CN116635511A - 洗衣皂条组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种直接应用于织物的成型固体形式的洗衣组合物。尽管已知几种方法来提供坚实且具有良好清洁性能同时保持期望的感官性能的洗衣皂条，但是仍然希望提供改进的洗衣皂条组合物，当这种组合物具有低TFM且具有最低含量的或没有合成表面活性剂时，其具有良好的坚实度和清洁性能，同时保持良好的用户性能。因此本发明的目的是提供一种具有较高水含量的低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消费者使用。本发明人发现，通过引入硅胶和结构化剂的平衡组合，可以制备具有较低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。洗衣皂条组合物还提供良好的清洁性能。

Description

洗衣皂条组合物
发明领域
本发明涉及用于直接施用于织物的成型固体形式的洗衣组合物。更具体地说，它涉及适用于手洗织物的条或片剂形式的皂组合物。
发明背景
洗衣洗涤剂组合物，例如洗衣条、粉末、凝胶和片剂，用于在环境温度下手洗衣物。为手洗织物设计的洗衣条配制为提供有效的织物清洁、可接受的起泡特性、低的磨损速率、良好的硬度、耐用性和低涂污性能。洗衣条组合物可以包括皂、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。在世界上的一些地区，基于皂的洗衣条对于洗涤织物是优选的。
皂通常是从动物和植物基的脂肪和油为原料生产的，这些脂肪和油中含有相对高水平的与之相关的水。将皂作为其中的唯一或主要表面活性剂的洗衣条通常也含有相对高含量的水。洗衣皂条中的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实的条以允许该条在衣服表面上用力擦洗而不会从条表面过度磨损材料。用于洗涤织物目的的皂条需要比用于美容目的的皂条更坚实，以便在使用皂条的擦洗过程中有效地去除织物上的污垢。
为了达到理想的坚实度，洗衣皂条制造商从皂原料中干燥多余的水，这是一种昂贵且效率通常较低的技术。当大规模生产条时，从成品洗衣条中干燥多余的水既耗时又费钱。由于基于皂的洗衣组合物通常在新兴世界经济体中使用，因此降低成本成为配制这些条的重要考虑因素。
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清洁性能、起泡性和坚实度的合适组合。皂来源于甘油三酯，甘油三酯越来越昂贵。因此，制造商寻求在皂条中更有效地利用皂的方式。
特别希望的是在不改变清洁性能、坚实度和感官特性的情况下降低洗衣皂条组合物的皂含量。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个策略是增加水含量。然而，试图增加皂条中的水含量导致皂条柔软和具有粘性质地，并且该组合物极难用常规设备加工成条。一般来说，增加洗衣条的含水量会导致条倾向于在储存时收缩，从而导致应力开裂。
降低皂含量的另一个可能方式是包括填料。然而，在洗衣皂条组合物中使用可溶和不溶的填料可能会导致一些不利影响。使用可溶性填料(如多元醇)倾向于对泡沫、条硬度产生负面影响，并增加磨损速率。另一方面，使用不溶性填料倾向于增加组合物的粘度，导致加工困难。
当皂含量最小化时，使用合成(如阴离子)表面活性剂仍然是弥补条使用性能和起泡损失的另一种方式。
WO 96/35772A1(P&G，1996)中公开了一种这样的洗衣皂条组合物，其中该皂条组合物包括皂和合成阴离子表面活性剂的组合以提供所需的条坚实度。
或者，可以通过在洗衣皂条中掺入结构化体系来制备具有较低皂含量的皂条组合物。
一个这样的实例包括WO 2008/071561 A1(Unilever)中公开的洗衣条组合物，其公开了具有改善的坚实度的低TFM皂条。皂条组合物包括30重量％至70重量％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。
IN187129(Hindustan Lever Ltd.1997)中公开了一种用于洗衣的洗涤剂条，其具有较低的皂含量，具有原位形成的铝硅酸盐结构化剂。它公开了结构化剂铝硅酸盐由可溶性铝盐和硅酸盐或铝酸钠和碱性硅酸盐原位形成。
尽管已知几种提供具有较低皂含量的洗衣皂条的方法，其提供了所需的坚实度、良好的清洁性能，同时保持了所需的感官性能，但是仍然需要提供改进的具有高含水量(其在成品皂条组合物中保持)的洗衣皂条组合物，并且当这种组合物具有较低的皂含量和最低含量或没有合成表面活性剂时，仍具有良好的坚实度和清洁性能，同时保持良好的用户性能。
因此，本发明的一个目的是提供一种具有较低皂含量，同时保持良好的用户性能和条坚实度的洗衣皂条组合物。
本发明的另一个目的是提供具有良好清洁性能的洗衣皂条组合物。
本发明的再另一个目的是提供一种具有较低皂含量和较高水含量的洗衣皂条组合物，其中在成品条组合物中保持相对高的水含量，并且该条组合物保持其形状和完整性，并且适合消费者使用。
本发明的又一个目的是提供一种制备具有较低皂含量和较高水含量的洗衣皂条组合物的方法。
本发明的另一个目的是提供一种低TFM洗衣皂条组合物，该组合物除了可方便地挤出和冲压之外，不会损害条的完整性，并提供所需的感官特性，如高起泡和低软糊状。
发明概述
本发明人已经发现，通过引入优选原位生成的硅胶和选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物的硅酸盐结构化剂的平衡组合，可以提供具有较低脂肪酸皂含量和较高水含量，同时仍然保持令人满意的条硬度和感官性能的洗衣皂条组合物。该洗衣皂条组合物还提供良好的清洁性能、良好的泡沫性能和良好的香味释放。
根据第一方面，本发明公开了一种洗衣皂条组合物，其包含：
i)30重量％至55重量％的脂肪酸皂；
ii)10重量％至15重量％的具有至少25平方米/克的比表面积的硅胶；
iii)硅酸盐结构化剂，其中该硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物；和
iv)30重量％至45重量％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洗衣皂条组合物的方法，其包括以下步骤：
i)用碱性中和剂中和一种或多种脂肪酸或脂肪以获得脂肪酸皂；
ii)用酸酸化碱性硅酸盐以原位形成硅胶；
iii)加入硅酸盐结构化剂和水以形成面团状物质(dough mass)；和
iv)将所得面团状物质转化成成型的洗衣皂条组合物。
其中该洗衣皂条组合物包含30重量％至55重量％的脂肪酸皂和30重量％至45重量％的水。
根据第三方面，本发明公开了具有至少25平方米/克的比表面积的硅胶、硅酸盐结构化剂和30重量％至45重量％的水在具有30重量％至55重量％的脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的条性能的用途，其中硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
