CN117925338A - 一种洗衣凝珠及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗衣凝珠及其制备方法，该洗衣凝珠包括水溶膜及其包裹的浓缩洗衣液；其特征是，所述浓缩洗衣液包括以下重量百分比的组分：20～35％水，5～15％有机溶剂，15～25％阴离子表面活性剂，5～20％非离子表面活性剂，6～12％高分子助剂，8～15％保水助剂。该洗衣凝珠在浓缩洗衣液具有高含水量的情况下，仍保持好的高低温稳定性，以及具有较强的去污能力。

Description

一种洗衣凝珠及其制备方法

技术领域

本发明属于日用化工领域，涉及一种洗衣凝珠及其制备方法。

背景技术

目前市面上的洗衣凝珠多数采用包含聚乙烯醇(PVA)的水溶膜作为其外包材，而水溶膜遇水溶解的特性决定了洗衣凝珠内的浓缩洗衣液中水的含量一般需要小于10％。该浓缩洗衣液中水含量过高便会破坏洗衣凝珠饱满坚挺的造型，甚至会导致水溶膜溶解破裂，产生漏液的问题；此外，洗衣凝珠中的浓缩洗衣液常采用高含量的表面活性剂，而为避免出现凝胶现象，需要采用大量的增溶剂。所以，现有洗衣凝珠的洗衣液配方通常使用有机溶剂代替水起增溶作用，通常用量在25％以上，从而降低其含水量，保证洗衣凝珠外观形态和长时间储存的稳定性。

但是，洗衣凝珠中的浓缩洗衣液中大量的有机溶剂也具有明显的环境不友好、成本高的缺点。同时，与高含水率常规洗衣液体系相比，过低的含水率无法增加更多的功能性助剂，导致产品的配方性能和去污功能受到了极大地限制。

因此，通过增加浓缩洗衣液配方体系含水量的同时，保证外观包材造型坚挺、瞬时抗压能力高，不发生凝胶、沉淀分层和变色现象成为洗衣凝珠配方亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种洗衣凝珠及其制备方法，该洗衣凝珠在浓缩洗衣液具有高含水量的情况下，仍保持好的高低温稳定性，以及具有较强的去污能力。上述高低温稳定性包括洗衣凝珠的外观形态稳定性以及其中浓缩洗衣液的色泽、状态稳定性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种洗衣凝珠，包括水溶膜及其包裹的浓缩洗衣液；其特征是，所述浓缩洗衣液包括以下重量百分比的组分：20～35％水，5～15％有机溶剂，15～25％阴离子表面活性剂，5～20％非离子表面活性剂，6～12％高分子助剂，8～15％保水助剂。

发明人经过研究发现，通常包裹在水溶性膜内的浓缩洗衣液的体系中含水量≥15％时，容易使含PVA的水溶膜出现造型瘪塌的问题；但当含水量＜15％时，则需要大量的有机溶剂才能保证体系不发生凝胶和沉淀分层现象，而这是现有技术常采用的方法。另外，由于现有洗衣凝珠中的浓缩洗衣液体系中的水分含量比较少，不能够采用无机碱来中和直链烷基苯磺酸，只能使用有机碱，例如单乙醇胺，来进行中和，然而使用醇胺进行中和会令体系在贮存过程中出现的黄变现象严重。

本发明的特点在于利用大量的高分子助剂和保水助剂及体系中其它组分比例的调节和协同作用，使得在20～35％含水量的情况下洗衣凝珠依然能长时间稳定保持饱满坚挺的造型。本发明还有另一个特点，当体系中含有直链烷基苯磺酸时，可采用无机碱(如氢氧化钠、氢氧化钾)来中和，有效地提高了体系在货架期的色泽稳定性，降低黄变风险。

具体地，本发明所述高分子助剂和保水助剂复配会产生保水效果，能防止水溶膜被水浸润而被溶解导致造型瘪塌或漏液，又能防止水分通过水溶膜挥发导致出现凝胶和析出现象。

所以，本发明基于高分子助剂和保水助剂复配所产生的保水效果，提高浓缩洗衣液的含水量，从而令有机溶剂的含量降低至5～15％时，也可以保证较高含量的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂能充分溶解，防止了体系出现凝胶现象，同时，使用无机碱替代有机碱作为中和剂，令所述浓缩洗衣液在贮存过程中依然保持良好的色泽。

