DE602004010831T2

DE602004010831T2 - Verfahren zur herstellung von seifenstücken mit niedrigem tensid- und hohem zuckeranteil

Info

Publication number: DE602004010831T2
Application number: DE602004010831T
Authority: DE
Inventors: Rajesh Unilever Hom Trumbull PATEL; Joseph Oreste Unilever Hom Trumbull CARNALI
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2024-10-05
Also published as: EP1670886A1; AU2004283229A1; AR046095A1; MXPA06003561A; ATE381609T1; AU2004283229B2; US6846786B1; WO2005040322A1; BRPI0415151B1; JP2007508403A; DE602004010831D1; EP1670886B1; ZA200602488B; MY136074A; BRPI0415151A; CN1863899A; CN1863899B; JP5047619B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf stückförmige Zusammensetzungen (z. B. stückförmige Schönheits- oder Körperpflegezusammensetzungen), vorzugsweise Seifenstückzusammensetzungen, umfassend relativ niedrige Gehalte an oberflächenaktivem Mittel und hohe Zuckergehalte. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Stücke unter Erhalt „weißerer" Stücke.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Üblicherweise bestehen Seifenstücke aus Gemischen aus löslichen Fettsäureseifen (die Schaumvorteile liefern) und unlöslichen Fettsäureseifen (die die Stückstruktur verleihen). Aus einer Vielzahl von Gründen kann die Verringerung der Gehalte an löslichen und unlöslichen oberflächenaktiven Komponenten in stückförmigen Zusammensetzungen wünschenswert sein, egal, ob deren Komponenten lösliche und unlösliche Fettsäureseifen oder ein lösliches und unlösliches synthetisches oberflächenaktives Mittel sind. Hohe Gehalte an oberflächenaktivem Mittel, insbesondere wenn das oberflächenaktive Mittel Fettsäureseife ist, können beispielsweise die Milde senken.
Eine Verringerung des Gehalts an oberflächenaktivem Mittel kann jedoch andere Folgen haben. Beispielsweise wird die Verringerung des Gehalts an unlöslichem oberflächenaktivem Mittel (z. B. unlösliche Fettsäuren) zwangsläufig von einer Erhöhung des Gehalts an Füllstoffen oder anderen Bestandteilen begleitet, die wiederum zu höheren Abnutzungsraten führen können. Ferner würde beispielsweise erwartet, daß ein verringerter Gehalt an löslichem oberflächenaktivem Mittel die Schaumerzeugung senken würde, wohingegen Schaum ein erwünschter Anhaltspunkt für den Verbraucher für eine gute Reinigung ist.
Wie angemerkt, ist zu erwarten, daß die Verringerung des Gehaltes an oberflächenaktivem Mittel (z. B. zur Erhöhung der Mild) und der Ersatz des oberflächenaktiven Mittels statt des sen durch Füllstoffe zu hohen Abnutzungsraten des Stücks und schlechten Schaumeigenschaften führen würde (siehe beispielsweise US-Patent Nr. 6,462,002 von Saxena et al.).
Unerwartet haben die Anmelder jedoch herausgefunden, daß es möglich ist, die Verwendung unlöslicher Fettsäuren (die die Struktur verbessern, die Schaumbildung jedoch hemmen) zu vermeiden oder zu minimieren, indem Stücke verwendet werden, die anfänglich hohe Zuckergehalte (z. B. mehr als 40 %) aufweisen. Es wurde herausgefunden, daß hohe Zuckergehalte selbst mit wenig oder ohne unlösliche(r) Fettsäure Struktur verleihen, während sie die Schaumzusammenbrucheffekte unlöslicher Fettsäuren vermeiden. Ferner liefern die Stücke aufgrund der niedrigen Gehalte an oberflächenaktivem Mittel eine verbesserte Milde. Des weiteren sind die Zucker (z. B. Saccharose und Disaccharide) preisgünstig und können leicht in Seifenstücke eingeschlossen werden.
Die in der Technik offenbarten Stücke haben typischerweise relativ hohe Gehalte an oberflächenaktiven Mitteln und relativ niedrige Gehalte an hydrophilen Erweichungsmitteln. WO 02/50226 (Unilever) offenbart beispielsweise ein Reinigungsstück mit wenig Wasser, das 15 Gew.-% bis 60 Gew.-% oberflächenaktives Mittel und hydrophiles Erweichungsmittel (welches mehrwertige Alkohole wie Glycerin und Propylenglycol und Polyole wie Polyethylenglycole enthalten kann) bei Gehalten von 5 bis 20 % umfaßt.
Ebenso offenbart US-Patent Nr. 6,376,441 B1 von Ross et al. Mehrphasenschmelzgießstücke, in denen, gemäß den Beispielen, Seife bei etwa 40 Gew.-% vorliegt und der Zuckergehalt etwa 16,8 % beträgt (bereitgestellt als eine 70%ige Saccharoselösung in Wasser).
Andere Dokumente von Interesse können die folgenden umfassen: US-Patent Nr. 6,458,751 von Abbas et al.; US-Patent Nr. 6,384,000 von McFann et al.; US-Patent Nr. 6,383,999 von Coyle et al.; US-Patent Nr. 6,224,812 von Allan et al.; US-Patent Nr. 6,174,845 von Rattinger et al.; WO 2002/061030 von Abbas et al.; WO 01/58422 von Coyle et al. und EP 0350306 von Chambers et al.
In keinem Dokument des Standes der Technik werden Stücke offenbart, die relativ geringe Gehalte (z. B. weniger als 25 Gew.-%) an oberflächenaktiven Mitteln aufweisen, umfassend lösliche Fettsäureseifen und Reinigungsmittel und wenig (weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 3 %, stärker bevorzugt weniger als 2 % und am stärksten bevorzugt weniger als 1 %) oder keine unlöslichen Fettsäureseifen; alle in Kombination mit hohen Zuckergehalten (mehr als 40 %, vorzugsweise mehr als etwa 50 %). Des weiteren gibt es keine Offenbarung dahingehend, daß die Stücke einer solchen Zusammensetzung, selbst wenn sie nur hypothetisch hergestellt würden, Braunfärbung nur bei einer bestimmten Verarbeitungsweise vermeiden können.
Im Hinblick darauf bezieht sich eine zweite Ausführungsform der Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von zuckerenthaltenden Stücken, wie oben angegeben, und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung weißerer Stücke, indem sichergestellt wird, daß ein Glasübergangsmodifikator, der in der Zusammensetzung verwendet wird, nach der Neutralisierung der Fettsäure zugegeben wird.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfaßt stückförmige Zusammensetzungen, vorzugsweise stückförmige Zusammensetzungen mit oberflächenaktivem Mittel, stärker bevorzugt Fettsäureseife und gegebenenfalls synthetischen Reinigungsmittelzusammensetzungen, umfassend:

(1) weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 20 Gew.-%, oberflächenaktives Mittel (einschließlich lösliche Fettsäureseifen und Reinigungsmittel und weniger als 5 % unlösliche Fettsäureseife);
(2) mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 50 Gew.-% bis 80 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 70 Gew.-% Zucker oder einer Kombination aus Zuckern;
(3) 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% eines Glasübergangstemperaturmodifikators und
(4) 1 % bis 30 %, vorzugsweise 5-30 %, Wasser.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung weißer, zuckerenthaltender Stücke, wie angegeben, wobei das Verfahren zuerst das Mischen von Wasser und Zucker oder Zuckern und das Erhitzen auf 60 bis 90 °C, vorzugsweise 70 bis 85 °C; wenn es homogen ist, die Zugabe des oberflächenaktiven Mittels (z. B. Laurin- oder eine andere Fettsäure) und das Halten der Temperatur; das Neutralisieren, beispielsweise Fettsäure (z. B. mit NaOH); nur dann die Zugabe des Glasübergangsmodifikators (und gegebenenfalls von Nebenbestandteilen) und Gießen und Formen der Seifenstücke umfaßt.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein Photo eines Stücks, hergestellt, wenn der Tg-Modifikator vor der Neutralisation zugegeben wird.
2 ist ein Photo eines Stückes, hergestellt, wenn der Tg-Modifikator nach der Neutralisation zugegeben wird (erfindungsgemäßes Verfahren).
3 ist ein nebeneinanderliegender Vergleich, bei dem das rechte Stück durch das erfindungsgemäße Verfahren der Erfindung hergestellt wurde.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf stückförmige Zusammensetzungen mit weniger als 25 % oberflächenaktivem Mittel, mehr als 40 % Zucker und 5 % bis 25 % Glasübergangstemperaturmodifikator, ausgewählt aus Maissüßungsmitteln, wasserlöslichen Vinylpolymeren und modifizieren wasserlöslichen Cellulosen und Stärken. Überdies umfaßt das Oberflächenaktive Mittel überwiegend lösliche Fettsäureseife und Reinigungsmittel, und die Menge an unlöslicher Fettsäureseife beträgt weniger als 5 % der stückförmigen Zusammensetzung.
Bisher wurde nicht in Betracht gezogen, Stücke mit relativ wenig oberflächenaktivem Mittel und viel Zucker herzustellen, da man annahm, die Entfernung der unlöslichen Fettsäureseifen (und das Ersetzen durch Füllstoffe) würde zu einer hohen Abnutzungs- oder Breibildungsrate (verursacht durch die erhöhte Zahl an Füllstoffen, die unlösliche Fettsäureseife oder synthetische Substanzen ersetzen) und/oder zu verringerten Schaumgehalten (verursacht durch die Verringerung der löslichen Fettsäureseifen, die die Schaumbildung löslicher Seifen unterstützen) führen.
Für den Zweck der Erfindung werden lösliche Fettsäureseifen als Seifen, die in Wasser zu mindestens 2 % bei 35 °C löslich sind, definiert; und unlösliche Seifen sind die, die diese Kriterien nicht erfüllen.
Spezieller umfassen die stückförmigen Zusammensetzungen der Erfindung:

(1) weniger als 25 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, vorzugsweise weniger als 20 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung an oberflächenaktivem Mittel (vorzugswei se macht das oberflächenaktive Mittel überwiegend z. B. mehr als 75 %, vorzugsweise mehr als 90 % des gesamten oberflächenaktiven Mittels, löslicher Fettsäureseife, aus oder umfaßt dieses; ferner umfassen weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 3 %, stärker bevorzugt weniger als 2 %, am stärksten bevorzugt weniger als 1 % der Zusammensetzungen unlösliche Fettsäure);
(2) mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 50 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 55 Gew.-% eines Zuckers oder Zucker;
(3) 5 Gew.-% bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, eines Glasübergangstemperaturmodifikators und
(4) 1 % bis 30 % Wasser.