根据另一方面，本发明公开了具有至少25平方米/克的比表面积的硅胶、硅酸盐结构化剂和30重量％至45重量％的水在具有30重量％至55重量％的脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的芳香递送的用途，其中该硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
根据又一方面，本发明公开了具有至少25平方米/克的比表面积的硅胶、硅酸盐结构化剂和30重量％至45重量％的水在具有30重量％至55重量％的脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的起泡特性的用途，其中硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
术语“条”表示洗衣组合物为成型固体的形式。该皂条为在制造后以及运输和储存过程中保持其形状的固体形式。术语皂条还包括其它成型的洗衣条组合物，例如饼状或片状。成型固体优选通过浇铸路线或挤出路线形成，更优选挤出路线。
通过阅读以下详细描述和所附权利要求，这些和其他方面、特征和优点对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。为了避免疑问，本发明的一个方面的任何特征可以用于本发明的任何其他方面。单词“包含”意在表示“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必是穷尽的。注意，下面描述中给出的实例旨在阐明本发明，而不是旨在将本发明限制于这些实例本身。类似地，除非另有说明，否则所有百分比都是重量/重量百分比。除非在操作和对比实施例中，或者在另有明确说明的情况下，本说明书和权利要求中表示材料的量或反应条件、材料的物理性质和/或用途的所有数字都应理解为用“约”来修饰。以“从x到y”的形式表达的数值范围被理解为包括x和y。当对于特定的特征，多个优选的范围以“从x到y”的形式描述时，应当理解，组合不同端点的所有范围也被考虑。
发明详述
根据本发明的第一方面，公开了一种洗衣皂条组合物，其包含30重量％至55重量％的脂肪酸皂、硅酸盐结构化剂；硅胶；和15重量％至45重量％的水。
脂肪酸皂
根据本发明的第一方面，公开的洗衣皂条组合物包含30重量％至55重量％的脂肪酸皂。
术语脂肪酸皂表示羧酸脂肪酸的盐。这类化合物包括普通的羧酸脂肪酸的碱金属皂，如钠盐、钾盐和铵盐。皂可以通过脂肪和油的直接皂化或者游离脂肪酸的中和来制造。特别有用的是衍生自椰子油、牛油、鱼油、大豆油、棕榈油的脂肪酸混合物的钠盐和钾盐，例如，牛油钠和钾皂。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众所周知的具有8至22个碳原子，优选10至18个碳原子的天然或合成脂肪族(链烷或链烯)酸的碱金属盐。它们可以被描述为具有8至22个碳原子的饱和或不饱和烃的碱金属羧酸盐。脂肪酸可以合成制备，例如通过石油原料的氧化或通过Fischer-Tropsch工艺。
根据本发明的脂肪酸皂优选地包括月桂酸皂。月桂酸皂优选地包括具有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，但是可以包含少量衍生自较短链脂肪酸(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油(即C8至C12棕榈仁油、椰子油)与选定的碱(Na+和/或K+)的皂化产物。月桂酸皂主要是饱和的。
脂肪酸皂也可以包括碳链长度为C14或更长的皂。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”皂，其包含主要衍生自C16至C18饱和脂肪酸(即棕榈酸和硬脂酸)的皂，但可包含较低水平的衍生自长链脂肪酸(如C20)的饱和皂。硬脂酸类皂实际上通常衍生自甘油三酸酯油，如牛油、棕榈油和棕榈硬脂精。
“油酸类”皂，其包含衍生自不饱和脂肪酸的皂，主要包括油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、肉豆蔻脑酸(C14:1)和棕榈油酸(C16:1)，以及少量的较长链和较短链的不饱和及多不饱和脂肪酸。在实践中，油酸类皂通常衍生自各种甘油三酯油和脂肪(如牛油、棕榈油、葵花籽油和大豆油)的水解。
具有C14至C22碳原子的脂肪酸皂，更优选具有C14至C22碳原子的饱和皂不溶于水，并且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酸油(如硬脂酸和油酸类)与氢氧化钠的皂化产物(通常带有钠抗衡离子)。非月桂酸意指包括在棕榈油、棕榈油硬脂精、牛油中发现的长饱和(C16和C18)和不饱和(C18:1、C18:2、C18:3)脂肪酸。
在根据本发明的洗衣皂条组合物中，优选具有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之间的重量比为85:15至98:2，优选该比率为80:20至90:10。
优选地，根据本发明的洗衣皂条组合物包含30重量％至55重量％的脂肪酸皂。优选地，在洗衣皂条组合物中，洗衣皂条组合物包含至少32重量％，优选至少33重量％，更优选至少34重量％且最优选至少35重量％，但通常不超过50重量％，更优选不超过45重量％，进一步优选不超过43重量％，和最优选不超过40重量％的脂肪酸皂。
硅胶
根据本发明的第一方面，公开了一种含有硅胶的洗衣皂条组合物。术语“硅胶”在本文中是指包括比表面积为至少25平方米/克的无定形形式的二氧化硅。
硅胶可以是预先形成的硅胶，或者硅胶可以在制造过程中原位产生。应该理解，硅胶是多孔形式的二氧化硅。硅胶是无定形固体。Si-O键中的部分偶极性允许硅胶与水分子形成氢键，而硅胶的多孔性质和大表面积使得该材料能够容易地吸附水。根据本发明的实施方式，金属硅酸盐可以在洗衣皂条组合物的制造过程中原位形成硅胶。更优选地，硅胶的比表面积在100平方米/克至1000平方米/克的范围内，更优选300至750平方米/克。仍然优选比表面积为至少200平方米/克，优选至少300平方米/克，还优选至少400平方米/克，还更优选500平方米/克，和最优选至少700平方米/克，但通常不超过950平方米/克，还优选地不超过900平方米/克，仍进一步优选地不超过850平方米/克，还更优选不超过800平方米/克，和最优选地不超过750平方米/克。可以通过已知的测定比表面积的方法来测定硅胶的比表面积，例如BET(Brunauer-Emmett-Teller)氮吸附法。
优选地，硅胶通过碱金属硅酸盐的酸化原位形成。任何可以转化为硅胶的金属硅酸盐都适用于本发明。例如，碱金属硅酸盐如硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂或其任意组合适用于本发明。碱金属硅酸盐可以本身加入(以固体形式)或以湿的形式(如浆液或溶液)加入。碱金属硅酸盐组分优选为硅酸钠，或者硅酸钠与另一种金属硅酸盐的组合。硅酸钠是易溶于水的碱性无机化合物，硅酸钠经常作为水溶液出售。
