途径，仍需要在这种组合物具有低TFM且具有最低含量或无合成表面活性剂时提供改进的洗衣皂条组合物，其具有良好的坚固度和清洁性能，同时保持良好的使用者性能。因此，本发明的目的是提供具有较高的水含量的低TFM皂条组合物，其中在成品条组合物中保持相对高的水含量，并且该条组合物是稳定的并且适合于消费者使用。本发明人发现，通过掺入硅酸盐结构化剂、羟烷基烷基纤维素和脂肪酸皂的平衡组合，可以制备具有低皂含量和高水含量的皂条组合物，同时仍保持令人满意的条性能。低TFM洗衣皂条也提供良好的清洁性能。

Description

皂条组合物
技术领域
本发明涉及直接应用于织物的固体成型形式的皂组合物。更具体地，本发明涉及适用于织物手洗的条形式的皂组合物。
背景技术
设计用于手洗市场的洗衣洗涤剂组合物主要包括粉末、片剂或条形式的那些。设计用于洗涤织物的洗衣条被配制为提供衣物中的有效清洁、可接受的起泡特性、缓慢的磨损率、良好的硬度、耐久性和低涂污性。
洗衣条组合物可包括皂、合成洗涤剂或皂和合成洗涤剂的组合作为主要的去污表面活性剂。在一些地区中，皂基洗衣条优选用于洗涤织物。洗衣皂条组合物通常含有60重量％-80重量％的皂和约14重量％-22重量％的水和任选地少量无机盐和填料。
皂通常由作为原料的动物和植物基脂肪和油产生，其含有与其相关的相对高含量的水。在其中掺入皂作为唯一或主要表面活性剂的洗衣条通常还含有相对高含量的水。洗衣皂条中这种高水含量使得这种洗衣条柔软且难以使用。
洗衣条的消费者通常希望坚固的条以允许该条在擦洗动作中被有力地擦拭过衣服的表面，而不会从该条的表面过度地磨损材料。用于洗涤织物目的的皂条需要比用于化妆目的的那些条更坚固，以便在使用皂条的擦洗动作期间有效地从织物上除去污垢。
为了获得所需的坚固度，洗衣皂条制造商从皂原料中干燥过量的水，这是高成本的，并且通常是不希望的。当大规模制造条时，从成品洗衣条中干燥过量的水是耗时且高成本的。由于皂基洗衣组合物通常用于新兴世界经济体，因此在配制这些皂条时降低成本成为重要的考虑因素。
典型地，洗衣皂条组合物包括60重量％或更高水平的皂以提供性能、泡沫和坚固度的合适组合。皂衍生自变得越来越昂贵的甘油三酯。因此，制造商寻求在皂条中更有效地使用脂肪酸皂的方式。
特别希望的是降低这种组合物的皂含量而不改变清洁性能、坚固度和感官性能。过去已经尝试了几种不同的技术来降低洗衣皂条组合物中的皂含量。
降低总体皂含量的一种策略是增加水含量。然而，增加皂条中的水含量的尝试导致柔软且具有粘性质地的条，并且这种条组合物极难使用常规设备加工成条。通常，增加洗衣条的水含量的结果是条在储存时倾向于收缩，从而导致应力开裂。
降低皂含量的另一种可能的方式是包括填料。然而，在洗衣条组合物中使用可溶性和不溶性填料可导致几种不利影响。使用可溶性填料(例如，多元醇)倾向于不利地影响泡沫、条坚固度并增加磨损率。另一方面，使用不溶性填料倾向于增加组合物的粘度，从而导致加工困难。
当皂含量最小化时，使用合成(例如，阴离子)表面活性剂仍然是弥补皂条使用者性能和起泡的损失的另一种方式。
在WO96/35772A1(P&G,1996)中公开了一种这样的现有技术洗衣皂条，其提供了具有皂和阴离子表面活性剂的组合的条组合物以提供所需的条坚固度。
或者，具有较低皂含量的皂条可以通过在洗衣皂条中掺入结构化体系来制备。
一个这样的实例包括WO2008/071561A1(Unilever)中公开的洗衣条组合物，其公开了具有改善的坚固度的低TFM皂条。皂条组合物包括30重量％至70重量％的皂和通过将皂与硅酸钠和水溶性钙化合物混合以产生原位形成的硅酸钙而制备的结构化体系。
尽管已知几种提供具有所需坚固度、良好清洁性能而同时保持所需感官性能的洗衣皂条的途径，但仍需要提供具有高水含量的改进的洗衣皂条组合物，该高水含量在成品条组合物中保持，并且当这种组合物具有较低的皂含量及最低水平或没有合成表面活性剂时，其也具有良好的坚固度和清洁性能，同时保持良好的使用者性能。
因此，本发明的一个目的是提供一种皂条组合物，该组合物具有较低的皂含量且包含低水平的或不包含合成表面活性剂，同时保持良好的使用者性能和条坚固度。
本发明的进一步目的是提供具有增强的清洁性能的这类条。
本发明的又一个目的是提供具有较低皂含量和较高水含量的皂条组合物，其中在成品条组合物中保持相对高的水含量，并且皂条组合物保持其形状和完整性并适合消费者使用。
本发明的目的还在于提供一种用于制备具有较低皂含量和较高水含量的皂条组合物的方法。
本发明的另一目的是提供一种低TFM皂条组合物，该组合物除了可方便地挤出和可冲压外，不会损害条的完整性，并提供所需的感官性能如高发泡和低软糊。
发明内容
本发明人已经发现，通过掺入硅酸盐结构化剂和羟烷基烷基纤维素的平衡组合(其中硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物)，可以提供具有较低脂肪酸皂含量和较高水含量的皂条组合物，同时仍然保持令人满意的条性能和感官性能。皂条组合物还提供良好的清洁性能、良好的芳香递送和良好的泡沫性能。
根据第一方面，本发明公开了一种皂条组合物，其包含：
i)15重量％至60重量％的脂肪酸皂；
ii)硅酸盐结构化剂，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物；
iii)羟烷基烷基纤维素；以及
iv)33重量％至45重量％的水。
根据本发明的第二方面，公开了一种用于制备第一方面的皂条组合物的方法，包括以下步骤：
i)用碱材料中和一种或多种脂肪酸或脂肪以获得脂肪酸皂；
ii)向步骤(i)中形成的脂肪酸皂加入硅酸盐结构化剂、羟烷基烷基纤维素和水以形成面团状物质，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物；以及
iii)将得到的面团状物质转化成成型皂条组合物。
其中所述成型皂条组合物包含15重量％至60重量％的脂肪酸皂和33重量％至35重量％的水。
优选地，可通过第二方面的方法获得的皂条组合物是洗衣皂条组合物。
根据第三方面，本发明公开了羟烷基烷基纤维素、硅酸盐结构化剂和33重量％至45重量％的水在具有15重量％至60重量％脂肪酸皂的皂条组合物中用于提供改善的皂条性质的用途，其中硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
根据另一方面，本发明公开了羟烷基烷基纤维素、硅酸盐结构化剂和33重量％至45重量％的水在具有15重量％至60重量％脂肪酸皂的皂条组合物中用于提供改善的清洁性能的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
根据又一方面，本发明公开了羟烷基烷基纤维素，硅酸盐结构化剂和33重量％-45重量％的水在具有15重量％-60重量％脂肪酸皂的皂条组合物中用于提供改善的芳香性能的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
术语“条”是指呈成型固体形式的洗衣组合物。皂条为固体形式，其在制造后和在运输和储存过程中保持其形状。术语“条”还包括其它成型洗衣条组合物，例如饼形式或片剂形式。成型固体优选通过铸造途径或挤出途径，更优选挤出途径形成。
