KR20050091772A - 장인의 손길이 느껴지는 외관을 나타내는 압출 다상 바,그의 제조 방법 및 사용 방법 - Google Patents

장인의 손길이 느껴지는 외관을 나타내는 압출 다상 바,그의 제조 방법 및 사용 방법 Download PDF

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바드레딘 앗치-알리
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마리안젤라 고메즈 데 올리베이라 지흐만
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유니레버 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 개인용 세척 바에 관한 것이다. 이러한 바에 있어서, 불연속상의 경도는 연속상의 경도의 2배를 초과한다. 본 발명은 또한 바의 제조 방법 및 그의 사용 방법에 관한 것이다.

Description

장인의 손길이 느껴지는 외관을 나타내는 압출 다상 바, 그의 제조 방법 및 사용 방법{EXTRUDED MULTIPHASE BARS EXHIBITING ARTISAN-CRAFTED APPEARANCE, PROCESSES FOR MAKING AND METHODS OF USE}
실시예 1
본 실시예는 바의 외관 및 생산성에 있어서 연속상의 경도 및 가소성의 중요성을 예시하는 것이다. 바 실시예 1A 및 1B, 및 비교예 C1, C2 및 C3을 제조하는 데 사용된 불연속상의 조성을 하기 표 1A에 나타냈다. 25 ℃에서 측정된 이 조성물의 경도는 6.55 bar였다.
실시예 1A 및 1B, 및 비교예 C1, C2 및 C3을 위한 연속상의 조성을 하기 표 1B에 나타냈다. 바들은 바의 제조 부분에 기재한 방법에 따라 100 ㎜ 비누 성형압출기를 사용하여 5 kg 규모로 제조되었다.
연속상 및 분산상의 주요 물성(경도, 가소성 반경 및 경도 비율) 및 생성된 바의 특성(시각적 외관 및 추정된 선속도)을 하기 표 1C에 정리하였다. 5개의 샘플 중에서, 실시예 1A 및 1B만 3개의 파라미터, 즉 경도, 연속상의 가소성 비율 및 경도 비율이 본 발명의 범위 내에 있었다. 이들 샘플은 고속 제조(약 200 BPM 이상, 바람직하게는 300 BPM 이상의 선속도)를 위한 위치 에너지와 장인의 손길이 느껴지는 외관(2개의 뚜렷이 구별되는 도메인-균열 및 열구 없음)을 겸비하였다.
(a) 묘사적 시각 등급 척도
1-불량: 2상을 식별할 수 없음
2-보통: 스미어링된 식별되지 않는 경계, 일부 가는 줄무늬가 있는 외관
3-평균 이상: 2상임은 명백하지만 일부 스미어링되고 현저히 대조되지는 않음
4-아주 양호: 2상이 명백하고, 뚜렷이 대조되나 상 경계에서 약간의 스미어링이 있음
5-우수: 2상이 명백하고, 뚜렷이 대조되며 스미어링은 거의 또는 전혀 없음
실시예 2
본 실시예는 불연속상의 경도 변화 조절에 따른 경도 비율(λ)의 중요성을 예시하는 것이다. 바 실시예 2A 내지 2C, 및 비교예 C4 및 C5를 실시예 1에서 사용한 방법으로 제조하였다. 모든 샘플에 사용된 연속상의 조성을 하기 표 2A에 나타냈다.
본 실시예에 사용된 불연속상의 조성, 이들 상으로부터 형성된 바의 적절한 경도 비율 및 시각적 외관을 하기 표 2B에 나타냈다.
다상 바 실시예 2A 및 2B는 경도 비율(λ)이 2.5 이상이었고, 표면 외관의 관점에서 뚜렷이 구별되는 장인의 손길이 느껴지는 외관 및 우수한 품질을 갖고 있었다. 대조적으로, 경도 비율이 2.0 미만인 비교용 샘플 C4, C5 및 C6은 상들 사이의 명확한 구별성이 더 불량했고, 보다 평범한 외관을 갖고 있었다.
(a) 묘사적 시각 등급 척도
1-불량: 2상을 식별할 수 없음
2-보통: 스미어링된 식별되지 않는 경계, 일부 가는 줄무늬가 있는 외관
3-평균 이상: 2상임은 명백하지만 일부 스미어링되고 현저히 대조되지는 않음