Die stückförmigen Zusammensetzungen der Erfindung sind dahingehend einzigartig, daß sie insgesamt wenig oberflächenaktives Mittel (weniger als 25 %, einschließlich wenig oder keine unlösliche Fettsäure) und viele Zucker umfassen, und dennoch eine gute Schaumbildung (z. B. unterdrückt Zucker Schaum nicht) und wenig Breibildung (z. B. liefern Zucker-„Füllstoffe”, die anstelle unlöslicher oberflächenaktiver Mittel verwendet werden, Struktur und steigern die Breibildung nicht) aufrechterhalten.
Ferner haben die Anmelder in einer anderen Ausführungsform herausgefunden, daß das Stück nur, wenn der Glasübergangsmodifikator, der zur Herstellung der Stücke verwendet wird, nach der Neutralisation zugegeben wird, ein weißeres, saubereres Aussehen aufweisen wird.
Das wichtigste oberflächenaktive Mittel der gegenständlichen Erfindung (wobei das oberflächenaktive Mittel weniger als etwa 25 % der stückförmigen Zusammensetzung ausmacht) ist Seife, technisch als Salze von C₈- bis C₂₂-Fettsäure bezeichnet. Diese Fettsäuren können natürliche oder synthetische aliphatische (Alkan- oder Alken-) Säuresalze sein. Seifen mit der Fettsäureverteilung von Kokosnußöl können den unteren Teil des breiten Molekulargewichtsbereiches liefern und werden allgemein als „lösliche" Fettsäureseifen bezeichnet, wie zuvor definiert. Die Seifen mit der Fettsäureverteilung von Erdnuß-, Talg- oder Rapsöl oder deren hydrierte Derivate (z. B. C₁₄ oder C₁₆ und höher) können den oberen Teil des Molekulargewichtsbereiches liefern und werden allgemein als unlösliche Fettsäureseife bezeichnet.
Allgemein ist es bei der Seifenherstellung bevorzugt, Seifen mit der Fettsäureverteilung von Kokosnußöl oder Talg oder Gemischen davon zu verwenden, da diese zu den leichter erhältlichen Fetten gehören. Der Anteil der Fettsäuren mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen in Kokosnußölseife beträgt etwa 85 %. Der Anteil wird größer sein, wenn Gemische aus Kokosnußöl und Fetten wie Talg, Palmöl oder nicht-tropischen Nußölen oder Fetten verwendet werden, wobei die Hauptkettenlängen C₁₆ und höher sind. Für die Zwecke dieser Erfindung, in der die Gehalte an unlöslicher Fettsäure niedrig oder sogar null sind, ist es bevorzugt, in erster Linie Kokosnußölseifen und Gemische auf Kokosnußölseife und synthetischen Reinigungsmitteln zu verwenden. Speziell machen unlösliche Fettsäureseifen weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 3 %, stärker bevorzugt weniger als 2 % und am stärksten bevorzugt weniger als 1 % der stückförmigen Zusammensetzung aus.
Die Seifen können Ungesättigtheit gemäß den kommerziell akzeptablen Standards enthalten. Eine übermäßige Ungesättigtheit wird gewöhnlich vermieden.
Salzgegenionen für die Fettsäure können die sein, ausgewählt aus Alkali-, Ammonium- oder Alkanolammoniumionen. Der Ausdruck Alkanolammonium bezieht sich auf eine, zwei oder drei C₁-C₄-Hydroxyalkylgruppen, substituiert an ein Stickstoffkation, wobei das Triethanolammoniumkation die gewählte Spezies ist. Geeignete Alkalimetallkationen sind die von Kalium und Natrium, wobei letzteres bevorzugt ist.
Wie angegeben, sollte der Gehalt an gesamtem oberflächenaktivem Mittel weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 20 Gew.-% der gesamten stückförmigen Zusammensetzung betragen. Die Seife selbst (z. B. C₈- bis C₂₂-Fettsäuresalz, aber vorzugsweise C₈- bis C₁₂-Fettsäuresalz) umfaßt mehr als 75 %, vorzugsweise mehr als 90 %, des oberflächenaktiven Systems mit dem Rest eines synthetischen oberflächenaktiven Mittels oder Reinigungsmittels.
Im Hinblick darauf kann das Stück kleine Gehalte an oberflächenaktivem Mittel, das ein anderes ist als Seife (d. h. synthetisches Reinigungsmittel), tolerieren, obwohl das gesamte oberflächenaktive Mittel (einschließlich Seife), wie angegeben, weniger als 25 Gew.-% der stückförmigen Zusammensetzung ausmacht.
Das oberflächenaktive Mittel kann oberflächenaktive Mittel umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend auf anionischen oberflächenaktiven Mitteln, kationischen oberflächenaktiven Mitteln, amphoteren oberflächenaktiven Mitteln, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln und Gemischen davon.
Anionische oberflächenaktive Mittel
Anionische oberflächenaktive Mittel umfassen, sind aber natürlich nicht beschränkt auf aliphatisches Sulfat, aliphatisches Sulfonat (z. B. C₈- bis C₂₂-Sulfonat oder -Disulfonat), aromatisches Sulfonat (z. B. Alkylbenzolsulfonat), Alkylsulfosuccinate, Alkyl- und Acyltaurate, Alkyl- und Acylsarcosinate, Sulfoacetate, Alkylphosphate, Carboxylate, Isethionate, usw.
Zwitterionische und amphotere oberflächenaktive Mittel
Zwitterionische oberflächenaktive Mittel werden durch die veranschaulicht, die allgemein als Derivate aliphatischer Quartärammonium-, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen beschrieben werden, in denen die aliphatischen Reste gerad- oder verzweigtkettig sein können, und wobei einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatome enthält und einer eine anionische Gruppe, z. B. Carboxy, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat, enthält. Eine allgemeine Formel für diese Verbindungen ist:
worin R² einen Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkylrest aus etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen, 0 bis etwa 10 Ethylenoxideinheiten und 0 bis etwa 1 Glyceryleinheit enthält; Y aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Stickstoff-, Phosphor- und Schwefelatomen; R³ eine Alkyl- oder Monohydroxyalkylgruppe ist, enthaltend etwa 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatome; X 1 ist, wenn Y ein Schwefelatom ist, und 2 ist, wenn Y ein Stickstoff- oder Phosphoratom ist; R⁴ ein Alkylen oder Hydroxyalkylen aus etwa 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen ist und Z ein Rest ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Carboxylat-, Sulfonat-, Sulfat-, Phosphonat- und Phosphatgruppen.
Amphotere Reinigungsmittel, die in dieser Erfindung verwendet werden können, umfassen mindestens eine Säuregruppe. Diese kann eine Carbon- oder eine Sulfonsäuregruppe sein. Sie umfassen quartären Stickstoff und sind folglich quartäre Amidosäuren. Sie sollten im allge meinen eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen umfassen. Sie werden gewöhnlich der allgemeinen Strukturformel:
entsprechen,
worin R¹ Alkyl oder Alkenyl mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen ist;
R² und R³ jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Hydroxyalkyl oder Carboxyalkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen sind;
n 2 bis 4 ist;
m 0 bis 1 ist;
X Alkylen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls mit Hydroxyl substituiert, ist und
Y -CO₂- oder -SO₃- ist.
Nicht-ionische oberflächenaktive Mittel
Die nicht-ionische Verbindung, die verwendet werden kann, umfaßt insbesondere die Reaktionsprodukte von Verbindungen mit einer hydrophoben Gruppe und einem reaktiven Wasserstoffatom, beispielsweise aliphatische Alkohole, Säuren, Amide oder Alkylphenole mit Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid entweder allein oder mit Propylenoxid. Spezielle nichtionische Reinigungsverbindungen sind Alkyl-(C₆-C₂₂-)-Phenol-Ethylenoxid-Kondensate, die Kondensationsprodukte von aliphatischen (C₈-C₁₈) primären oder sekundären linearen oder verzweigten Alkoholen mit Ethylenoxid und Produkte, hergestellt durch Kondensation von Ethylenoxid mit den Reaktionsprodukten von Propylenoxid und Ethylendiamin. Andere sogenannte nicht-ionische Reinigungsverbindungen umfassen langkettige tertiäre Aminoxide, langkettige tertiäre Phosphinoxide und Dialkylsulfoxide.
Die nicht-ionische Verbindung kann außerdem ein Zuckeramid wie ein Polysaccharidamid sein. Speziell kann das oberflächenaktive Mittel eines der Lactobionamide, die in US-Patent Nr. 5,389,279 von Au et al., das hierin durch Verweis aufgenommen wird, beschriebenen sind, oder es kann eines der Zuckeramide, die in Patent Nr. 5,009,814 von Kelkenberg, hiermit in die gegenständliche Anmeldung durch Verweis aufgenommen, sein.
Andere oberflächenaktive Mittel, die verwendet werden können, sind die in US-Patent Nr. 3,723,325 von Parran Jr. beschriebenen und nicht-ionische oberflächenaktive Alkylpolysaccharide, wie in US-Patent Nr. 4,565,647 von Llenado offenbart, wobei beide hiermit durch Verweis in die gegenständliche Anmeldung aufgenommen werden.
Zucker
Die üblicherweise vorkommenden kristallisierbaren Zucker gehören zu der Klasse der Mono- und Disaccharide (Fond Theory and Applications, herausgegeben von Pauline C. Paul und Helen H. Palmer, Wiley, New York, 1972, ISBN 0-471-67250-5). Die Klasse der Monosaccharide umfaßt Dextrose, Fructose und Galactose. Die Klasse der Disaccharide umfaßt Saccharose, das am häufigsten verwendete Süßungsmittel in der Süßwarenindustrie und der Bestandteil, der gewöhnlich einbezogen ist, wenn der Ausdruck „Zucker" verwendet wird. Saccharose ist ein Disaccharid, bestehend aus Glucose- und Fructoseresten zusammen mit einer α,β-Glycosidbindung. Andere übliche Disaccharide umfassen Lactose, Maltose, Palatinose und Leucrose.
Glasübergangstemperaturmodifikatoren
Nicht-kristalliner oder Kandiszucker werden gebildet, wenn übersättigte Zuckerlösungen auf unter ihre Glasübergangstemperatur (Tg) abgekühlt werden, wobei sich zu diesem Zeitpunkt eine Glasphase bildet. Die Glasübergangstemperatur einer gegebenen Mono- oder Disaccharidlösung hängt von dem Mono- oder Disaccharid selbst, seiner Konzentration in Wasser und der Gegenwart von Glasübergangsmodifikatoren ab (H. Levine und L. Slade, „Cryostabilization Technology: Thermoanalytical Evaluation of Food Ingredients and Systems", in Thermal Analysis of Foods, herausgegeben von V. R. Harwalkar und C. Y. Ma, Elsevier, 1990, S. 221-305). Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß die Rolle der Glasübergangstemperaturmodifikatoren in der vorliegenden Erfindung die Erhöhung der Glasübergangstemperatur der Zuckerkomponente des Stücks und somit die Erhöhung der Härte des Stücks ist. Für den Zweck dieser Erfindung werden die Glasübergangsmodifikatoren aus drei einzelnen Klassen von Verbindungen, Maissüßungsmitteln, wasserlöslichen Vinylpolymeren und modifizierten wasserlöslichen Cellulosen und Stärken, ausgewählt.
Maissüßungsmittel
Maissüßungsmittel sind eine Klasse von Süßungsmitteln, abgeleitet von Mais, indem Maisstärkepolymere zu Polydextroseeinheiten verschiedener Längen herabhydrolysiert werden.
Der Umwandlungsgrad des Stärkemoleküls wird durch das Dextroseäquivalent, D. E., gemessen, das sich auf den prozentualen Anteil reduzierender Zucker, berechnet als Dextrose auf Trockengewichtsbasis, bezieht. Maissüßungsmittel mit höherem D. E. werden häufiger umgewandelt und haben niedrigere Molekulargewichte. In Abhängigkeit des Umwandlungsgrades der Stärkemoleküle werden Maissüßungsmittel wie folgt klassifiziert:

– sehr geringe Umwandlung: 20 D. E. und weniger;
– geringe Umwandlung: 20-38 D. E.;
– reguläre Umwandlung: 38-48 D. E.;
– intermediäre Umwandlung: 48-58 D. E.;
– hohe Umwandlung: 58-68 D. E.;
– extrahohe Umwandlung: 68 D. E. und mehr.

Der Umwandlungsgrad beeinflußt die Funktionalität des Maissüßungsmittels, wobei Maissüßungsmittel mit niedrigerem DE eine größere Wirkung auf die Erhöhung der Glasübergangstemperatur ihrer Gemische mit Zuckern haben. Eine wichtige Klasse von Maissüßungsmitteln sind im Hinblick darauf die Maltodextrine, die aus Stärke auf eine D. E. von weniger als 20 hydrolysiert werden. Eine umfassende Reihe an Maltodextrinen wurde von der Grain Processing Corporation unter dem Markennamen Maltrin hergestellt.
Ein weiters Beispiel ist Karosirup, was ein Maissüßungsmittel mit niedriger Umwandlung mit einem DE von etwa 32 ist.
Wasserlösliche Vinylpolymere
Verschiedene wasserlösliche Vinylpolymere können als Glasübergangsmodifikatoren nützlich sein, wie in dem oben angegebenen Levine and Slade-Dokument erörtert. Eine Kopie des Dokuments wird hierin durch Verweis in die gegenständliche Anmeldung aufgenommen. Diese umfassen Polyvinylpyrrolidon (PVP) und Polyethylenglycol (PEG). Weitere als Glasübergangstemperaturmodifikatoren nützlich befundene wasserlösliche Vinylpolymere umfassen Polyvinylalkohol (PVA) und Polyvinylacetat (PVAc).
Modifizierte wasserlösliche Cellulosen und Stärken
Cellulose- und Stärkederivate, die für eine verbesserte Wasserlöslichkeit modifiziert wurden, können auch als effiziente Glasübergangsmodifikatoren dienen. Verschiedene modifizierte oder derivatisiere Stärken können eingesetzt werden, einschließlich der Stärkeether wie Hydroxyethyl- und Hydroxypropyletherstärke. Die Klasse von Polymeren, die als Celluloseether bekannt ist, gebildet durch die Alkylierung von Cellulose, ist ebenso als Glasübergangsmodifikatoren wirksam. Cellulose ist ein lineares, unverzweigtes Polysaccharid, bestehend aus Glucopyranosemonosaccharideinheiten, vernetzt über ihre 1,4-Stellungen durch die β-anomere Konfiguration (Kirk-Othmer Encyclopedia, Band 5, vierte Auflage, ISBN: 0-471-52695-3). Die drei Hydroxyleinheiten pro Glucopyranoserest können jeweils als aktive Stellen für die Etherbildung dienen, wodurch ein maximaler Substitutionsgrad (DS) von 3 erhalten wird. Für die Wasserlöslichkeit ist im allgemeinen ein DS-Wert von 0,4-2 erforderlich. Nützliche Celluloseether umfassen Hydroxyethylcellulose (HEC), Methylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose und Hydroxypropylcellulose. Kommerzielle Beispiele von HEC umfassen die Cellosize-Reihe von Produkten der Dow Chemical Company. Beispiele von Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose werden unter dem Markennamen Methocel von der Dow Chemical Company vermarktet.
Verarbeitung
Die Stücke der Erfindung werden durch ein Gießschmelzverfahren hergestellt, wobei alle Materialien geschmolzen und in eine Form gegossen werden. Die stückförmigen Materialien härten in der Form.
Der Schlüssel für das gegenständliche Verfahren der Erfindung ist jedoch, daß die Anmelder entdeckt haben, daß die Zugabereihenfolge für das endgültige Aussehen des Stücks kritisch ist. Daher führt, wohingegen adäquate Stücke hergestellt werden können, egal, ob der Glasübergangstemperaturmodifikator vor oder nach der Neutralisation zugegeben wird, die Zugabe des Modifikators (sowie der Nebenbestandteile) nach der Neutralisation (d. h., der Fettsäuren) zu weißeren wünschenswerteren Stücken.
Insbesondere umfaßt das Verfahren der Erfindung wie folgt:

(1) das Mischen von Wasser und Zucker(n) und das Erhitzen des Gemisches auf 60 bis 90 °C, vorzugsweise 70 bis 85 °C;
(2) wenn es homogen ist, die Zugabe der Fettsäure (z. B. Laurinsäure) und das Halten der Temperatur;
(3) das Neutralisieren der Fettsäure (unter Verwendung von beispielsweise NaOH oder einer anderen Alkalimetallquelle);
(4) nur dann (nach der Neutralisation) die Zugabe des Tg-Modifikators und der Nebenbestandteile und
(5) das Gießen und Formen der Stücke.

Außer in den Arbeits- und Vergleichsbeispielen oder wo anderweitig explizit angegeben, sind alle Zahlenangaben in dieser Beschreibung, die Mengen oder Verhältnisse von Materialien oder Reaktionsbedingungen, physikalische Eigenschaften von Materialien und/oder die Verwendung angeben, als durch das Wort „etwa" modifiziert zu verstehen.
Wo in dieser Beschreibung verwendet, soll der Ausdruck „umfassend" die Gegenwart genannter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Komponenten einschließen, die Gegenwart oder Zugabe eines oder mehrerer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Komponenten oder Gruppen davon jedoch nicht ausschließen.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter veranschaulichen und sollen die Erfindung in keinster Weise einschränken.
Sofern nicht anders angegeben, sind alle Prozentangaben Gewichtsprozent und alle Bereichsangaben umfassen nicht nur die Enden der Bereiche, sondern ebenso alle zwischen den Enden liegenden Bereiche.
In der Erfindung verwendete Protokolle
Verfahrensweise für die Schaumerzeugung aus Stücken:

1. 20maliges Drehen des Stücks in Wasser bei 90 °F. Beiseitehalten des Stücks für 10 Minuten;
2. 10maliges Drehen des Stücks in Wasser bei 90 °F;
3. Nehmen des Stücks aus dem Wasser und vorsichtiges dreimaliges Schütteln beider Hände (einschließlich Stück), um überschüssiges Wasser abzuscheiden. Diese Verfahrensweise stellt mehr oder weniger sicher, daß eine konstante Menge Wasser für die Schaumerzeugung verwendet wird.
4. Halten des Stücks mit einer Hand und 10maliges Reiben des Stücks an der anderen Handfläche;
5. Weglegen des Stücks, Sammeln des gesamten Schaums in der Mitte der Handfläche;
6. weiteres 10maliges vorsichtiges Reiben dieses Schaums.

Verfahrensweise zur Bestimmung der spezifischen Dichte des Schaumvolumens:

1. Plazieren einer Petri-Unterschale auf einer Waage und Nullen der Waage;
2. Plazieren eines schwarzen Deckels, enthaltend einen 35 × 10 mm Petrischalendeckel, auf der Waage und Aufzeichnen des Gewichts;
3. Sammeln des erzeugten Schaums im Boden einer zweiten Petrischale;
4. Wiegen der Schale plus Schaum und Aufzeichnen des Gewichts als das Gesamtgewicht des erzeugten Schaums;
5. Vorsichtiges Entfernen einer kleinen Menge des Schaums und Plazieren des Schaums in dem Deckel der 35 × 10 mm-Petrischale;
6. Entfernen des überschüssigen Schaums unter Verwendung des flachen Endes eines Spatels durch Führen des Spatels über die Oberfläche der Petrischale;
7. Plazieren des Deckels mit der Oberseite nach unten auf die Oberfläche eines schwarzen Deckels eines Gefäßes, so daß der Schaum den Gefäßdeckel berührt;
8. Erneutes Wiegen des schwarzen Deckels und des den Schaum enthaltenden Petrischalendeckels;
9. Das Volumen des 35 × 10 mm-Petrischalendeckels betrug 5,2 ml;
10. Berechnen des Gewichts des Schaums in dem 35 × 10 mm-Petrischalendeckel durch Subtrahieren des in Schritt 2 erhaltenen Gewichts von dem in Schritte 8 erhaltenen Gewicht;
11. Die spezifische Dichte des Schaums wurde durch Teilen des Gewichts des Schaums in dem 35 × 10 mm-Petrischalendeckel (Schritt 10) durch 5,2 ml (Volumen des Deckels) berechnet. Dies ist ein Maß der Feuchtigkeit des Schaums. Je höher die Zahl, desto nasser der Schaum;
12. Das Gesamtschaumvolumen wurde durch Teilen des Gesamtgewichtes des erzeugten Schaums (Schritt 4) und Teilen durch die spezifische Dichte (Schritt 11) berechnet.