硅酸钠经常通过它们的碱性氧化物与二氧化硅的比率指称或表征，例如它们的Na2O与SiO2的比率。式Na4SiO4的正硅酸盐碱性最强，Na2O与SiO2比率为2:1。偏硅酸盐Na2SiO3的Na2O与SiO2比率为1:1。可溶于水的所谓“水玻璃”硅酸盐的Na2O与SiO2比率在约1:1.5至1:3.8的范围内。优选地，本发明中使用的Na2O与SiO2比率为1:1.5至1:3.0。在根据本发明制备硅胶时，可以使用可商购的碱金属硅酸盐，其中氧化钠与二氧化硅的比率可以为1:0.48至1:3.75的范围，优选1:1.5至1:3.75，更优选1:3.0至1:3.5的范围。可用于本发明目的的硅酸盐的实例是硅酸钠(Na2O与SiO2比率为1:3.0)、原硅酸钠(Na2O与SiO2比率为2∶1)和硅酸钾(K2O与SiO2比率为1:2.50)。优选地，该碱金属硅酸盐是碱性的。
优选地，硅胶的生成是通过用选自二氧化碳、碱金属碳酸氢盐或其混合物种类的反应物酸化碱性硅酸盐而原位进行的。所用的二氧化碳气体可以是全强度的，或者可以用空气或其它惰性气体稀释，例如由碳氢化合物如丙烷或丁烷燃烧产生的稀释二氧化碳气体。优选地碳酸氢盐是碱金属盐，更优选碳酸氢钠。优选地碱性硅酸盐是水溶性的或水分散性的。优选地，通过用碳酸氢盐酸化碱性硅酸盐原位形成硅胶。优选地，碱性硅酸盐是硅酸钠，碳酸氢盐是碳酸氢钠。优选地碳酸氢钠与硅酸钠的重量比在1:5至1:7的范围内。
通过使水溶性或水分散性硅酸盐与有机酸反应原位形成硅胶在本发明的范围内。优选地，有机酸是阴离子的洗涤剂形成酸。酸的非限制性实例是饱和的和不饱和的脂肪酸，其碳链含有约8至22个碳原子，例如月桂酸、硬脂酸、油酸和亚油酸。非皂洗涤剂形成酸，如烷基芳基磺酸，其中烷基(直链和支链)的碳链长度至少为4个碳原子，优选该链中10至12个碳原子，其在用碱如氢氧化钠或氢氧化钾的碱中和时能够形成水溶性非皂洗涤剂。
硅酸盐至硅胶的聚合度优选为50％或更高(即1:1的比率)，更优选60％或更高，进一步优选70％或更高，更进一步优选80％或更高，还进一步优选90％或更高，进一步更优选95％或更高，和最优选99％或更高。优选地碱金属硅酸盐完全聚合成硅胶。优选地，硅胶的孔隙体积为0.4至4.4毫升/克，优选0.5至1.4毫升/克。可以使用水银孔率计测定孔隙体积，并测量为直径大于25微米的孔隙的体积。
优选地，根据本发明的洗衣皂条组合物包含10重量％至15重量％的硅胶。优选地，在洗衣皂条组合物中，洗衣皂条组合物包含至少10重量％，优选至少10.5重量％，更优选至少11重量％且最优选至少11.5重量％，但通常不超过15重量％，更优选不超过14.5重量％，进一步优选不超过14重量％，和最优选不超过13重量％的硅胶。
硅酸盐结构化剂
根据本发明的第一方面，公开的洗衣皂条组合物包含硅酸盐结构化剂。该硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
硅酸盐结构化剂优选是预先形成的，或者在制备洗衣皂条组合物的过程中通过原位生成而存在。硅酸盐结构化剂优选原位形成。
优选地，该组合物包含选自硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁或其混合物的进一步硅酸盐结构化剂。最优选地，进一步的硅酸盐结构化剂是硅酸钠、硅酸镁或其混合物。
最优选地，进一步的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到1:3.8变化。比率从约1:2到1:2.85的硅酸钠等级被称为碱性硅酸盐，且比率从1:2.85到约1:3.75的硅酸钠等级被称为中性硅酸盐。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Na2O与SiO2比率为1:2的硅酸钠。硅酸钠通常以固体含量为40％至50％的水溶液获得，余量为水。优选的是皂条组合物包含基于干重的0.01重量％至20重量％，更优选2重量％至20重量％，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也可以是硅酸镁，优选水合硅酸镁，其量优选为组合物中的0重量％至10重量％，优选1重量％至5重量％，更优选1重量％至3重量％。优选地，进一步的硅酸盐结构化剂是硅酸钠和水合硅酸镁的混合物。
进一步的硅酸盐结构化剂也可以选自原位形成的硼硅酸盐、硼铝硅酸盐或它们的组合。硼硅酸盐结构化剂的原位生成可以如WO 02/46341A2(Unilever，2002)中所述进行制备。硅铝酸盐的原位生成可以如GB-A-209 013和WO 03/040283A1(Unilever，2003)中所述进行制备。
优选地，硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸盐、硅酸铝、铝硅酸钠及其组合。
优选地，根据本发明的洗衣皂条组合物包含1重量％至30重量％的硅酸盐结构化剂，优选地洗衣皂条组合物包含1重量％至10重量％的硅酸盐结构化剂。优选地在洗衣皂条组合物中，洗衣皂条组合物包含至少2重量％，优选至少5重量％，更优选至少8重量％且最优选至少10重量％，但通常不超过25重量％，更优选不超过20重量％，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。
水
根据第一方面，公开的洗衣皂条组合物包括30重量％至45重量％，优选33重量％至40重量％的水。本发明的皂条组合物能够稳定地保留高水量，其范围为30重量％至40重量％，更优选至少32重量％，进一步优选至少33重量％，还更优选至少34重量％，而且优选至少35重量％，但洗衣皂条组合物中的水量优选不超过38重量％，更优选不超过36重量％，最优选不超过35.5重量％。
上面所述的优选水含量水平是指新制成的洗衣皂条，其中在8小时内测量水含量。该量被称为新制备的洗衣皂条组合物的“初始含水量”或“初始水含量”，也称为组合物的“标称水含量”或“标称含水量”。在室温下(大约25℃)存在于条中的水包括“自由”水和结合的结晶水。
众所周知，皂条在储存过程中发生干燥，即当相对湿度低于与皂条组合物平衡的水的分蒸汽压时，水从条中蒸发，且这取决于水从条中扩散的速率。因此，根据条的储存方式(包装纸的类型、温度、湿度、空气循环等)，在取样时条的实际水含量可能不同于刚制造后条的标称水含量。
任选成分
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可以含有多种任选的成分。这些任选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括合成表面活性剂。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的碱金属和碱土金属盐。温和的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胺氧化物的混合物、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，尤其是月桂基醚硫酸铵和钠。这些表面活性剂的烷基链长约为C8至C22，优选C10至C18。这种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少于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”是指在本发明的洗衣皂条组合物中没有故意添加的合成表面活性剂。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添加的非皂阴离子表面活性剂。