通过阅读以下详细描述和所附权利要求，这些和其它方面、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得显而易见。为了避免疑问，本发明的一个方面的任何特征可用于本发明的任何其它方面。词语“包含”是旨在表示“包括”但不一定是“由…组成”或“由…构成”。换句话说，所列出的步骤或选项不需要是穷举的。应当注意，在下面的描述中给出的实施例旨在阐明本发明，而不旨在将本发明限制于这些实施例本身。类似地，除非另外指明，否则所有百分比均为重量/重量百分比。除非在操作和比较实施例中或在另外明确指明的情况中，本说明书和权利要求书中指示材料的量或反应条件、材料的物理性质和/或用途的所有数字应理解为由词语“约”修饰。以“从x到y”的格式表示的数值范围应理解为包括x和y。当对于特定特征以“从x到y”的格式描述多个优选范围时，应理解也涵盖组合不同端点的所有范围。
具体实施方式
根据本发明的第一方面，公开了一种皂条组合物，其包含15重量％至60重量％的脂肪酸皂、硅酸盐结构化剂和33重量％至45重量％的水，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
脂肪酸皂
根据本发明的第一方面，所公开的皂条组合物包含15重量％至60重量％的脂肪酸皂。
术语脂肪酸皂表示羧基脂肪酸的盐。这一种类的化合物包括普通的碱金属皂如羧基脂肪酸的钠盐、钾盐和铵盐。皂可以通过脂肪和油的直接皂化或通过游离脂肪酸的中和来制备。特别有用的是衍生自椰子油、牛脂、鱼油、大豆油的脂肪酸混合物的钠盐和钾盐，例如牛脂钠和钾皂。通常，钠皂用于本发明的组合物中，但是皂也可以选自钾、镁或三乙醇胺皂。可用于本发明的皂是公知的具有8-22个碳原子，优选10-18个碳原子的天然或合成脂族(链烷或链烯)酸的碱金属盐。它们可以描述为具有8-22个碳原子的饱和或不饱和烃的碱金属羧酸盐。脂肪酸可以例如通过石油原料的氧化或通过费-托工艺合成地制备。
根据本发明的脂肪酸皂优选包括月桂酸皂。月桂酸皂优选包括具有8个碳原子至14个碳原子的脂肪酸皂。优选地，这些包含主要衍生自C8至C12饱和脂肪酸(即月桂酸)的皂，但可包含少量衍生自短链脂肪酸(例如C10)的皂。优选地，月桂酸皂在实践中通常衍生自坚果油如椰子油和棕榈仁油的水解。具有8个碳原子至12个碳原子的短链脂肪酸分子的月桂酸皂快速起泡。它们是脂肪酸或月桂酸油(即C8至C12棕榈仁油、椰子油)与所选的碱(Na+和/或K+)的皂化产物。月桂酸皂主要是饱和的。
脂肪酸皂还可以包括碳链长度为C14或更大的皂。长链脂肪酸皂分子优选包括具有14个碳原子至22个碳原子，更优选16至22个碳原子，进一步优选16至20个碳原子的脂肪酸皂。它们可以分类如下：
“硬脂酸类(stearics)”皂，其包括主要衍生自C16-C18饱和脂肪酸，即棕榈酸和硬脂酸，但可含有少量衍生自较长链脂肪酸(例如C20)的饱和皂的皂。硬脂酸类皂在实践中通常衍生自甘油三酯油如牛油、棕榈油和棕榈硬脂精。
“油酸类(oleics)”皂，其包括衍生自不饱和脂肪酸(主要包括油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、肉豆蔻油酸(C14:1)和棕榈油酸(C16:1))以及少量的较长链和较短链不饱和和多不饱和脂肪酸的皂。油酸类皂在实践中通常衍生自各种甘油三酯油和脂肪如牛脂、棕榈油、葵花籽油和大豆油的水解。
具有C14-C22碳原子的脂肪酸皂，更优选具有C14-C22碳原子的饱和皂不溶于水并有助于保持条的结构，但是长链脂肪酸皂不容易产生泡沫。长链脂肪酸皂分子是主要非月桂油(例如硬脂酸和油酸类)与氢氧化钠的皂化产物(通常具有钠抗衡离子)。非月桂酸意在包括在棕榈油、棕榈油硬脂精、牛脂中存在的长饱和(C16和C18)和不饱和(C18:1、C18:2、C18:3)脂肪酸。
优选地皂条组合物包括具有链长C14或更大的长链皂分子和链长C12或更小的短链皂分子的组合的脂肪酸皂。在根据本发明的皂条组合物中，优选地具有C14或更大碳原子数的长链皂分子与具有C12或更小碳原子数的短链皂分子的比率为85:15-98:2，优选该比率为80:20-98:2，更优选80:20-90:10。
优选地，根据本发明的皂条组合物包含15重量％至60重量％的脂肪酸皂。优选地皂条组合物在皂条组合物中包含至少20重量％，优选至少25重量％，更优选至少30重量％，最优选至少35重量％，但通常不超过58重量％，更优选不超过55重量％，更进一步优选不超过53重量％，还更优选不超过50重量％，最优选不超过45重量％的脂肪酸皂。优选地，根据本发明的皂条组合物包含15重量％-50重量％的脂肪酸皂，更优选20重量％-45重量％的脂肪酸皂，还更优选20重量％-40重量％的脂肪酸皂。
硅酸盐结构化剂
根据本发明的第一方面，所公开的皂条组合物包括硅酸盐结构化剂。硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。硅酸盐结构化剂优选原位形成。
硅酸盐结构化剂优选预形成或在制备皂条组合物的过程中通过原位生成而存在。优选地，硅酸盐结构化剂是碱金属硅酸盐或选自硅酸钙的碱土金属硅酸盐。优选地，进一步的硅酸盐结构化剂存在于组合物中并且选自硅酸镁、水合硅酸镁、铝硅酸钠或其组合。优选地，碱金属硅酸盐是硅酸钠或硅酸钾。更优选地，碱金属硅酸盐是硅酸钠。优选地，进一步的硅酸盐结构化剂是硅酸镁。在优选的实施方案中，硅酸盐结构化剂包括硅酸钠和作为水合硅酸镁的进一步硅酸盐结构化剂的混合物。
最优选地，硅酸盐结构化剂是硅酸钠。硅酸钠包括具有式(Na2O)xSiO2的化合物。Na2O与SiO2的重量比可以从1:1.5至1:3.8变化。具有约1:2至1:2.85的比率的硅酸钠级别称为碱性硅酸盐，并且具有1:2.85至约1:3.75的比率的称为中性硅酸盐。可得的硅酸钠形式包括偏硅酸钠(Na2SiO3)、焦硅酸钠(Na6Si2O7)和原硅酸钠(Na4SiO4)。根据本发明，优选的是使用碱性硅酸钠。特别优选的是Na2O与SiO2的比率为1:2的硅酸钠。硅酸钠通常可作为固体含量为40％至50％，余量为水的水溶液获得。优选的是皂条组合物包含基于干重的0.1重量％至20重量％，更优选2重量％至20重量％，还更优选2重量％至15重量％，进一步优选3重量％至10重量％的硅酸钠。
进一步的硅酸盐结构化剂还可以是硅酸镁，优选水合硅酸镁，其在组合物中的量优选为0重量％至10重量％，优选1重量％至5重量％，还优选1重量％至3重量％。优选地，硅酸盐结构化剂是硅酸钠和进一步的硅酸盐结构化剂(其为水合硅酸镁)的混合物。最优选地，所有的硅酸盐结构化剂是硅酸钠。
进一步的硅酸盐结构化剂还可以选自原位形成的硼硅酸盐、铝硅酸盐、硼-铝硅酸盐或其组合。硼硅酸盐结构化剂的原位生成可以如WO02/46341A2(Unilever，2002)中所述制备。可以如GB-A-209013和WO03/040283A1(Unilever，2003)中所述的制备原位生成的铝硅酸盐。
优选地，根据本发明的皂条组合物包含1重量％至20重量％的硅酸盐结构化剂。更优选地，硅酸盐结构化剂以1重量％至10重量％范围的量存在。优选地皂条组合物在该皂条组合物中包含至少2重量％，优选至少5重量％，更优选至少8重量％，最优选至少10重量％，但通常不超过25重量％，更优选不超过20重量％，更进一步优选不超过18重量％，最优选不超过15重量％的硅酸盐结构化剂。