Verfahrensweise zur Bestimmung der Abnutzungsrate

1. Aufzeichnen des Ausgangsgewichts des Seifenstücks;
2. Füllen einer Waschschüssel mit 5 Litern Wasser bei einer gewünschten Temperatur (40 °C);
3. Eintauchen des Seifenstücks mit wasserfesten Handschuhen in Wasser, Entfernen aus dem Wasser und 15maliges Drehen in der Hand über dem Wasser;
4. Wiederholen von Schritt 3;
5. Eintauchen des Seifenstücks in Wasser, um den Schaum abzuwaschen und Plazieren des Seifenstücks in einer Schale;
6. Sechsmalige Durchführung des gesamten Waschverfahrens (Schritte 1-5) pro Tag für 4 aufeinanderfolgende Tage bei gleich beabstandeten Intervallen während jedes Tags (z. B. 9:00, 10:00, 11:00, 12:00, 13:00, 14:00).
7. Berechnen der Abnutzungsrate = (Ausgangsgewicht-Endgewicht).

Vergleich 1A und 1B und BEISPIELE 2-10
In jedem der nachfolgenden Beispiele wurden Stücke durch Erhitzen und Mischen von Zucker, Glasübergangsmodifikator (Tg-Modifikator), oberflächenaktivem Mittel und Wasser; Gießen in eine Form und Abkühlen unter Härten hergestellt.
Wie aus den Beispielen hervorgeht, konnten die Anmelder Stücke herstellen, in denen der Zucker effektiv als Strukturierungsmittel fungiert (aufgrund der Gegenwart von Glasübergangsmodifikator), und demgemäß war es möglich, Stücke mit niedrigen Gehalten an oberflächenaktivem Mittel (hauptsächlich löslichen Fettsäureseifen) und extrem niedrigen Gehalten an oder ohne unlösliche Fettsäureseifen herzustellen. Aus Vergleich 1 geht hervor, daß, wo der Tg-Modifikator nicht verwendet wird, der Zucker rekristallisierte und das Produkt instabil war.
Mehrere Punkte sollten beachtet werden:

(1) eine Vielzahl von Tg-Modifikatoren kann verwendet werden;
(2) das verwendete oberflächenaktive Mittel kann Seife, ein Seifengemisch oder eine synthetische Substanz (z. B. Natriumcocoylisethionat) sein.

BEISPIEL 12 und Vergleiche 2-4

Um zu zeigen, daß die Herstellung von durch Zucker strukturierten Stücken die Stückeigenschaften nicht negativ beeinflußt (wie zu erwarten wäre), haben die Anmelder (auf dieselbe Weise, wie oben für die Beispiele angegeben) Beispiel 12 hergestellt und mit den Vergleichen 3 und 4 (die nicht durch Zucker strukturiert sind) verglichen, wie nachstehend gezeigt:

Bestandteile	Vergleich 2	Beispiel 12	Vergleich 3 (Dove)	Vergleich 4 (Lux)
Saccharose	40,00 %	55,00 %
Maltodextrin 250	20,00 %
PVP (40K)		5,00 %
Polyvinylalkohol
Polyvinylacetat
Na-Laurat	15,00 %	15,00 %
freie Fettsäure			15-25 %
85/15*			5-15%	80-90%
Natriumdodecylsulfat (SDS)	2,00 %	2,00 %
SCI			40-50%
Duftstoff	1,00 %	1,00 %	geringfügig	geringfügig
Wasser	22,00 %	22,00 %	5-10 %	5-10 %

Eigenschaften
Schaum (Volumen)	40,35	22,48	30,00	9,00
Gasfraktion	0,94	0,94	0,93	0,83
Abnutzungsrate (g/Waschung)	2,04	2,24	2,30	1,70

*85 % Talgseife und 15 % Kokosnußseife.

Es wird deutlich, daß Beispiel 12 zeigt, daß Stücke unter Verwendung von Gemischen aus synthetischen Substanzen (Natriumdodecylsulfat) und herkömmlicher Seife hergestellt werden können. Ferner ist die Wirkung zwei verschiedener Modifikatoren auf die Stückeigenschaften zu beobachten.
In den Beispielen kann man außerdem die Leistung des Produktes der Erfindung mit zwei kommerziellen Produkten, Dove^® und Lux^®, vergleichen.
Wie zu erkennen ist, zeigten die durch Zucker strukturierten Produkte der Erfindung in bezug zu Lux^® eine stärkere Schaumentwicklung. Des weiteren zeigten die durch Zucker strukturierten Stücke im Vergleich zu Dove^® eine stärkere Abnutzung (geringerer Wert).
Kurz, es ist nicht zu erkennen, daß es – ziemlich unerwartet – möglich ist, durch Zucker strukturierte Stücke herzustellen, sondern es ist ferner zu erkennen, daß sie hergestellt werden können, ohne auf die Verbrauchereigenschaften verzichten zu müssen.
BEISPIEL 13
Um den drastischen Unterschied zwischen Stücken, hergestellt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren (Tg-Modifikator nach der Neutralisation), und Stücken, hergestellt durch ein anderes identisches Verfahren, außer daß der Glasmodifikator vor der Neutralisation zugegeben wird, zu zeigen, haben die Anmelder Experimente, wie nachstehend angegeben, durchgeführt:
Verfahren zur Herstellung zuckerenthaltender Stücke
(1) Zugabe des Tg-Modifikators vor der Neutralisation

(a) ungefähr 17,58 g Wasser, 50,0 g Zucker, 10,0 g Tg-Modifikator (z. B. Maltodextran) wurden gemischt und dann auf ungefähr 85 °C erhitzt;
(b) sobald es homogen war, wurden 12,5 g oberflächenaktive Mittel (z. B. Laurinsäure) zugegeben und die Verfahrenstemperatur gehalten;
(c) das oberflächenaktive Mittel wurde unter Verwendung von 5,0 g NaOH neutralisiert;
(d) Nebenbestandteile (z. B. SDS, Konservierungsmittel, Duftstoff, TiO₂) wurden zugegeben und
(e) Seifenstücke wurden gegossen und geformt.