可溶性填料：
任选地，本发明的组合物包括可溶性填料。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。多元醇是本文使用的表示具有多个羟基(至少两个，优选至少三个)的化合物的术语，其是高度水溶性的，优选易溶于水。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，例如甘油和丙二醇；糖类，如山梨醇、甘露醇、蔗糖和葡萄糖；改性碳水化合物，例如水解淀粉、糊精和麦芽糖糊精，以及聚合合成多元醇，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组合物重量的0重量％至10重量％，优选0.5重量％至7.5重量％，还优选1重量％至7重量％，最优选小于6重量％的可溶性填料。优选地，皂条组合物包括0.5至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、大米、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颗粒状材料，其包括不溶性多糖如交联或不溶性淀粉和纤维素、合成聚合物或其混合物。本发明的组合物包括小于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”是指在本发明的洗衣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、其他碳酸盐、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，具有片状硅酸盐结构和组成Mg3Si4(OH)22，并且可以以水合形式获得。其它任选的不溶性无机颗粒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。优选地，该组合物基本上不含淀粉、滑石和粘土如高岭土。
本发明的组合物包含洗衣皂条组合物重量的0重量％至12重量％的无机辅助材料，优选2重量％至10重量％的无机辅助材料。还优选无机辅助材料小于组合物的5重量％。
碱性中和剂：
用于中和脂肪酸皂活性物质的酸前体的碱性物质选自硅酸盐、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。优选地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物质是硅酸钠、氢氧化钠、铝酸钠、碳酸钠。
少量添加剂：
可以包含在本发明的洗衣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，其可以在组合物中掺入至多10重量％。香料可以任选以组合物的约0.1重量％至1.5重量％的水平存在。可以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，本发明的组合物包含电解质。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表面活性剂。在皂制备过程中包括的适当电解质为碱金属盐。包含在本发明组合物中的优选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、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，和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。优选地，电解质是碳酸钠或氯化钠。为避免疑问，需要澄清的是电解质是非皂材料。本发明的组合物包含组合物重量的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。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，本发明的组合物包括螯合剂。螯合剂可以选自但不限于乙二胺四乙酸(EDTA)、亚乙基羟基二膦酸(EHDP)或它们的混合物。螯合剂优选以0.01重量％至1重量％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。
聚合物：
任选地，本发明的组合物包括聚合物，优选地选自阳离子多糖、糖和合成阳离子单体的阳离子共聚物、二甲基二烯丙基氯化铵的均聚物、二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物、氨基醇的季铵化乙烯基吡咯烷酮丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物、衍生自丙烯酸和/或甲基丙烯酸的阳离子均聚物和共聚物、聚亚烷基亚胺和乙氧基聚亚烷基亚胺及其混合物的阳离子聚合物。阳离子聚合物包括天然和合成来源的阳离子聚合物。优选地，阳离子聚合物是二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)的聚合物，其包括二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)的均聚物和共聚物或其混合物。优选地，二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物。
适用于本发明洗衣皂条组合物的聚合物的非限制性实例包括Lubrizol.Inc.的Merquat S和Merquat 550和Merquat 100，以及丙烯酸共聚物，例如NoveriteTM GP250。根据本发明的洗衣皂条组合物包含按重量计0.01重量％至5重量％的阳离子聚合物。
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。除了上面公开的任选成分之外，用于个人洗涤皂条组合物的组成可以包括遮光剂，当遮光剂存在时，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。当需要不透明的皂组合物时，可以使用的特别优选的遮光剂是乙二醇单硬脂酸酯或二硬脂酸酯，例如以在月桂基醚硫酸钠中的20％溶液的形式。可选的遮光剂是硬脂酸锌。
本发明的优选个人洗涤皂组合物的pH为8至11，更优选9至11。
优选的组合物可以另外包含高达30重量％的有益剂。优选的有益剂包括保湿剂、润肤剂、防晒剂、皮肤美白剂和抗老化化合物。可以在制造条的过程的适当步骤中加入这些有益剂。一些有益剂可以作为宏域(macro domain)引入。
皂条组合物
根据本发明的洗衣皂条组合物是具有高水含量的低TFM皂条组合物。该皂条组合物在储存过程中保持了条中的高水含量，并提供了优异的手感、硬度、清洁和起泡性能。优选地，本发明的洗衣皂条组合物通过任何常规方法制备成条的形式，所述常规方法包括框架冷却(frame cooling)法(铸条路线)或碾磨和压条法(挤出路线)。优选地，该组合物是具有高水含量的挤出的洗衣皂条组合物，其仍然易于挤出和冲压。
pH值：