羟烷基烷基纤维素
根据本发明第一方面的皂条组合物包括羟烷基烷基纤维素。
纤维素由β-1,4糖苷结合的D-吡喃葡萄糖重复单元组成，在本发明的上下文中称为脱水葡萄糖单元，其对于未取代的纤维素由式(I)表示
显示脱水葡萄糖单元中碳原子的编号。提及脱水葡萄糖单元中碳原子的编号以便指定共价结合于相应碳原子的醚取代基的位置。
优选地，羟烷基烷基纤维素选自羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丁基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羟甲基丁基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基丁基纤维素及其混合物。
优选地，羟烷基烷基纤维素是羟烷基甲基纤维素。在羟烷基甲基纤维素中，在脱水葡萄糖单元的2-、3-和6-位处的纤维素主链羟基的至少一部分被甲氧基和羟基烷氧基的组合取代。羟基烷氧基通常为羟基甲氧基、羟基乙氧基和/或羟基丙氧基。羟基乙氧基和/或羟基丙氧基是优选的。通常，一个或两个种类的羟基烷氧基存在于羟烷基甲基纤维素中。优选存在单一种类的羟基烷氧基。说明性的羟烷基甲基纤维素是羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟丁基甲基纤维素。最优选地，羟烷基甲基纤维素是羟丙基甲基纤维素或羟甲基甲基纤维素。在脱水葡萄糖单元的2-、3-和6-位处的纤维素主链的羟基未被除甲氧基和羟基烷氧基以外的任何基团取代。
优选地，用于本发明组合物中的羟烷基甲基纤维素在脱水葡萄糖单元的2-、3-和6-位处的羟基具有特定程度的甲氧基和羟基烷氧基的取代。
每脱水葡萄糖单元的甲氧基平均数称为甲氧基的取代度，DS。脱水葡萄糖单元的2-、3-和6-位处的羟基被羟基烷氧基取代的取代度由羟基烷氧基的摩尔取代度MS表示。MS是羟烷基甲基纤维素中每脱水葡萄糖单元的羟基烷氧基的平均摩尔数。用于本发明组合物中的羟烷基甲基纤维素具有1.6至2.7的DS和0.15至1.30的MS。
优选地，羟烷基甲基纤维素具有1.6至2.3，更优选1.70至2.20的DS。优选地，羟烷基甲基纤维素具有至少1.7，更优选至少1.8，进一步优选至少1.85且最优选1.9，但通常不超过2.2，更优选不超过2.1且最优选不超过2的DS。
优选地，羟烷基甲基纤维素具有0.18至1.20，更优选0.24至1.10的MS。优选地，羟烷基甲基纤维素具有至少，更优选至少0.2，进一步优选至少0.23且最优选0.25，但通常不超过1.2，更优选不超过1.1且最优选不超过1.0的MS。
DS的任何优选范围可以与MS的任何优选范围组合。最优选地，羟烷基甲基纤维素具有1.70至2.20的DS和0.2至1.10的MS。DS和MS的总和优选为至少2.0，更优选至少2.13，最优选至少2.14，并且优选至多3.2，更优选至多3.0，最优选至多2.9。一些优选的市售羟烷基烷基纤维素包括Methocel级如Methocel J(羟丙基摩尔取代水平0.75-1.00)，和MethocelE(MS 0.22-0.25)和K(MS 0.18-0.23)。甲基和羟丙基取代的水平可以通过ASTM D 2363-72的方法测定。优选的羟烷基烷基纤维素是具有1.92的甲氧基取代(DSM)和0.25的羟基丙氧基取代(MSHP)及4100mPa.s的粘度的羟丙基甲基纤维素，所述粘度根据ASTM D2363-79(2006年重新批准)在20℃下作为2％水溶液测量的。HPMC可作为Methocel E4M购自The DowChemical Company。
甲氧基的取代度(DS)和羟基烷氧基的摩尔取代度(MS)可以通过用碘化氢对羟烷基甲基纤维素进行Zeisel裂解并且随后进行定量气相色谱分析来测定(G.Bartelmus和R.Ketterer,Z.Anal.Chem.,286(1977)161-190)。当羟烷基甲基纤维素是羟丙基甲基纤维素时，根据美国药典(USP 35，"Hypromellose"，第3467-3469页)进行％甲氧基和％羟基丙氧基的测定。获得的值是％甲氧基和％羟基丙氧基。随后将这些转化为甲氧基取代基的取代度(DS)和羟基丙氧基取代基的摩尔取代度(MS)。在转化中已经考虑了盐的残留量。
用于本发明组合物中的羟烷基甲基纤维素优选具有3到200,000mPa·s，更优选20到200,000mPa·s，甚至更优选20到50,000mPa·s，最优选20到15,000mPa·s，并且特别地40到5,000mPa·s的粘度，如在20℃下以2重量％水溶液测量的。通过Ubbelohde粘度测量测定最高600mPa·s的粘度。使用Brookfield粘度计测定高于600mPa·s的粘度。在美国药典(USP 35，"Hypromellose"，第423-424和3467-3469页及其中引用的ASTM D-445和ISO3105)中提供了关于制备2重量％HPMC溶液以及Ubbelohde和Brookfield粘度测量条件的说明。
还优选的是羟烷基烷基纤维素是羟乙基甲基纤维素。具有羟乙基和甲基的不同取代度和不同摩尔取代度的纤维素衍生物是本领域已知的。参考以下文献，其公开内容通过引用并入本文。例如，美国专利号9,051,218(Kiesewetter等人)描述了包括羟乙基甲基纤维素(HEMC)的纤维素醚，其中甲氧基的DS在1.2至2.2的范围内，优选在1.25至2.10的范围内，或在1.4至2.0的范围内，并且羟基烷氧基的摩尔取代(例如，形成羟乙基)在0.11至1.0的范围内，在0至0.8的范围内，或在0.14至0.5的范围内。HEMC聚合物通过在两阶段反应中使用二甲醚、甲基氯、氢氧化钠和环氧乙烷的木材纤维素浆的反应来制备(美国专利号9,051,218的实施例1-4)。美国专利号9,346,712(Baumann等人)描述了具有大于0.01，0.05或更大，0.1或更大，以及0.18或更大，以及0.5或更小，0.4或更小，0.35或更小和0.33或更小的MS的HEMC。HEMC还被描述为具有大于1.65，1.70或更大，1.72或更大和1.8或更大，以及小于2.2，2.0或更小，或1.9或更小的DS。美国专利申请公开号2013/0193370(Adden等人)描述了具有1.2至2.2，1.25至2.10和1.40至2.00的DS(甲基)及0.11至1.00，0.13至0.80，0.15至0.70，0.18至0.60和0.18至0.50的MS(羟烷基，例如羟乙基)的纤维素醚。WO 2013/026657在第10和11页分别显示了示例性HEMC和羟乙基乙基纤维素(HEEC)结构。描述了在1.0至3、1.5至3和2.0至3范围内的DS值。
优选地，当使用Haake Rotovisko RV 100以2.55s-1的剪切速率在20℃的温度下测量1％水溶液的粘度时，羟乙基甲基纤维素具有7000至10000mPa.s范围的粘度，更优选7400至9500mPa.s范围的粘度。商业羟乙基甲基纤维素可以商品名WALOCELTM购自DowChemical Company。优选的HEMC是来自Dow Chemical Company的WalocelTM MW 60000 PFV。