为了获得好的保水效果，发明人发现高分子助剂和保水助剂的比例非常重要，含量过高体系粘度上升无法实际生产和制珠，含量过低则无法达到保水效果。

此外，本发明利用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，保证了浓缩洗衣液具有良好的去污能力；而且本发明发现所述保水助剂除了协同起到保水作用，还能提高浓缩洗衣液的去污能力。

作为本发明的具体实施方式，所述高分子助剂选自羟甲基纤维素、马来酸丙烯酸共聚物、海藻酸钠中的至少一种。优选地，所述高分子助剂为马来酸丙烯酸共聚物。

作为本发明的具体实施方式，所述保水助剂选自碳酸氢钠、碳酸钠、柠檬酸钠中的至少一种。优选地，所述保水助剂为碳酸氢钠和/或碳酸钠。

优选地，以重量比计，高分子助剂：保水助剂＝1～2:2～3时，体系含水量和高低温稳定性测试性能好。更优选地，高分子助剂：保水助剂＝2:3体系含水量最高，且高低温稳定性测试性能最佳。

作为本发明的优选实施方式，以重量比计，水：有机溶剂：阴离子表面活性剂：非离子表面活性剂：高分子助剂：保水助剂＝4～7:1～2:3～5:2～4:1～2:2～3，该组分重量比例下的洗衣凝珠在外观和高低温测试下稳定性更佳。

作为本发明的优选实施方式，所述有机溶剂选自丙二醇、丙三醇、聚乙二醇、山梨醇、异丙醇、乙醇中的至少一种。

作为本发明的优选实施方式，所述阴离子表面活性剂选自直链烷基苯磺酸、α-烯基磺酸钠(AOS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、月桂醇硫酸钠(K12)和仲烷基磺酸钠(SAS)中的至少一种。使用多种阴离子表面活性剂时，无比例限制。

作为本发明的优选实施方式，所述非离子表面活性剂选自烷基糖苷(APG)、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)、烷基醇聚氧乙烯醚中的至少一种。其中，脂肪醇聚氧乙烯醚具体可选自直链的烷基醇聚氧乙烯醚(AEO7、AEO9)、异构十三碳醇聚氧乙烯醚(1309L、To8)、异构C10脂肪醇醚(XP80、XL80)中的至少一种。使用多种非离子表面活性剂时，无比例限制。

APG是一种非离子表面活性剂，是由天然葡萄糖和天然脂肪醇一步直接合成的新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性,具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性，是国际公认的“绿色”功能性表面活性剂。APG表面张力低、无浊点、HLB值可调、湿润力强、去污力强、泡沫丰富细腻、配伍性强。APG无毒、无害、无刺激，生物降解性好，对人体非常温和，能显著改善配方体系的温和性。APG可与任何类型表面活性剂复配，协同效应明显，产品增稠效果显著、易于稀释、无凝胶现象，使用方便。但是发明人经过研究发现，非离子表面活性剂特别是APG的产品本身就有较高的含水量，在现有的浓缩洗衣液体系加入APG产品，会因为含水量超标而导致凝珠加速瘪塌，因此无法提高体系中APG的含量，致使洗涤效果提升受限。

FMEE是一种典型的非离子表面活性剂，是以脂肪酸甲酯经相应催化剂作用下，直接与环氧乙烷(EO)发生加成制得，与传统的脂肪醇乙氧基化物(AEO)相比，具有低泡沫、高浊点，冷水溶解速度快，除油除蜡效果好，在冬季仍具有很好的流动性，而FMEE则需要体系含水量至少达到15％以上才可以稳定。因此，上述两种绿色高效非离子表面活性剂无法在常规体系中得到有效的应用，而在本发明的体系中就能充分利用这两种非离子表面活性剂。

直链的烷基醇聚氧乙烯醚(AEOn)，又称为聚氧乙烯脂肪醇醚，是非离子表面活性剂中发展最快、用量最大的品种。这种类型的表面活性剂是由聚乙二醇(PEG)与脂肪醇缩合而成的醚，用以下通式表示：RO(CH₂CH₂O)_nH，其中n是聚合度。因聚乙二醇的聚合度和脂肪醇的种类不同而有不同的品种。其中，AEO7和AEO9广泛用于洗涤剂产品。

异构醇聚氧乙烯醚是非离子表面活性剂，为含有支链的非离子表面活性剂，具有渗透能力强，水溶性好，不容易与水作用形成凝胶的特点。

作为本发明的进一步实施方式，按重量百分比计，本发明所述浓缩洗衣液还包括0.3～4％的其它助剂，所述其它助剂可以为无机碱中和剂、酶制剂、微胶囊香精中的至少一种。其中，在本发明的浓缩洗衣液中，微胶囊香精无需额外添加悬浮剂对其进行悬浮，也可达到相当的悬浮效果。优选地，酶制剂0.5～1.5％，微胶囊香精0.1～3％。