当在25℃下使用去离子水中的4重量％的溶液进行测量时，根据本发明的洗衣皂条组合物具有9至13，优选9至11，更优选9.5至10.5的pH值。根据第一方面的条组合物，其中当在25℃下用蒸馏水在4％溶液中测量时，该组合物的pH值在9至13的范围内。
总脂肪物质：
术语“总脂肪物质”或TFM用于表示皂中存在的脂肪酸和甘油三酯残基的重量百分比，不包括伴随的阳离子。根据本发明的皂条组合物具有在30％至55％范围内的TFM，更优选TFM在30％至50％，进一步优选35％至50％，还优选40％至55％的范围内。
形状：
根据本发明的洗衣皂条组合物可以采取任何形状。根据本发明的条具有低的水损失速率，这意味着该条在冲压时以及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的硬度表示为将探针移动预定距离所需的Kg力。硬度是用硬度计测量的。将待测定硬度的条放在测试平台上。然后将测量仪器的探针靠近条组合物的表面放置，但不接触它。接下来，启动仪器，测量达到预设目标距离所需的力，并记录观察结果。优选地，在大约10至40的目标穿透距离下，仪器读数为1300至3000力(RT)，以Kg计。
密度：
根据本发明的洗衣皂条组合物具有0.8至1.3，优选1.01至1.15克/立方米的密度。本发明的一个显著优点是它允许掺入水而不会显著影响条的密度。本发明的条密度类似于具有较高脂肪酸皂量的常规洗衣皂条组合物的密度。
碘值：
优选地根据本发明的洗衣皂组合物包括碘值在30至70范围内，更优选在30至60范围内，最优选在35至45范围内的皂。本发明组合物的碘值通过Wijs 20方法，The AmericanOil Chemists'Society(AOCS)Official Method Cd 1-25，1988年修订测量。
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、脂肪或蜡吸收的碘的量，以克计。饱和油、脂肪和蜡不吸收碘；因此，它们的碘值为零；但是不饱和油、脂肪和蜡会吸收碘。碘吸附越多，碘值越高。
制备洗衣皂条组合物的方法
根据本发明的第二方面，公开了一种用于制备第一方面的洗衣皂条组合物的方法，包括以下步骤：
i)用碱性中和剂中和一种或多种脂肪酸或脂肪以获得脂肪酸皂；
ii)用酸酸化碱性硅酸盐以原位形成硅胶；
iii)加入硅酸盐结构化剂和水以形成面团状物质；和
iv)将所得面团状物质转化成成型的洗衣皂条组合物。
其中洗衣皂条组合物具有30重量％至55重量％的脂肪酸皂和30重量％至45重量％的水，其中硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
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根据本发明的洗衣皂条组合物。优选地，使用挤出路线制备本发明的皂条组合物。优选使用Sigma混合机工艺(后加料路线)或螺旋搅拌器/Mazzonni/喷雾干燥器工艺。
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或不同脂肪酸的混合物。优选地，脂肪酸是不同脂肪酸的混合物。所用的脂肪是那些提供优选量的短链脂肪分子和长链脂肪分子的脂肪的组合。如本文所用，术语脂肪还包括本领域技术人员通常已知的油。中和步骤通过使用碱性中和剂来实现以形成脂肪酸皂，所述中和剂优选选自硅酸盐、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，优选碱性中和剂是氢氧化物或硅酸盐。还优选用于中和的碱性中和剂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先形成或原位产生。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，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，其优选通过将微溶于水的钙化合物与碱金属硅酸盐混合以原位形成硅酸钙来原位生成。碱金属硅酸盐优选是硅酸钠。微溶于水的钙化合物25℃的温度下的水溶解度小于2克/升。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。更优选地，钙化合物是氢氧化钙、硫酸钙或其混合物。优选地，微溶于水的钙化合物选自氢氧化钙或硫酸钙，最优选氢氧化钙。
优选地，该方法可以包括掺入进一步的硅酸盐结构化剂。进一步的硅酸盐结构化剂是指在硅酸钙、硅酸铝和铝硅酸钠之外包括的那些另外的结构化剂。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原位形成硅酸镁来原位产生。碱金属硅酸盐优选是硅酸钠。镁源是镁化合物，优选微溶于水的镁化合物在25℃温度下的水溶解度小于2克/升。镁化合物优选选自氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氯化镁、硫酸镁及其组合。优选镁化合物是硫酸镁。
硅酸盐结构化剂可以是硅酸铝或硅酸铝钠(本文也称为铝硅酸钠)。优选地，硅酸铝结构化剂的原位生成是通过使选自(a)可溶性铝盐和硅酸盐或(b)铝酸钠和碱性硅酸盐的前体材料的反应进行的。其优选使用单体铝源与硅酸根阴离子缩合而原位产生。优选的单体铝源是硫酸铝，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将铝硅酸钠形成到制剂中。铝硅酸钠结构化剂优选以洗衣皂条组合物重量的0.5重量％至10重量％范围的量存在。优选地，硅铝酸钠结构化剂可以通过使硫酸铝与碱金属碳酸盐反应然后与碱性硅酸盐反应以形成硅铝酸钠而原位形成。优选地碱金属碳酸盐是碳酸钠，碱性硅酸盐是硅酸钠。
在本发明的一个实施方式中，在加入硅酸盐结构化剂的过程中，在原位形成硅酸盐结构化剂的步骤中使用过量的碱性硅酸盐，优选硅酸钠。随后通过使剩余的碱性硅酸盐与酸反应原位形成硅胶。
用碱性中和剂中和脂肪酸或脂肪的步骤可以在形成硅酸盐结构化剂的步骤之前或之后。或者，可以在反应中加入预先形成的皂。
用于原位制备硅胶的方法：
下一步包括用酸酸化碱性硅酸盐以原位形成硅胶。优选地硅酸盐是碱金属硅酸盐，更优选硅酸钠，酸选自无机酸(优选碳酸氢钠)或有机酸。优选地，酸选自二氧化碳、有机酸、碳酸氢盐或其混合物。优选地碳酸氢盐是碳酸氢钠。在酸化步骤中，将所需浓度、大约化学计量比例或稍微过量的硅酸盐与酸混合。硅酸盐可以在室温下加入，或者在混合之前可以单独进行加热至约45℃至80℃范围内，优选约60℃的温度的进一步步骤。优选地，通过用碳酸氢盐酸化碱性硅酸盐原位形成硅胶。优选地碱性硅酸盐是硅酸钠，碳酸氢盐是碳酸氢钠。优选地碳酸氢钠与硅酸钠的重量比在1:5至1:7的范围内。
在密闭容器条件下，在大气压或基本上大气压下，将反应物同时引入反应容器中，并对反应物料进行搅拌以均匀混合。允许反应进行到完成，这通常需要大约20到30分钟。此后，通过加入酸或硅酸盐将硅胶的pH值调节至所需水平。最终面团状物质的pH值优选被调节到pH7.2至10.0的范围内。
洗衣皂条组合物的制备优选包括用选自碳酸氢盐、二氧化碳或有机酸的酸源酸化过量的碱金属硅酸盐以形成硅胶。优选地碳酸氢盐与碱金属硅酸盐反应以形成硅胶。优选地，碳酸氢盐是碳酸氢钠，碱金属硅酸盐是硅酸钠。