优选地，羟烷基烷基纤维素是羟烷基甲基纤维素，优选地羟烷基甲基纤维素选自羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素及其混合物。优选地，根据本发明的皂条组合物包含0.1重量％至5重量％的羟烷基烷基纤维素，优选0.1重量％至5重量％的羟烷基甲基纤维素。优选地皂条组合物在该皂条组合物中包含至少0.2重量％，优选至少0.25重量％，更优选至少0.3重量％，最优选至少0.5重量％，但通常不超过3.5重量％，更优选不超过2重量％，更优选不超过1.5重量％，最优选不超过1重量％的羟烷基烷基纤维素。
水
根据第一方面，所公开的皂条组合物包含33重量％至45重量％，优选34重量％至45重量％，还优选35重量％至45重量％，进一步优选36重量％至45重量％的水。本发明的皂条组合物能够稳定地保留33重量％至45重量％范围，更优选至少34重量％，进一步优选至少35重量％，还更优选至少36重量％，进一步优选至少37重量％的高水量，但洗衣皂条组合物中水的量优选不大于40重量％，优选不大于39重量％，更优选不大于38重量％，最优选不大于35重量％。
上述的优选水含量水平是指新制备的洗衣皂条，其中在8小时内测量水含量。该量被指定为新制备的洗衣皂条组合物的“初始水水平”或“初始水含量”，并且也被称为组合物的“标称水含量”或“标称水水平”。在室温(约25℃)下存在于条中的水包括“游离”水和结合的结晶水。
众所周知，皂条在储存期间发生干燥，即当相对湿度低于与皂条组合物平衡的水的部分蒸气压时，水从条中蒸发，并取决于水从皂条扩散的速率。因此，根据条如何储存(包装纸的类型、温度、湿度、空气循环等)，取样时条的实际水含量可与制造后即刻条的标称水含量不同。
此外，当皂条组合物中的脂肪酸皂含量为40重量％-55重量％时，组合物中的水含量优选在组合物重量的33-40重量％的范围内。这样的组合物优选用于洗衣清洁应用中使用的皂条组合物。
任选的成分
洗衣皂条组合物：
除了上述组分之外，本发明的洗衣皂条组合物还可以含有多种多样的任选成分。这些任选的成分包括但不限于合成表面活性剂、水溶性填料、水不溶性填料、有机和无机辅助材料、碱性材料、加工助剂、少量添加剂、染料、电解质、螯合剂。
合成表面活性剂：
任选地，本发明的洗衣皂条组合物包含合成表面活性剂。优选地合成表面活性剂是非皂阴离子表面活性剂，包括但不限于高级烷基芳基磺酸碱金属和碱土金属盐表面活性剂、高级烷基硫酸盐表面活性剂、高级脂肪酸单甘油酯硫酸盐表面活性剂或其混合物。温和合成表面活性剂的实例包括烷基甘油醚磺酸盐(AGS)、阴离子酰基肌氨酸盐、甲基酰基牛磺酸盐、N-酰基谷氨酸盐、烷基葡糖苷、酰基羟乙基磺酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸酯、乙氧基化烷基磷酸酯、乙氧基化烷基醇、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、甲基葡萄糖酯、蛋白质浓缩物、烷基醚硫酸盐和烷基氧化胺的混合物、甜菜碱、磺基甜菜碱及其混合物。合成表面活性剂中包括具有约1至约12个乙氧基的烷基醚硫酸盐，特别是月桂基醚硫酸铵和钠。这些表面活性剂的烷基链长为约C8-C22，优选C10-C18。这些合成表面活性剂的烷基部分通常衍生自与脂肪酸皂相同的天然脂肪酸源。
本发明的组合物包含小于5重量％，优选小于3重量％，还优选小于1重量％，还更优选小于0.1重量％的合成表面活性剂。优选地，本发明的组合物基本上不含合成表面活性剂。“基本上不含”是指在本发明的皂条组合物中没有故意加入的合成表面活性剂。优选地本发明的组合物包含小于5重量％，优选小于1重量％的非皂阴离子表面活性剂，最优选皂条组合物基本上不含非皂阴离子表面活性剂。“基本上不含”是指在本发明的皂条组合物中没有故意加入的非皂阴离子表面活性剂。
可溶性填料：
任选地，本发明的组合物包含可溶性填料。可溶性填料由多羟基醇(也称为多元醇)或多元醇的混合物组成。多元醇是本文中用于表示具有多个羟基(至少两个，优选至少三个)的化合物的术语，其在水中是高度水溶性的，优选是易溶的。许多类型的多元醇是可用的，包括但不限于相对低分子量的短链多羟基化合物如甘油和丙二醇；糖如山梨醇、甘露醇、蔗糖和葡萄糖；改性碳水化合物如水解淀粉、糊精和麦芽糖糊精，以及聚合的合成多元醇如聚亚烷基二醇，例如聚氧乙烯二醇(PEG)和聚氧丙烯二醇(PPG)。特别优选的多元醇是甘油、山梨醇、甘露醇及其混合物。最优选的多元醇是甘油。优选地，本发明的皂条组合物包含按所述组合物的重量计0重量％至8重量％，优选地0.5重量％至7.5重量％，还优选地1重量％至7重量％，最优选地小于6重量％的可溶性填料。优选地皂条组合物包含0.5-5重量％的多元醇，优选甘油。
有机和无机辅助材料：
有机辅助材料的非限制性实例可包括合适的淀粉质材料，如天然淀粉(来自玉米、小麦、稻、马铃薯、木薯等)、预胶化淀粉、各种物理和化学改性淀粉及其混合物。术语天然淀粉是指未经化学或物理改性的淀粉，也称为生淀粉或天然淀粉。有机辅助材料也可以是包括不溶性多糖如交联或不溶的淀粉和纤维素、合成聚合物或其混合物的颗粒状材料。本发明的组合物包含小于5重量％，优选小于3重量％，还优选小于1重量％，还更优选小于0.1重量％的有机辅助材料。优选地，本发明的组合物基本上不含水溶性有机辅助材料。“基本上不含”是指在本发明的皂条组合物中没有故意添加的有机辅助材料。
无机辅助材料的非限制性实例包括颗粒状沸石、方解石、白云石、长石、二氧化硅、其它碳酸盐、碳酸氢盐和滑石。最优选的是碳酸钙(如方解石)、高岭土、二氧化硅、滑石。滑石是硅酸镁矿物质，具有片状硅酸盐结构和组成Mg3Si4(OH)22，并且可以水合形式获得。其它任选的不溶性无机颗粒状辅助材料的实例包括铝酸盐、磷酸盐、不溶性硫酸盐、硼酸盐、碳酸钠、碳酸钙、硫酸镁、粘土及其组合。
本发明的组合物包含以洗衣皂条组合物的重量计0重量％-12重量％的无机辅助材料，优选2重量％-10重量％的无机辅助材料。
碱性材料：
用于中和一种或多种脂肪酸以形成脂肪酸皂的碱性材料可以选自硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物、碱性含铝化合物如铝酸盐磷酸盐及其混合物。优选所用碱性物质的量至少等于中和皂活性物质的前体所需的化学计量的量。为了本发明的目的，用于中和洗涤剂活性物质的特别优选的碱性材料是硅酸钠、氢氧化钠、铝酸钠、碳酸钠。
本发明的组合物优选包括硅酸盐化合物。硅酸盐化合物优选为碱金属硅酸盐或碱土金属硅酸盐。优选地，碱金属硅酸盐是硅酸钠或硅酸钾。优选地碱土金属硅酸盐是硅酸钙或硅酸镁。最优选地，硅酸盐化合物是硅酸钠、硅酸镁或硅酸钙。最优选地，硅酸盐化合物是硅酸钠。硅酸钠包括具有式(Na2O)xSiO2的化合物。Na2O与SiO2的重量比可以为1:1.5-1:3.8。具有约1:2至1:2.85的比率的硅酸钠级别称为碱性硅酸盐，并且具有1:2.85至约1:3.75的比率的级别称为中性硅酸盐。可用的硅酸钠形式包括偏硅酸钠(Na2SiO3)、焦硅酸钠(Na6Si2O7)和原硅酸钠(Na4SiO4)。根据本发明，优选的是使用碱性硅酸钠。特别优选的是比率为1.2的碱性硅酸钠。优选的是皂条包含基于干重的0.01重量％-8重量％，优选3重量％-6重量％的硅酸钠。
硅酸盐化合物还可以是硅酸镁，优选水合硅酸镁，在组合物中的量优选为0重量％至10重量％，优选2.5重量％至5重量％。