本发明还提供了所述的洗衣凝珠的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水、高分子助剂加入乳化锅中，搅拌分散，均质2～3分钟，至分散均匀；

(2)继续将保水助剂加入乳化锅中，搅拌均匀，继续加入有机溶剂、表面活性剂及其它助剂等原料，搅拌均匀后取样观察测试，合格后出料，得到浓缩洗衣液；

(3)采用PVA水溶膜，通过洗衣凝珠包装机进行包装，制得洗衣凝珠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过高分子助剂和保水助剂及其它组分比例的调节和协同作用，使得洗衣凝珠可采用高含水量的浓缩洗衣液体系，并保证该洗衣凝珠稳定保持饱满坚挺的造型且不漏液，避免出现凝胶现象，降低因采用有机碱而黄变的风险；

此外，本发明的浓缩洗衣液具有抑菌效果，也因此不需要额外添加防腐剂。

2、本发明采用大量的高分子助剂和保水助剂提高洗衣凝珠的去污能力，换言之，本发明可在保证产品去污效果的同时降低成本。

3、本发明采用碳酸氢钠和碳酸钠等保水助剂，使洗衣凝珠具有抑菌效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例采用的原料除非特别说明，均为市售产品。

按表1的浓缩洗衣液配方制备实施例的洗衣凝珠，制备方法包括如下步骤：

(1)将水、高分子助剂加入乳化锅中，搅拌分散，均质2～3分钟，至分散均匀；

(2)继续将保水助剂加入乳化锅中，搅拌均匀，继续加入有机溶剂、碱中和剂、表面活性剂、酶制剂、微胶囊香精等原料，搅拌均匀后取样观察测试，合格后出料，得到浓缩洗衣液；

(3)采用市售的PVA水溶膜，通过洗衣凝珠包装机进行包装，制得洗衣凝珠。

表1浓缩洗衣液配方

对上述实施例和对比例的洗衣凝珠进行稳定性测试，并进行去污和抑菌能力测试，结果见表2；其中对比例4为市售的洗衣凝珠产品。

稳定性测试是针对具体的实际使用情况和仓储情况对洗衣凝珠的长期稳定性所进行的测试。考虑到我国幅员辽阔，冬天时有很大一部分地区都处于长期低温状态，而洗涤剂在低温状态下会发生浑浊、沉淀，甚至凝固的现象，所以，在产品开发的过程中，长期低温稳定性也是产品的考察内容；而在南方，高温的天气长，仓库的条件、运输的过程，都会有高达40～45℃的高温，这个温度会令洗衣凝珠中的香精、醇胺等发生色泽的变化，从而影响凝珠的外观，所以，在产品开发的过程中，长期高温稳定性也是产品的考察内容。根据本领域的研究经验，能在45℃和-5℃下保持1个月的稳定性，这个产品在商品的货架期(2年)能保证良好的质量，能在45℃和-5℃下保持2个月的稳定性，这个产品在3年都能保证良好的质量。

去污力测试按照QB/T 5658-2021洗衣凝珠执行，测试GB/T 13174规定的JB-01、JB-02、JB-03三种试验污布，样品试验溶液的浓度为0.05％，标准洗衣液溶液的试验浓度为0.2％，去污力的值为样品试验溶液的去污值与标准洗衣液溶液的去污值的比，其值越大，表明去污力越好。

耐压力测试方法：QB/T 5658-2021洗衣凝珠；

抑菌测试方法：QB/T 2738-2023日化产品抗菌抑菌效果的评价方法，实验样品浓度为1:100，作用时间为20分钟；

游离碱测试方法：GB/T 13173-2021表面活性剂洗涤剂试验方法。

表2洗衣凝珠测试结果

本发明通过保水助剂，高分子助剂及体系中组分比例的调节和协同作用使得体系具备20～35％高含水量，可以将有机溶剂的含量降低至5～15％。

而且，本发明的保水助剂同时能作为洗涤助剂，并代替一部分表活。从表1和表2可知，实施例4的总表面活性剂含量为30％，大概为市售产品(对比例4)总表面活性剂含量的一半，但其去污力已经超过市售产品的去污力。以碳酸钠(2000元/吨)为例，常规表活的价格一般约是1万元/吨或以上，本发明以碳酸钠为例代替部分表活，仅需不到一半的原料成本就能达到同样洗涤效果。