在本发明的一个实施方式中，用于制备洗衣皂条组合物的步骤包括原位制备硅胶，然后原位制备硅酸盐结构化剂的步骤。在这种情况下，用酸(优选碳酸氢盐)酸化过量硅酸盐以原位形成硅胶的步骤之后是使剩余的硅酸盐与钙源接触以形成硅酸钙或与铝源接触以形成硅酸铝钠和水的步骤，以提供面团状物质。
螺旋搅拌器工艺：
步骤(i)：这是众所周知的用于制备洗衣皂条组合物的方法之一。在螺旋搅拌器工艺中，用碱性中和剂中和一种或多种脂肪酸或脂肪以获得脂肪酸皂的步骤是通过在维持在50℃至90℃的温度下的螺旋搅拌器中加入脂肪酸或脂肪来进行的，所述脂肪酸或脂肪具有优选比例范围的具有C12或以下的较短链长的脂肪酸和具有C14或更长的较长链长的脂肪酸。所使用的油可从蒸馏脂肪酸或中性油脂选择。接下来，加入碱性中和剂，优选氢氧化钠或氢氧化钾，其量为实现脂肪酸或脂肪完全皂化所需的量。之后，将螺旋搅拌器的温度升高到75℃至120℃的范围。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。在这一阶段加入足够量的游离水，其是提供具有15重量％至45重量％的水的最终条组合物所需的。在中和脂肪酸或皂的步骤中或优选地在之后立即加入螯合剂。螯合剂的非限制性实例包括EHDP和EDTA。
步骤(ii)：下一步包括添加硅酸盐结构化剂或原位产生硅酸盐结构化剂。优选地原位产生硅酸盐结构化剂。优选地硅酸盐结构化剂是铝基的。优选地，铝化合物(例如硫酸铝)以固体形式或溶液形式加入到螺旋搅拌器中，并混合5至10分钟以与脂肪酸皂形成均匀的混合物。随后在环境温度条件下或者在加入到螺旋搅拌器之前稍微加热，加入化学计量比例过量的碱性硅酸盐，优选硅酸钠。添加后，将螺旋搅拌器中的内容物混合约5至10分钟，以使铝化合物与碱性硅酸盐完全反应而形成硅酸盐结构化剂。如上所述，优选地铝化合物是硫酸铝，碱性硅酸盐是硅酸钠，它们反应形成铝硅酸钠。优选地碳酸钠也存在于反应混合物中。
步骤(iii)：下一步包括用酸酸化硅酸盐以原位形成硅胶。首先，将酸(优选碳酸氢钠)加入到螺旋搅拌器中。碳酸氢钠优选为固体形式。之后，将碱性硅酸盐以化学计量比例加入到混合物中，并将团块混合5至10分钟以形成具有原位形成的硅胶的面团状物质。硅胶容纳过量的水。
优选地，在这一阶段，可以将阳离子聚合物添加到面团状物质中。在过程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、碱性物质(碳酸盐)，其被加入以形成面团状物质。皂条组合物可以优选包括阳离子聚合物，其优选是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)的均聚物的一个实例是Lubrizol.,Inc以注册商标MERQUAT销售的产品。非限制性实例包括MerquatTM100，它是一种高带电的阳离子二甲基二烯丙基氯化铵均聚物。高度优选聚季铵盐-6聚合物的可商购实例包括例如，可从Lubrizol获得的商品名为MerquatTM 100的聚合物，其分子量为约150,000克/摩尔。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％至5重量％的阳离子聚合物。
在这一阶段，面团状物质的水分含量优选在30至45重量％的范围内。
干燥：形成的面团状物质优选在下一步中干燥。在该干燥步骤中，面团状物质被干燥以将混合物的水分含量降低至30重量％至45重量％。商业用的干燥步骤可以通过几种不同的方法实现。一种方法采用与第二进料辊结合的水冷辊，以将熔融的中和皂铺展成薄的均匀的层。然后将冷却的面团状物质从辊上刮下来形成碎片，并在隧道式干燥机中干燥到特定的水分水平。一种现代的干燥技术被称为喷雾干燥。这个过程通过喷嘴将熔化的面团状物质引导至塔的顶部。经喷雾以形成干燥皂混合物的面团状物质硬化，然后在热空气流的存在下干燥。可以施加真空以促进水的去除，优选提供至少50毫米汞柱绝对压力的真空。然后将干燥的皂混合物挤出以形成水含量为30重量％至45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，干燥器是mazzoni真空喷雾干燥器，其温度保持在85℃至90℃，真空保持在700毫米汞柱，流速约为每小时3至8吨。
压条：优选在干燥后，在面团状物质进行压条步骤时，将干燥的皂细条转移到压条机。在压条中，该步骤包含将皂细条转化成成型的洗衣皂条组合物。常规压条机设置的筒温度约为90华氏度(32℃)，机头温度约为110华氏度(43℃)。所用的压条机是双级双螺杆压条机，其允许两级之间约40至65毫米汞柱的真空。优选地，可以在这个阶段加入香料。从压条机中挤出的皂圆条通常是圆形或椭圆形横截面，并被切成单个的柱塞。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。冲压后，成品皂条被包装在所需的包装材料中，该包装材料可选自层压材料、薄膜、纸或其组合。
在一个优选的方法中，在压条之前，干燥的皂细条可以受在简单的桨式混合器中进行的合并步骤，其中将细条加入到合并器中，其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，来自合并器的混合物可以优选经受研磨步骤。在三辊皂磨机中，合并的混合物通过温度设置为29℃至41℃的辊以获得均匀的混合物，这是一个紧密混合步骤，其中皂混合物经受压缩和强剪切作用。在研磨机中混合后，混合物被转移到压条机。
Sigma混合器(后加料)工艺：
另一种众所周知的用于制备洗衣皂条组合物的方法被称为后加料工艺或sigma混合器工艺。sigma混合器工艺包括使用螺旋搅拌器或犁式混合机制备皂细条。
在螺旋混合器或犁式混合器中进行用碱性中和剂中和脂肪酸或脂肪的步骤，其中将脂肪酸或油/脂肪与碱性中和剂(优选氢氧化钠)一起加入，所述脂肪酸或油/脂肪具有期望水平的C12或以下的较短链长的脂肪酸分子和C14或以上的较长链长的脂肪酸分子。继续该步骤，即加入氢氧化钠，直到完全中和脂肪酸或脂肪/油。优选地在中和步骤中，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。在这一阶段加入足够量的游离水，这是提供具有30重量％至45重量％水的最终条组合物所需的。在中和脂肪酸或皂的步骤中或优选在之后立即加入螯合剂。螯合剂的非限制性实例包括EHDP和EDTA。
在下一步中，干燥如上所述在螺旋搅拌器工艺中的中和的脂肪酸皂，优选在真空喷雾干燥器中干燥。形成的皂细条具有30重量％至45重量％的水分含量。
在下一步骤中，用以获得具有30重量％至45重量％的水的最终洗衣条组合物的30重量％至55重量％的干燥脂肪酸皂和所需水平的水被加入到sigma混合器中，且混合器优选运行10至15分钟以均质化。
优选地，在下一步骤中，如上文参照螺旋搅拌器工艺所述形成硅酸盐结构化剂和硅胶，以形成面团状物质。之后，面团状物质经历如上所述的压条步骤。面团状物质经历压条步骤，其中面团状物质被转移到压条机中，其包括将面团状物质转化成成型的洗衣皂条组合物。
根据第三方面，本发明公开了硅胶、硅酸盐结构化剂和30重量％至45重量％的水在具有30重量％至55重量％的脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供良好的用户性能、改善的皂条性能或泡沫特性或改善的芳香递送的用途，其中硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