少量添加剂：
可包括在本发明皂条组合物中的任选的少量添加剂的非限制性实例包括着色剂、防腐剂、香料、其它聚合物，其在组合物中以至多10重量％掺入。香料可以任选地以组合物的约0.1重量％至1.5重量％的水平存在。可使用本领域技术人员已知的任何香料，且不限于香料油、包封的香料油。
电解质：
任选地，本发明的组合物包括电解质。根据本发明的电解质包括在水中基本上解离成离子的化合物。根据本发明的电解质不是离子型表面活性剂。适合包含在皂制备方法中的电解质是碱金属盐。包含在本发明组合物中的优选的碱金属盐包括硫酸钠、氯化钠、乙酸钠、柠檬酸钠、氯化钾、硫酸钾、碳酸钠和碱土金属的其它单盐或二盐或三盐，更优选的电解质是氯化钠、硫酸钠、柠檬酸钠、氯化钾，特别优选的电解质是碳酸钠、氯化钠、柠檬酸钠或硫酸钠，或其组合。为了避免疑问，应澄清的是电解质是非皂材料。本发明的组合物包含按所述组合物的重量计0.5％重量至5％重量，优选0.5％重量至3％重量，更优选1％重量至2.5％重量的电解质。更优选地，本发明的组合物具有小于4.2重量％的电解质，还优选小于3重量％，进一步优选小于2重量％的电解质，优选地其中电解质不是氯化钠、柠檬酸钠或其混合物。最优选地，本发明的组合物不需要任何电解质。
螯合剂：
任选地，本发明的组合物包含螯合剂。螯合剂可选自但不限于乙二胺四乙酸(EDTA)、亚乙基羟基二膦酸(EHDP)或其混合物。螯合剂优选以0.01重量％至1重量％范围的量存在。非磷酸盐螯合剂如甲基甘氨酸二乙酸及其盐也是优选的。
根据本发明的皂条组合物可优选包含小于0.4重量％，更优选小于0.3重量％的羧甲基纤维素，最优选根据本发明的组合物包含0重量％的羧甲基纤维素及其盐。
根据本发明的皂条组合物可以优选包括小于0.5重量％的丙烯酸聚合物，更优选小于0.4重量％的丙烯酸聚合物，进一步优选小于0.2重量％，更优选小于0.1重量％的结构化剂如丙烯酸聚合物。最优选地，组合物包含0重量％的丙烯酸聚合物或其共聚物。
个人洗涤皂条组合物：
根据本发明的皂条组合物可以是个人洗涤皂条组合物。除了上述公开的任选成分之外，用于个人洗涤皂条组合物的组合物可包含遮光剂，当存在遮光剂时，条形式的皂组合物通常是不透明的。遮光剂的实例包括二氧化钛、氧化锌等。当需要不透明皂组合物时可以使用的特别优选的遮光剂是乙二醇单硬脂酸盐或二硬脂酸盐，例如以月桂基醚硫酸钠的20％溶液的形式。可选的遮光剂是硬脂酸锌。
优选的本发明的个人洗涤皂组合物的pH为8至11，更优选9至11。
优选的组合物可另外包含至多30重量％的有益剂。优选的有益剂包括保湿剂、润肤剂、防晒剂、美白剂和抗老化化合物。该有益剂可以在制备条的过程的适当步骤中加入。一些有益剂可以作为宏域(macro domain)引入。
皂条组合物
根据本发明的皂条组合物是具有高水含量的低TFM皂条组合物。皂条组合物在储存过程中保持皂条中的高水含量，并提供优异的手感、硬度、清洁和起泡性能。优选地，本发明的皂条组合物通过任何常规方法以条的形式制备，其包括框架冷却(frame cooling)方法(也称为铸条途径)或研磨和压条途径(也称为挤出途径)。优选地，该组合物是具有高水含量的挤出皂条组合物，其仍然易于挤出和冲压。优选地皂条组合物是洗衣皂条组合物。
pH：
当使用去离子水中的10重量％溶液在25℃下测量时，根据本发明的皂条组合物具有9至13，优选地9至11，更优选地9.5至10.5的pH。
总脂肪物质：
术语“总脂肪物质”或TFM用于表示存在于皂中的脂肪酸和甘油三酯残基(不考虑伴随的阳离子)的重量百分比。根据本发明的皂条组合物的TFM在15％-60％的范围内，更优选TFM在30％-60％，进一步优选40％-60％，还优选40％-55％的范围内。
形状：
根据本发明的洗衣皂条组合物可以采用任何形状。根据本发明的条具有低的水损失速率，这意味着条在冲压时和在储存和使用时通常具有优异的保水性和相对低的收缩量。
硬度：
本发明的洗衣皂条组合物具有表示为使探针移动预定距离所需的Kg力的硬度。硬度通过Taxtmeter测量。将待测量其硬度的条置于测试平台上。然后将测量仪器的探针靠近条组合物的表面放置而不与其接触。接着启动仪器，并测量达到预设目标距离所需的力并记录观察结果。优选地，在约10至40的目标穿透距离下，仪器读数为1300至3000力(RT)，单位为Kg。
密度：
根据本发明的洗衣皂条组合物的密度范围为0.8-1.3克/立方米，优选1.01-1.15克/立方米。本发明的一个显著优点是与具有较高脂肪酸皂量的常规洗衣皂条组合物相比，它允许掺入水而不显著影响条密度。
碘值：
优选的是根据本发明的洗衣皂组合物包括碘值在30-70，更优选30-60，最优选35-45范围内的皂。本发明组合物的碘值通过Wijs 20 Method,The American Oil Chemists'Society(AOCS)Official Method Cd 1-25,1988修订测量。
碘值是油的不饱和度的量度。碘值，也称为碘数，是油、脂肪或蜡的不饱和度的量度，即100克油、脂肪或蜡吸收的以克计的碘量。饱和油、脂肪和蜡不吸收碘；因此，它们的碘值为零；但不饱和油、脂肪和蜡吸收碘。越多的碘被粘附，则碘值越高。
制备皂条组合物的方法
根据本发明的第二方面，公开了一种用于制备第一方面的皂条组合物的方法，其包括以下步骤：
i)用碱性材料中和一种或多种脂肪酸或脂肪以获得脂肪酸皂；
ii)向步骤(i)中形成的脂肪酸皂加入硅酸盐结构化剂、羟烷基烷基纤维素和水以形成面团状物质，其中硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物；
iii)将所得的面团状物质转化成成型的洗衣皂条组合物。
其中所述成型的皂条组合物包含15重量％至60重量％的脂肪酸皂和33重量％至45重量％的水。
根据另一方面，公开了可通过包括以下步骤的方法获得的皂条组合物：
i)用碱性材料中和一种或多种脂肪酸或脂肪以获得脂肪酸皂；
ii)向步骤(i)中形成的脂肪酸皂加入硅酸盐结构化剂、羟烷基烷基纤维素和水以形成面团状物质，其中硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物；
iii)将所得的面团状物质转化成成型的洗衣皂条组合物。
其中成型的皂条组合物包含15重量％至60重量％的脂肪酸皂和33重量％至45重量％的水。
根据本发明的皂条组合物可以通过本领域技术人员已知的任何方法以商业规模生产。优选地，本发明的皂条组合物使用挤出途径制备。优选使用西格马混合器方法(后加料途径)或螺旋搅拌机/Mazzonni/喷雾干燥器方法。
中和脂肪酸或脂肪以形成脂肪酸皂：
用于中和的脂肪酸可以是单一类型的脂肪酸或脂肪酸的混合物。优选地，脂肪酸是不同脂肪酸的混合物。使用的脂肪是提供所需量的短链脂肪分子和长链脂肪分子的组合。在本发明的上下文中，术语脂肪还包括油。中和步骤通过使用优选选自硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物、碱性含铝材料如铝酸盐、磷酸盐或其混合物的碱性材料以形成脂肪酸皂来实现，优选地碱性材料是氢氧化物或硅酸盐。还优选地用于中和的碱性材料是氢氧化钠或氢氧化钾。
加入硅酸盐结构化剂：