进一步，发明人经过研究发现通过加入碳酸氢钠和碳酸钠等保水助剂，对金黄葡萄球菌、大肠杆菌有抑菌效果，而且因此在浓缩洗衣液体系中不需要添加杀菌剂即可以达到抑菌效果，也不需要添加防腐剂亦能达到防腐效果。

本发明还意外地发现通过在浓缩洗衣液中使用高分子助剂和保水助剂的合适的比例和用量，能够得到具有较高的游离碱含量、但又与水溶性膜兼容的配方；其中实施例中的游离碱是由保水助剂引入的，而配方中氢氧化钠仅用于中和直链烷基苯磺酸，不提供游离碱的碱源。

在普通的洗衣液中，若其游离碱含量高，可以在洗涤过程中起到缓冲作用，提高洗涤环境的pH值，提高对碳黑和皮脂的去污力。不过，由于水溶性膜包含具有一定醇解度的聚乙烯醇，碱性的环境会破坏水溶性膜的结构，因此，现有洗衣凝珠的浓缩洗衣液则需要很好地控制pH值，使洗衣凝珠的游离碱含量为0。如对比例3的浓缩洗衣液，其不含有保水助剂、只有少量高分子助剂(即在本发明范围外)，通过增加氢氧化钠提高体系中游离碱的含量，可以发现，在游离碱为2％的情况下，洗衣凝珠包膜后，水溶性膜很快(1周内)将遭到破坏，凝珠出现塌陷的现象。而本发明所述浓缩洗衣液中的游离碱可以达到4.8％，并保证洗衣凝珠稳定。

此外，微胶囊香精，是液体香精被包裹于微胶囊壁材内，使香精芯材与外界隔绝形成的一类香精产品。在洗涤时洗涤剂中的微胶囊香精会沉积于织物上，等待干燥后，通过轻微触碰或摩擦破裂的微胶囊香精，就会缓慢释放出香气，从而达到持久留香的效果，因此，微胶囊香精需以悬浮的方式稳定在洗衣液体系中；从对比例5可以发现，不添加悬浮剂的配方，体系不能保持稳定，在1个月的稳定性测试期内，均出现浑浊的现象。所以，为使微胶囊香精均匀分散到洗衣液的体系中，行业内一般都需要通过添加入悬浮剂来达到目的，但其稳定效果一般(具体表现为室温条件下放置2～3个月会出现浑浊沉淀的现象，高温45℃条件下放置2周就会出现浑浊的现象)。发明人经过研究发现加入高分子助剂和保水助剂以及水的协同作用，可以不需要额外加入悬浮剂，就能够达到长久稳定悬浮微胶囊香精效果。

Claims (9)

1.一种洗衣凝珠，包括水溶膜及其包裹的浓缩洗衣液；其特征是，所述浓缩洗衣液包括以下重量百分比的组分：20～35％水，5～15％有机溶剂，15～25％阴离子表面活性剂，5～20％非离子表面活性剂，6～12％高分子助剂，8～15％保水助剂。

2.根据权利要求1所述的洗衣凝珠，其特征是，所述高分子助剂选自羟甲基纤维素、马来酸丙烯酸共聚物、海藻酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的洗衣凝珠，其特征是，所述保水助剂选自碳酸氢钠、碳酸钠、柠檬酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的洗衣凝珠，其特征是，以重量比计，高分子助剂：保水助剂＝1～2:2～3。

5.根据权利要求4所述的洗衣凝珠，其特征是，以重量比计，水：有机溶剂：阴离子表面活性剂：非离子表面活性剂：高分子助剂：保水助剂＝4～7:1～2:3～5:2～4:1～2:2～3。

6.根据权利要求5所述的洗衣凝珠，其特征是，所述有机溶剂选自丙二醇、丙三醇、聚乙二醇、山梨醇、异丙醇、乙醇中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的洗衣凝珠，其特征是，所述阴离子表面活性剂选自直链烷基苯磺酸、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂醇硫酸钠和仲烷基磺酸钠中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的洗衣凝珠，其特征是，烷基糖苷、脂肪酸甲酯乙氧基化物、烷基醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的洗衣凝珠，其特征是，所述浓缩洗衣液还包括0.3～4％的其它助剂，所述其它助剂为无机碱中和剂、酶制剂、微胶囊香精中的至少一种。