Die Ergebnisse sind in 1 zu sehen.
(2) Zugabe des Tg-Modifikators nach der Neutralisation:

(a) 17,58 g Wasser und 50,0 g Zucker wurden gemischt und auf 85 °C erhitzt;
(b) sobald es homogen war, wurden 12,5 g oberflächenaktive Mittel (z. B. Laurinsäure) zugegeben und die Verfahrenstemperatur gehalten;
(c) Fettsäure (z. B. Laurinsäure) wurde unter Verwendung von 5,0 g NaOH neutralisiert;
(d) 10,0 g Tg-Modifikator und 4,92 g Nebenbestandteile (z. B. SDS, Konservierungsmittel, Duftstoff, TiO₂) wurden dann zugegeben;
(e) Seifenstücke wurden gegossen und geformt.

Die Ergebnisse sind in 2 zu sehen.
Ein direkter Vergleich der beiden nebeneinander zeigt, daß, wenn der Tg-Modifikator nach der Neutralisation zugegeben wird, das Stück wesentlich weißer ist (rechte Seite von 3).

Claims

Stückförmige Zusammensetzung, umfassend: (1) weniger als 25 Gew.-% oberflächenaktives Mittel; (2) mehr als 40 Gew.-% Zucker oder eines Gemisches aus Zuckern; (3) 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Glasübergangstemperaturmodifikator, ausgewählt aus Maissüßungsmitteln, wasserlöslichen Vinylpolymeren und modifizieren wasserlöslichen Cellulosen und Stärken; und (4) 1 % bis 30 % Wasser.
Stückförmige Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend weniger als 20 Gew.-% oberflächenaktives Mittel.
Stückförmige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die 25 % oberflächenaktives Mittel insgesamt weniger als 5 % unlösliche Fettsäureseife und/oder unlösliches synthetisches Reinigungsmittel umfassen, wobei sich die Prozentsätze als Prozentsatz der gesamten Zusammensetzung auf das Gewicht beziehen.
Stückförmige Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die 25 % oberflächenaktives Mittel insgesamt weniger als 3 % unlösliche Fettsäureseife und/oder unlösliches synthetisches Reinigungsmittel umfassen, wobei sich die Prozentsätze als Prozentsatz der gesamten Zusammensetzung auf das Gewicht beziehen.
Stück nach Anspruch 4, umfassend weniger als 2 % unlösliche Fettsäureseife und/oder unlösliches synthetisches Reinigungsmittel, wobei sich die Prozentsätze als Prozentsatz der gesamten Zusammensetzung auf das Gewicht beziehen.
Stückförmige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das oberflächenaktive Mittel mehr als 75 %, in bezug auf das gesamte oberflächenaktive Mittel, lösliche Fettsäureseife umfaßt.
Stückförmige Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend mehr als etwa 50 Gew.-% Zucker oder eines Gemisches aus Zuckern.
Stückförmige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Zucker oder die Zucker Saccharose umfaßt/umfassen.
Verfahren zur Herstellung einer stückförmigen Zusammensetzung, umfassend: (1) weniger als 25 Gew.-% oberflächenaktives Mittel; (2) mehr als 40 Gew.-% Zucker oder eines Gemisches aus Zuckern; (3) 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Glasübergangsmodifikator, ausgewählt aus Maissüßungsmitteln, wasserlöslichen Vinylpolymeren und modifizieren wasserlöslichen Cellulosen und Stärken; und (4) 1 % bis 30 % Wasser; wobei das Verfahren: (a) das Vereinigen von Wasser, Zucker und oberflächenaktivem Mittel bei einer Temperatur von über etwa 60 °C bis etwa 90 °C; (b) das Neutralisieren des oberflächenaktiven Mittels vor der Zugabe des Glasübergangsmodifikators; (c) die anschließende Zugabe des Glasübergangsmodifikators und (d) das Abkühlen unter Bildung eines Stücks umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die stückförmige Zusammensetzung weniger als 20 Gew.-% oberflächenaktives Mittel umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die 25 % oberflächenaktives Mittel insgesamt weniger als 5 % unlösliche Fettsäureseife und/oder unlösliches synthetisches Reinigungsmittel umfassen, wobei sich die Prozentsätze als Prozentsatz der gesamten Zusammensetzung auf das Gewicht beziehen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das oberflächenaktive Mittel mehr als 75 %, in bezug auf das gesamte oberflächenaktive Mittel, lösliche Fettsäureseife umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 9, umfassend mehr als 50 Gew.-% Zucker oder eines Gemisches aus Zuckern.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Zucker oder die Zucker Saccharose umfaßt/umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Temperatur 70 °C bis 85 °C beträgt.