硅酸盐结构化剂可以预形成或原位产生。更优选地，本发明涉及制备根据本发明的皂条组合物的方法，其包括在皂化步骤(步骤i)之前或之后原位产生硅酸盐结构化剂的步骤。当硅酸盐结构化剂是硅酸钙时，它优选通过将微水溶性钙化合物与碱金属硅酸盐混合以形成硅酸钙而原位产生。碱金属硅酸盐优选为硅酸钠。微水溶性钙化合物在25℃的温度下具有小于2g/升的水溶解度。钙源优选选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氯化钙、硫酸钙及其组合，更优选钙化合物是氢氧化钙、硫酸钙或其混合物。优选地，微水溶性钙化合物选自氢氧化钙或硫酸钙，最优选氢氧化钙。优选地，皂条组合物可通过包括添加硅酸盐结构化剂的步骤的方法获得，其中硅酸盐结构化剂是硅酸钙，并且其中硅酸钙通过将微水溶性钙化合物与碱金属硅酸盐混合以形成硅酸钙而产生。碱金属硅酸盐优选为硅酸钠。
当进一步的硅酸盐结构化剂是硅酸镁时，其优选通过将镁源与碱金属硅酸盐混合以形成硅酸镁而原位产生。碱金属硅酸盐优选为硅酸钠。微水溶性镁化合物在25℃的温度下具有小于2克/升的水溶解度。镁源优选选自氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氯化镁、硫酸镁及其组合。优选地，镁化合物是硫酸镁。根据优选的方法，本发明涉及添加进一步的硅酸盐结构化剂的步骤，其中进一步的硅酸盐结构化剂为硅酸镁，并且其中硅酸镁通过将镁源与碱金属硅酸盐混合以形成硅酸镁来产生。
硅酸盐结构化剂可以是硅酸铝或铝硅酸钠。优选地，铝硅酸盐结构化剂的原位产生是通过使选自(a)可溶性铝盐和硅酸盐或(b)铝酸钠和碱金属硅酸盐的前体材料反应。其优选使用单体铝源与硅酸根阴离子缩合原位产生。优选的单体铝源是硫酸铝，并且硅酸盐结构化剂的产生是通过使硫酸铝和碱性硅酸钠反应以在制剂中形成铝硅酸钠。铝硅酸盐结构化剂优选以皂条组合物重量的0.5重量％-10重量％范围的量存在。根据优选的方法，本发明包括加入进一步的硅酸盐结构化剂的步骤，其中进一步的硅酸盐结构化剂是硅酸铝或铝硅酸钠，且其中硅酸铝或铝硅酸钠通过(a)使可溶性铝盐与硅酸盐反应或(b)使铝酸钠与碱金属硅酸盐反应而产生。
螺旋搅拌机方法：
步骤(i)：这是用于制备洗衣皂条组合物的公知方法之一。在用于制备皂条组合物的螺旋搅拌机方法中，首先将含有脂肪酸或脂肪的混合物置于维持在50℃至90℃的温度下的螺旋搅拌机中。所用的油可以选自蒸馏的脂肪酸或中性油。接下来，以实现油/脂肪的完全皂化所需的量加入碱，优选氢氧化钠或氢氧化钾。螺旋搅拌机的温度增加至75℃至120℃的范围。优选地在皂化后，加入硅酸盐结构化剂(硅酸钠、水合硅酸镁)、羟烷基烷基纤维素和任选的成分如螯合剂、可溶性填料、无机填料、辅助材料、着色剂、加入的水、碱性物质(碳酸盐)和香料以形成面团状物质。在此阶段加入提供具有33重量％-45重量％水的最终条组合物所需的足够量的游离水。在中和脂肪酸或皂的步骤期间或优选在之后立即，还加入螯合剂。螯合剂的非限制性实例包括EHDP和EDTA。
步骤(ii)：下一步包括向步骤(i)中形成的脂肪酸皂加入硅酸盐结构化剂、羟烷基烷基纤维素和水以形成面团状物质。
优选地，在该阶段可以将阳离子聚合物加入到面团状物质中。在该方法结束时加入所需的阳离子聚合物避免了与阴离子皂形成任何复合物。可以加入到洗衣皂条中的其它任选成分包括电解质、染料、丙烯酸聚合物和着色剂、甘油、螯合剂、可溶性填料、无机填料、碱性材料(碳酸盐)，它们被加入以形成面团状物质。阳离子聚合物优选为二甲基二烯丙基氯化铵的均聚物。二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)的均聚物的实例是由Lubrizol.，Inc.以注册商标MERQUAT销售的材料。非限制性实例包括MerquatTM 100，它是高度带电的阳离子二甲基二烯丙基氯化铵均聚物。高度优选的聚季铵盐-6聚合物的市售实例包括，例如，可从Lubrizol获得的商品名MerquatTM 100的材料，其分子量为约150000g/mol。根据本发明的洗衣皂条组合物优选包含按重量计0.01重量％-5重量％的阳离子聚合物。
干燥：优选地将面团状物质干燥以将混合物的水分含量降低至约15重量％至45重量％。在商业基础上的干燥步骤可以通过几种不同的方法实现。一种程序采用水冷辊与第二进料辊组合以将熔融的、中和的皂铺展成薄的均匀层。然后从辊上刮下冷却的面团状物质以形成薄片，并在隧道式干燥器中干燥至特定的湿度水平。一种用于干燥的现代技术称为喷雾干燥。该方法通过喷嘴将熔化的面团状物质引导到塔的顶部。喷射以形成干燥皂混合物的面团状物质硬化，然后在热空气流存在下干燥。可以施加真空以促进水的去除，优选地提供50mmHg绝对压力的真空。然后将干燥的皂混合物挤出以形成水含量为17重量％-40重量％的皂细条。在干燥步骤中，通常从面团状物质除去4重量％至7重量％的水分。优选地，干燥器为保持在85℃至90℃的温度下的mazzoni真空喷雾干燥器，并且真空保持在700mmHg下和流速为约3至8吨/小时。
压条：优选地在干燥之后，对面团状物质进行压条步骤，将干燥的皂细条转移到压条机中。在压条中，该步骤包括将皂细条转化成成型的洗衣皂条组合物。常规的压条机设置为约90°F(32℃)的筒温度和约110°F(43℃)的机头温度(nose temperature)。所使用的压条机是双级双螺杆压条机，其允许在两级之间约40至65mmHg的真空。优选地在该阶段加入香料。从压条机挤出的皂圆条的横截面通常为圆形或椭圆形，并被切割成单个柱塞。然后优选在常规的皂冲压设备上冲压这些柱塞，以产生成品的成型洗衣皂条组合物。在冲压后，将成品皂条包装在所需的包装材料中，其可选自层压材料、薄膜、纸或其组合。
在优选的方法中，在压条之前，干燥的皂细条可以经历在简单的桨式混合器中进行的合并步骤，在该步骤中将细条加入到合并器中，在合并器中加入辅助成分如着色剂、防腐剂、香料并充分混合以将所有成分组合在一起。除此之外，可以优选对来自合并器的混合物进行研磨步骤。在三辊皂磨机中，使合并的混合物通过设定在29℃至41℃的温度下的辊以获得均匀混合物。这是均匀混合步骤，其中使皂混合物经受压缩和强剪切作用。在研磨机中混合后，将混合物转移到压条机中。
西格马混合器(后加料)方法：
另一种众所周知的制备皂条组合物的方法称为后加料方法或西格马混合器方法。西格马混合器方法包括使用螺旋搅拌机或犁头混合器制备皂细条。
用碱性材料中和脂肪酸或脂肪的步骤在螺旋搅拌混合器或犁头混合器中进行，其中将具有所需水平的具有C12或更低的较短链长度的脂肪酸分子和具有C14或更高的较长链长度的脂肪酸分子的脂肪酸或油/脂肪与碱性材料，优选氢氧化钠一起加入。继续该步骤，即加入氢氧化钠直至脂肪酸或脂肪/油完全中和。优选地，在中和步骤期间，将所需量的碳酸钠或氯化钠溶液加入到中和混合物中以获得脂肪酸皂。在该阶段加入足够量的游离水，这是提供具有33重量％-45重量％水的最终条组合物所需的。还在中和脂肪酸或皂的步骤期间或优选在其之后立即加入螯合剂。螯合剂的非限制性实例包括EHDP和EDTA。
当皂化结束时，加入阳离子聚合物、水、甘油、螯合剂、硅酸盐结构化剂(硅酸钠)、进一步的硅酸盐结构化剂(水合硅酸镁)、羟烷基烷基纤维素、可溶性填料、无机填料、辅助材料、着色剂、碱性材料(碳酸盐)以形成面团状物质。