现在将通过以下非限制性实施例来说明本发明。
实施例
实施例1
使用表1所示的配方制备根据本发明的洗衣皂条组合物(Ex 1)。根据所需的共混物称量脂肪酸/脂肪，并用氢氧化钠中和。之后，加入表1中所示的其它阳离子聚合物和水以及其它成分，将混合物压条，然后挤出以形成成型的洗衣条组合物。硅胶在制备洗衣条的过程中通过使硅酸钠与碳酸氢钠反应以原位形成硅胶而形成。硅酸盐结构化剂是通过将硫酸铝与碳酸钠混合，然后与硅酸钠混合以形成铝硅酸钠而原位形成的。
条参数的测量：
a)条硬度
条硬度是指条在制造后的硬度，它给出了在处理、运输和使用过程中的加工性、强度和结构完整性的保持的指示。
通过使用TA-XT Express Texture Analyser测定条硬度，该分析仪具有30°锥形探针，该探针以指定的速度穿透皂条样本至预定的深度。记录在指定深度产生的阻力。将待测硬度的条放在测试平台上。然后将测量仪器的探针靠近条组合物的表面放置，但不接触它。接下来，启动仪器，测量达到预设目标距离所需的力，并记录观察结果(以g计的力，gf)。
该数值可能与屈服应力有关(ref 2)，其长期以来被认为是加工性的重要决定因素，且也与使用性能有关。测量新制备的条和储存24小时后的条的硬度。
b)测量洗衣皂条组合物的pH值
在25℃下在用蒸馏水的4％溶液中测量洗衣皂条组合物的pH值
c)％磨损率测量：
磨损率是指条在使用过程中的损耗量，用通过重量来测量。
步骤1：预调理步骤
将洗衣皂条切成以下尺寸的块，8.5厘米×5厘米。
将湿布放在皂盘上，将切割的皂条的工作面放在该皂盘上接触湿布，并转移到密封的聚乙烯袋中。将皂条静置1小时而不扰动。
一小时后，将放在皂盘上的皂条从袋中取出，并将皂盘放在一边。将65cm×60cm尺寸的棉布块浸入硬度15FH的水中，在布块完全浸湿后，将其从水中取出，让水滴出。一旦不再有水从布块上滴下，将布块放在平的金属或塑料托盘上，将布块的表面弄平，并使任何截留的气泡平顺(smoothen out)。
接下来，将洗衣皂条从皂盘中取出并固定到条夹持器上。现在通过在每个行程中将夹持器从棉布的一个边缘移动到棉布的另一个边缘，将洗衣皂条的工作面沿着湿棉布的长度(长度60cm)施加到搁置在塑料或平坦金属托盘上的湿棉布块上。施加两个这样的行程使得行程沿着湿棉布的长度不重叠。这完成了预调理步骤。在这一阶段，测量条的重量并记录条连同夹持器的重量(W0)。
步骤2：磨损率评估
在确定条的重量后，通过将夹持器从布块的一个边缘移动到布块的另一个边缘而覆盖60cm的距离，沿着湿布块的长度以5个不重叠的行程再次摩擦条的工作面。在5个行程之后，测量并记录条连同夹持器的重量(W)。％磨损率计算如下：
3米(60厘米x 5行程)上的重量损失＝W0-W
6.注：对于给定的产品，五(5)倍有效布长上的平均重量损失对应于三米(3米)上的重量损失——且可表示为应用至织物每10米的重量损失，如下所示：
7.每10米的重量损失＝3米上的重量损失x 10
d)软糊(sog and mush)的测定
软糊是指水从空气渗入到条中，并与条湿软的原因有关。
为了测量制备的洗衣条组合物的软糊，遵循以下过程。
步骤1：预调理步骤
将布块放在皂盆中，加入10毫升水。此后，将洗衣条组合物放入皂盆中，并将皂盆与洗衣条组合物一起放入密封袋中，静置1小时而不扰动。
步骤2：软糊评估
在1小时结束时，从密封袋中取出洗衣皂条组合物。取新的布块(尺寸40厘米×25厘米)并浸入水中润湿布块。此后，取出布块并让其滴水。接下来将布块放置在平坦的表面上，并在表面上铺开和弄平。轻轻擦拭并除去任何过量的水。将预调理的洗衣皂条组合物在湿布块一端置于夹持器中，并温和拉到布块的另一端。这一过程重复两次，一次在布块的顶表面上，然后在布块的另一表面上。此后，测量并记录洗衣皂条的重量(W1)。接下来，将洗衣皂条再次放入皂盆中，并转移至密封袋中，静置4小时而不扰动。
步骤3：软糊评估
4小时后，从密封袋中取出洗衣皂条。测量并记录洗衣皂条的重量(W2)。接下来，用抹刀在条的表面上和沿条的侧面将洗衣皂条上的软糊层轻轻刮去。现在，第三次测量并记录洗衣皂条的重量(W3)。此后，将洗衣皂条静置而不扰动，一天后目测评估条的任何开裂。
使用以下公式计算软糊
30平方厘米上的重量损失＝[(W1–W3)*30]/面积(40平方厘米)
30平方厘米上的软糊＝[(W2–W3)*30]/面积(40平方厘米)
e)泡沫的测量
污垢泡沫(soil lather)是指洗涤过程中产生的泡沫，消费者通过它来控制产品剂量。
步骤1：预调理步骤
将布块放在皂盆中，加入10毫升水。此后，将洗衣条组合物放入皂盆中，并将皂盆与洗衣条组合物一起放入密封袋中，静置1小时而不扰动。
步骤2：泡沫评估
将尺寸为40cm×25cm的白色毛巾布浸入硬度为15FH的水中，当其完全浸湿时，将毛巾布从水中取出，让其滴水，直到不再有水滴出来。接下来将毛巾布放在平坦的金属托盘上，除去任何褶皱和气泡，并使毛巾表面平滑。
取出洗衣条，将条的测试面置于夹持器中。将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。这个过程重复两次。行程是不重叠的。
接下来，将100毫升水(15FH硬度)倒在织物上，毛巾在每个角处摩擦8次。然后挤压毛巾以将毛巾上的所有的水和泡沫挤出到量筒中。将另外20毫升水加到毛巾上，并刮取残留在毛巾上的泡沫和水，并转移到量筒中。产生的泡沫量计算如下：
泡沫体积(毫升)＝水和泡沫的总体积-水的体积。
让泡沫静置10分钟不受干扰，再次计算并记录泡沫体积的读数。
表1
表1中的数据表明组成中具有低脂肪酸皂含量(43重量％)和高于正常的水含量(36重量％)的洗衣皂条组合物提供了良好的条性能，如硬度和磨损率，以及在不同硬度水平的水中良好的起泡性。
实施例2：根据本发明的洗衣皂条组合物的清洁性能的评价。
通过使用污渍去除指数值(SRI)来评价如表2所示的根据本发明的皂条组合物(Ex2、Ex 3)和对照组合物(Ex C1)的清洁性能。使用具有不同污渍类型的样本测量SRI，如表2所示。使用FRU Precision Colorimeter WF32进行测量，该色度计具有以LAB标度测量颜色的集成软件，并配备为计算CIELABΔE*的色差，其是玷污样本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。使用洗涤前玷污区域和未玷污织物之间的差异，对于未洗涤污渍和洗涤污渍两者计算色差。根据获得的两个值，使用以下公式计算污渍去除指数(SRI)
这里“US”是指未洗涤玷污区域，“WS”是洗涤的玷污区域，UF是未洗涤的未玷污织物区域，ΔE(US-UF)表示未洗涤的玷污与未玷法织物的色差，ΔE(WS-UF)表示洗涤的玷污与未玷污织物的色差。SRI是洗涤后污渍强度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对应于完全去除污渍。SRI值越高，去污潜力越强。色度计与对应于6500K的表示为D65的光源一起使用。