典型的犁头混合器的主要部件是带夹套的筒、穿过筒中心(纵向)的轴向旋转轴、安装在轴向轴上的犁形叶片以及切碎器。犁和高速切碎器是混合元件。当使用PSM技术时，面团状物质的温度保持在90℃至100℃。在混合阶段之后，打开鼓风机，其供应用于冷却面团状物质和除去水分的环境空气。在80至85℃下接收最终干燥的皂混合物。所得的干燥皂混合物的水分含量为33重量％至45重量％，并进一步加工和压条成均质化的皂碎片或细条。然后将皂细条/碎片加工成成品的成型洗衣皂条组合物。
根据第三方面，本发明公开了羟烷基烷基纤维素、硅酸盐结构化剂和33重量％至45重量％的水在具有15重量％至60重量％脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的皂条性能的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
根据另一个方面，本发明公开了羟烷基烷基纤维素、硅酸盐结构化剂和33重量％至45重量％水在具有15重量％至60重量％脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的清洁性能的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
根据另一方面，本发明公开了羟烷基烷基纤维素、硅酸盐结构化剂和33重量％至45重量％的水在具有15重量％至60重量％脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的芳香性能的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
现在将通过以下非限制性实施例说明本发明。
实施例
实施例1
使用表1中所示的配方制备根据本发明的洗衣皂条组合物。根据所需共混物的脂肪酸/脂肪称重并使用氢氧化钠中和。然后加入羟烷基烷基纤维素、硅酸钠和水以及表1所示的其它成分，将混合物压条，然后挤出以形成成型的洗衣条组合物。
条参数的测量：
a)条硬度
条硬度是指在制造之后条的硬度，其给出在处理、运输和使用期间的加工性、强度和结构完整性的保持的指示。
通过使用具有30°锥形探针的TA-XT Express质地分析仪测定条硬度，所述探针以指定速度穿透到皂条样品中至预定深度。记录在指定深度处产生的阻力。将待测量其硬度的条置于测试平台上。然后将测量仪器的探针靠近条组合物的表面放置而不与其接触。接着启动仪器，测量达到预定目标距离所需的力并记录观察结果(以g计的力，gf)。该数值可与屈服应力相关(ref 2)，其长期以来已知是加工性的重要决定因素，并且也与使用中性能相关。测量新制备的条和储存24小时后的条硬度。
b)洗衣皂条组合物的pH的测量
在25℃下在10％蒸馏水溶液中测量洗衣皂条组合物的pH。
c)％磨损率测量：
磨损率是指在使用过程中通过其重量测量的条损失的量。
步骤1：预调理步骤
将洗衣皂条切成具有以下尺寸的小块，8.5cm×5cm。
将湿布置于皂盘中，将切割的皂条的工作面置于该皂盘上接触湿布并转移到密封的聚乙烯袋中。将皂条静置1小时而不受干扰。
1小时后，将置于皂盘上的皂条从袋中取出，并将皂盘放在一边。将尺寸为65cm×60cm的棉布片浸入硬度为15FH的水中，且在将布片完全浸湿后，将其从水中取出并使水滴落。一旦不再有水从布片滴落，就将布片放置在平坦的金属或塑料托盘上，并且将布的表面弄平并且使任何截留的气泡变平整。
接下来，将洗衣皂条从皂盘上移除并固定到条夹持器上。现在，通过在每个行程中将夹持器从搁置在塑料或平坦金属托盘上的棉布的一个边缘到棉布的另一个边缘移动，将洗衣皂条的工作面沿着湿棉布的长度(长度60cm)施加到湿棉布片上。应用两个这样的行程，使得行程沿潮湿棉布的长度不重叠。这完成了预调理步骤。在此阶段，测量条的重量，并记录条连同夹持器的重量(W0)。
步骤2：磨损率评价
在测定条的重量后，通过将夹持器从布片的一个边缘移动到布片的另一个边缘而覆盖60cm距离，沿着湿布片的长度在5个非重叠行程中再次摩擦条的工作面。在5个行程后，测量并记录条连同夹持器的重量(W)。然后如下计算％磨损率：
3米(60cm×5个行程)的重量损失＝W0-W
五(5)倍有效布料长度上的平均重量损失对应于给定产品的三米(3m)的重量损失，并且可以如下表示为施加到织物上每10米的重量损失：
每10米的重量损失＝3米上的重量损失×10
d)受潮(sog)和软糊(mush)的测定
湿软是指水从大气进入到条中，并且与条湿软性的原因相关。
为了测量所制备的洗衣条组合物的湿软，进行以下过程。
步骤1：预调理步骤
将布片置于皂盆中并加入10mL水。然后将洗衣条组合物置于皂盆中，并将皂盆与洗衣皂条组合物一起置于密封袋中，静置1小时而不受干扰。
步骤2：软糊评价
在1小时结束时，从密封袋中取出洗衣皂条组合物。取新的布片(尺寸为40cm×25cm)并浸入水中以润湿布片。然后移除布片并使其滴水。然后将布片放置在平坦表面上，并在表面上铺展和平整。轻擦并除去任何过量的水。将预调理的洗衣皂条组合物在湿布片一端放置在夹持器中，并轻轻拉到布片的另一端。该过程重复两次，一次在布片的顶表面上，然后在布片的另一表面上。然后测量并记录洗衣皂条的重量(W1)。接下来，将洗衣皂条再次置于皂盆中并转移到密封袋中，静置4小时而不受干扰。
步骤3：软糊评价
在4小时结束时，从密封袋中取出洗衣皂条。测量并记录洗衣皂条的重量(W2，g)。接下来，使用抹刀在皂条的表面上并沿着皂条的侧面将洗衣皂条上的软糊层轻轻刮下。现在，第三次测量并记录洗衣皂条的重量(W3)。之后，将洗衣皂条静置而不受干扰，并在一天后目测评估条的任何开裂。
使用下式计算软糊(以克计的重量)
30cm2上的重量损失＝[(W1-W3)*30]/面积(40cm2)
30cm2上的软糊＝[(W2-W3)*30]/面积(40cm2)
e)发泡的测量
污垢发泡(soil lather)是指在洗涤期间产生的泡沫，消费者通过其控制产品剂量。
步骤1：预调理步骤
将布片置于皂盆中并加入10mL水。然后将洗衣条组合物置于皂盆中，并将皂盆与洗衣皂条组合物一起置于密封袋中，静置1小时而不受干扰。
步骤2：发泡评价
将尺寸为40cm×25cm的白色毛巾布浸入硬度为15FH的水中，且当完全浸泡时，将毛巾布从水中取出并使其滴水直到不再有液滴出来。然后将毛巾布放置在平坦的金属托盘上，除去任何皱纹和气泡，并使毛巾表面平整。
取出洗衣条，并将该条的测试面置于夹持器中。条从毛巾的一个边缘向毛巾的另一个边缘移动，使得条覆盖毛巾的整个长度。该过程重复两次。行程不重叠。
接下来，将100ml水(15°FH硬度)倾倒在织物上，并且在每个角处将毛巾摩擦8次。然后挤压毛巾以除去毛巾中的所有水和泡沫到量筒中。将另外20mL水添加到毛巾上，并将残留在毛巾上的任何泡沫和水刮掉并转移到量筒中。如下计算产生的泡沫的量。
泡沫体积(mL)＝水和泡沫的总体积-水的体积。
使泡沫静置10分钟而不扰动，再次计算并记录泡沫体积的读数。
表1
*本发明使用的HEMC是市售的WalocelTM MW 60000PFV
***HPMC以Methocel E4M购自The Dow Chemical Company。
表1显示具有较低脂肪酸皂含量的洗衣皂条组合物显示出与具有较高脂肪酸皂含量的组合物相似的良好条性能和发泡特征。
实施例2：根据本发明的洗衣皂条组合物的清洗性能的评价。
通过使用去污指数值(SRI)来评价如表2所示的根据本发明的皂条组合物(实施例3)和对照组合物(实施例C1)的清洁性能。SRI使用具有红咖喱污渍、机油污渍和黑咖啡污渍的样本测量，所有这些污渍都是难以从织物上去除的强韧污渍。使用FRU PrecisionColorimeter WF32进行测量，该色度计具有以LAB标度测量颜色的集成软件，并且经配备以计算CIELABΔE*中的色差，其是玷污样品和未玷污织物之间的差异。绝对色差由以下等式给出：
其中L是反射率，a是红色，b是黄色。在两种情况下使用洗涤前的玷污区域和未玷污织物之间的差异来计算未洗涤的污渍和洗涤的污渍的色差。从获得的两个值，使用下式计算去污指数(SRI)
在此，“US”是指未洗涤的污渍区域，“WS”是洗涤的污渍区域，UF是未洗涤的未玷污织物区域，ΔE(US-UF)表示未洗涤的污渍与未玷污的织物之间的色差，ΔE(WS-UF)表示洗涤的污渍与未玷污的织物之间的色差。SRI是洗涤后污渍强度的变化或洗涤去除污渍的有效性的量度。指数0表示没有污渍去除，而SRI＝100对应于完全去除的污渍。SRI值越高，去污潜能越大。色度计与对应于6500K的表示为D65的光源一起使用。
对于SRI的测定，使用标准方案，称为涤垢仪(Tergometer)(也称为Tergotometer)洗涤方案。所述涤垢仪洗涤方案具有以下步骤：1.测量纺织布上的污渍的颜色(未洗涤的污渍区域)。2.打开涤垢仪并设定温度25℃。3.加入所需硬度的水，在25℃下加热10分钟。4.向每个罐中加入制剂，然后以100rpm搅拌1分钟。5.将玷污的样本和压载物添加到每个罐中。6.开始洗涤，以100rpm搅拌并保持洗涤12分钟。7.用新鲜水(24°FH)冲洗2分钟。8.重复冲洗。9.在黑暗中干燥过夜。10.读取洗涤后污渍。
其后，制备并进行SRI研究的皂条组合物的细节示于表2中。
表2
*本发明使用的HEMC是市售的WalocelTM MW 60000PFV
表2中给出的数据表明，本发明之外的组合物(实施例C1)的SRI值低于本发明之内的组合物(实施例3)提供的SRI。因此，其证明，当与具有较高皂含量但不具有硅酸盐结构化剂(硅酸钠)和羟烷基纤维素(HEMC)的皂条组合物相比时，在较高水含量和较低皂浓度下具有硅酸盐结构化剂(硅酸钠)和羟烷基纤维素(HEMC)的组合的根据本发明的组合物在难去除污渍(如脂肪油性污渍如红咖喱污渍、机油污渍和可漂白污渍如黑咖啡污渍)方面给出了更好的去污性能。
实施例3：根据本发明的皂条组合物的芳香递送性能和芳香品质的评价。
制备具有表2中提供的配方的对照皂条组合物(实施例C1)和根据本发明的组合物(实施例3)，并将0.14重量％香茅香料掺入各皂条组合物中。使用各皂条组合物(实施例C1和实施例3)在类似条件下洗涤测试织物。然后，一组受过训练的小组成员在以下条件下评价芳香性能：(a)原样皂条组合物的芳香递送，(b)洗涤中的芳香递送和(c)潮湿织物的芳香递送，评价细节提供于表3中。
表3
从表3中提供的数据可以看出，与对比组合物实施例C1相比，实施例3中的芳香性能更好。
实施例4：皂条组合物的表面性质的测定：
在25℃的温度下在BP100张力计(KrüssGmbH，德国)上使用最大气泡压力法在10ms与50000ms表面年龄之间测量动态表面张力。从显示表面张力的时间演变的动力学曲线中选择100ms时的值，因为通常它与手洗中空气截留和气泡形成的特征时间密切相关。以mN/m计的动态表面张力以100ms间隔报告。
记录使用24°FH水制备的皂溶液的动态表面张力并提供于下表4中。
表4
皂条组合物 动态表面张力(mN/m)
实施例C1 60
实施例3 58
如表4所示，在类似条件下，根据本发明的皂条组合物(实施例3)的水溶液的动态表面张力低于对照组合物(实施例C1)的动态表面张力。较低的动态表面张力表明根据本发明皂条组合物(实施例3)的清洁作用优于对照组合物(实施例C1)。此外，较低的动态表面张力也表明较好的泡沫体积。

Claims (15)

1.一种皂条组合物，其包含：
i)15重量％至60重量％的脂肪酸皂；
ii)硅酸盐结构化剂，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或它们的混合物；
iii)羟烷基烷基纤维素；以及
iv)33重量％至45重量％的水。
2.如权利要求1所述的皂条组合物，其中所述硅酸盐结构化剂是原位形成的。
3.如权利要求1或2所述的皂条组合物，其中所述碱金属硅酸盐是硅酸钠。
4.如权利要求1所述的皂条组合物，其中所述羟烷基烷基纤维素为羟烷基甲基纤维素，优选选自羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素及其混合物。
5.如前述任一项权利要求所述的皂条组合物，其包含进一步的硅酸盐结构化剂，所述硅酸盐结构化剂选自硅酸镁、水合硅酸镁、铝硅酸钠或其组合。
6.如前述任一项权利要求所述的皂条组合物，其中所述硅酸盐结构化剂为硅酸钠和进一步的硅酸盐结构化剂的混合物，该进一步的硅酸盐结构化剂为水合硅酸镁。
7.如前述任一项权利要求所述的皂条组合物，其中所述脂肪酸皂包含链长为C14或更大的长链皂分子和链长为C12或更小的短链皂分子的组合。
8.如前述任一项权利要求所述的皂条组合物，其中所述组合物包含0.1％重量至5％重量的羟烷基烷基纤维素。
9.如前述任一项权利要求所述的皂条组合物，其中所述组合物包含1重量％至20重量％的硅酸盐结构化剂。
10.如前述任一项权利要求所述的皂条组合物，其中所述组合物包含阳离子聚合物。
11.如前述任一项权利要求所述的皂条组合物，其中所述组合物包含小于5重量％的无机或有机辅助材料，优选小于5重量％的水不溶性颗粒状辅助材料。
12.一种用于制备根据前述任一项权利要求所述的皂条组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
i)用碱性材料中和一种或多种脂肪酸或脂肪以获得脂肪酸皂；
ii)向步骤(i)中形成的脂肪酸皂加入硅酸盐结构化剂、羟烷基烷基纤维素和水以形成面团状物质，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物；
iii)将得到的面团状物质转化成成型皂条组合物，
其中所述成型皂条组合物包含15重量％至60重量％的脂肪酸皂和33重量％至45重量％的水。
13.羟烷基烷基纤维素、硅酸盐结构化剂和33重量％-45重量％的水在具有15重量％-60重量％脂肪酸皂的皂条组合物中用于提供改善的皂条特性的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
14.羟烷基烷基纤维素、硅酸盐结构化剂和33重量％-45重量％的水在具有15重量％-60重量％脂肪酸皂的皂条组合物中用于提供改善的芳香性能的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
15.羟烷基烷基纤维素、硅酸盐结构化剂和33重量％-45重量％的水在具有15重量％-60重量％脂肪酸皂的皂条组合物中用于提供清洁性能的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自碱金属硅酸盐、硅酸钙或其混合物。
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