为了测定SRI，使用了标准方案，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：测量织物上污渍的颜色(未洗涤的玷污区域)。2.打开涤垢仪，并将温度设置为25℃。3.加入所需硬度的水，加热至25℃ 10分钟。4.将制剂加入每个罐中，然后以100rpm搅拌1分钟。5.将玷污样本和压载物加入每个罐子中。6.开始洗涤，以100rpm搅拌，并保持洗涤12分钟。7.用新鲜水(24FH)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。
制备的皂条组合物和随后进行的SRI研究的细节如表2所示。根据本发明的组合物(Ex 2、Ex 3)中的硅胶通过硅酸钠和碳酸氢钠的反应原位制备。Ex 2中的硅酸盐结构化剂是铝硅酸钠，它是通过硫酸铝与碳酸钠然后与硅酸钠的反应原位制备的。Ex 3中的硅酸盐结构化剂是硅酸钙，其通过硅酸钠与硅酸钙的反应原位形成。
表2
表2中给出的数据表明，本发明之外的组合物(Ex C1)的SRI值低于本发明之内的组合物(Ex 2、Ex 3)提供的SRI值。因此，证明了当与具有较高皂含量但不含硅酸盐结构化剂和硅胶的皂条组合物相比时，较高水平的水和较低皂浓度的具有硅酸盐结构化剂和硅胶的组合的根据本发明的组合物对难以去除的污渍(例如脂肪-油性污渍如红咖喱污渍、机油污渍和可漂白污渍如黑色咖啡污渍)具有更好的污渍去除性能。
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质量的评价。
制备具有表2中提供的配方的对照皂条组合物(Ex C1)和根据本发明的组合物(Ex2、Ex 3)，并将0.14重量％的香茅醛香料掺入各皂条组合物中。在相似的条件下使用每一种皂条组合物(Ex C1、Ex 2、Ex 3)洗涤测试织物。然后，一组经过训练的小组成员在以下条件下评价芳香性能：(a)打开包装后即时的皂条组合物的芳香递送，(b)洗涤中的芳香递送，和(c)漂洗后在湿织物上的芳香递送，评价细节见表3。
表3
从表3提供的数据可以看出，与对比组合物Ex C1相比，Ex 2和Ex 3的芳香性能更好。
实施例4：测定皂条组合物的表面性质：
在温度25℃下在BP100张力计(Krüss GmbH，Germany)上使用最大气泡压力法在10至50 000ms表面老化(surface age)之间测量动态表面张力。从显示表面张力随时间变化的动力学曲线中，选择100ms处时的值，因为它通常与手洗时的空气滞留和气泡形成的特征时间有很好的相关性。以mN/m为单位的动态表面张力以100毫秒间隔记录。
记录使用24°FH水制备的皂溶液的动态表面张力，并在下表4中提供。
表4
皂条组合物 动态表面张力(mN/m)
Ex C1 60
Ex 2 50
Ex 3 54
如表4所示，在类似条件下，根据本发明的皂条组合物(Ex 2、Ex 3)的水溶液的动态表面张力低于对照组合物(Ex C1)的动态表面张力。较低的动态表面张力表明根据本发明的皂条组合物(Ex 2、Ex 3)的清洁作用优于对照组合物(Ex 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)30重量％至55重量％的脂肪酸皂；
ii)10重量％至15重量％的具有至少25平方米/克的比表面积的硅胶；
iii)硅酸盐结构化剂，其中该硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物；和
iv)30重量％至45重量％的水。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述硅胶通过使碱性硅酸盐与选自有机酸、二氧化碳和碳酸氢盐的酸反应而原位形成。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述碳酸氢盐是碳酸氢钠。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述硅酸盐结构化剂是通过使钙化合物与碱性硅酸盐反应而原位形成的硅酸钙，其中所述钙化合物选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氯化钙、硫酸钙及其组合，更优选地所述钙化合物是氢氧化钙、硫酸钙或其混合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述硅酸盐结构化剂是通过使铝化合物与碱性硅酸盐反应而原位形成的硅酸铝，其中所述铝化合物选自可溶性铝盐，优选硫酸铝或铝酸钠。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述硅酸盐结构化剂是通过使铝化合物与碱金属碳酸盐反应并进一步与碱性硅酸盐反应以形成铝硅酸钠而原位形成的铝硅酸钠，优选地所述铝化合物是硫酸铝，和所述碱金属碳酸盐是碳酸钠。
7.根据权利要求2或4至6中任一项所述的组合物，其中所述碱性硅酸盐是硅酸钠。
8.根据前述权利要求中任一项所述的条组合物，其中所述组合物包含0.5重量％至10重量％的硅酸盐结构化剂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的条组合物，其中所述组合物包含10重量％至15重量％的硅胶。
10.根据前述权利要求中任一项所述的条组合物，其中所述组合物包含阳离子聚合物。
11.一种用于制备根据前述权利要求中任一项所述的洗衣皂条组合物的方法，该方法包括以下步骤：
i)用碱性中和剂中和一种或多种脂肪酸或脂肪以获得脂肪酸皂；
ii)用酸酸化碱性硅酸盐以形成硅胶，其中优选地，所述酸是碳酸氢盐，更优选地碳酸氢钠；
iii)向步骤(i)中形成的脂肪酸皂加入预先形成的或原位形成的硅酸盐结构化剂和水以形成面团状物质；和
iv)将所得面团状物质转化成成型的洗衣皂条组合物，
其中该洗衣皂条组合物包含30重量％至55重量％的脂肪酸皂和15重量％至45重量％的水。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述硅酸盐结构化剂通过使钙化合物或铝化合物与碱性硅酸盐反应以分别形成硅酸钙、铝硅酸钠而原位形成，优选地所述碱性硅酸盐是硅酸钠。
13.具有至少25平方米/克的比表面积的硅胶、硅酸盐结构化剂和30重量％至45重量％的水在具有30重量％至55重量％的脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的条性能的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
14.具有至少25平方米/克的比表面积的硅胶、硅酸盐结构化剂和30重量％至45重量％的水在具有30重量％至55重量％的脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的起泡特性的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
15.具有至少25平方米/克的比表面积的硅胶、硅酸盐结构化剂和30重量％至45重量％的水在具有30重量％至55重量％的脂肪酸皂的洗衣皂条组合物中用于提供改善的芳香递送的用途，其中所述硅酸盐结构化剂选自硅酸钙、硅酸铝、铝硅酸钠或其混合物。
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