4-아주 양호: 2상이 명백하고, 뚜렷이 대조되나 상 경계에서 약간의 스미어링이 있음
5-우수: 2상이 명백하고, 뚜렷이 대조되며 스미어링은 거의 또는 전혀 없음
실시예 3
본 실시예는 몇몇 광학적 텍스쳐 및 패턴 개질제를 예시한다. 연속상은 실시예 2에서 사용한 것과 동일했다. 샘플 3A 내지 3D에서 사용된 불연속상 및 외관 개질제를 하기 표 3A에 나타냈다. 실시예 1에 기재한 방법으로 바를 제조하였다.
불연속상으로 제조된 바의 외관을 하기 표 3B에 기재하였다. 모두 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖고 있었지만, 여러 가지 텍스쳐 및 인상을 제공하였다.
바 실시예 3A 내지 3E의 외관
실시예 3A 실시예 3B 실시예 3C 실시예 3D 실시예 3E
불연속상의 외관 불투명한 백색 조흔 반투명한 덩어리 스펙클진 반투명한 덩어리 스펙클진 불투명한 광택이 있는 풀(pool) 불투명한 광택이 있는 풀
경도 비율(λ) 2.5 3.0 3.1 2.8 2.8
실시예 4
하기 표 4는 본원에 기재된 물성을 갖는 다른 불연속상 조성을 예시한다.
본 발명은 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 개인용 세척 바, 및 높은 처리량의 압출 방법으로 이들을 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 일상적인 용도에 적합하다. 이 바는 세정 기재를 함유하는 연속상에 분산되어 있고 최장 길이가 약 3 내지 약 75 ㎜인 불연속상을 포함한다.
연속상의 경도가 특정한 한도 내에 있으며, 특정한 온도에서 측정된 2상의 경도의 비율이 임계값을 확실히 초과하도록 함으로써, 시각적 식별 패널 시험에 의해 측정된 바와 같이 바의 표면에서 공간적으로 별개의 영역을 유지하면서 조성물을 고속(예컨대, 약 200 바/분 이상, 바람직하게는 300 바/분 초과)으로 압출시킬 수 있다. 이들 제약조건을 만족시키기 위해 상기 상들의 유변학을 변경하는 데 사용할 수 있는 가소제 및 경화제를 또한 기재한다.
본 발명은 또한 각종 피부 영양소, 피부 컨디셔너(conditioner) 및(또는) 피부 유익제(benefit agent)를 포함하는 상기한 바를 사용하여 피부를 세정하고(하거나) 피부에 수분을 공급하고(하거나) 피부를 상쾌하게 하는 방법에 관한 것이다.
다색 또는 다상 비누는 얼룩, 대리석 무늬, 선 모양 및 줄무늬를 비롯한 각종 용어로 표현되었다. 종래 기술은 다상을 포함하는 것으로 보이는 바를 생성하는 주요 수단으로서, 염료 또는 안료 농도에 공간적 변화를 재현적으로 달성하기 위한 경로에 주로 관심을 기울였다.
이러한 바를 상업적으로 개발하는 데 있어서 일찍이 인지되었던 주요한 기술적 문제점은 특히 바의 표면에서 일관된 패턴, 여러 가지 색 사이의 뚜렷한 대조, 및 저장 및 사용 도중 균열, 열구 및 색 이동("블리딩(bleeding)")의 제거와 함께 능률적으로 제조하는 것이었다. 고도로 일관된 외관을 갖는 다색 비누를 제조하기 위해 상업적 방법 및 기계를 입수할 수 있다.
종래 기술의 바의 다색 성질은 바가 상이한 구성 요소 또는 기능을 갖는 별개의 상들을 포함한다는 인상을 준다. 그러나, 종래 기술에 개시되고 대중 시장에서 판매되는 대다수의 다색 바는 실질적으로 조성이 균질하며, 착색제의 구배는 별개로, 상이한 특징이 거의 없다. 이 바를 제조하는 도중 불완전한 혼합이 본질적으로 이러한 염료 구배를 생성시킨다.
특제 비누 시장의 재기와 함께, 소비자들은 손으로 만든 듯한 느낌이 더욱 강한(즉, "장인의 손길이 느껴지는") "특별한" 외관을 갖는 다색/다상 바를 주문하고 있다. 기술적으로, 이러한 바는 뚜렷이 구별되는 외관에 기여하는 다음의 3가지 특징, 즉 (i) 상들 사이의 경계의 예리함, (ii) 색을 넘어서는 광학적 텍스쳐(texture) 및(또는) 패턴에 있어서 용이하게 분간할 수 있는 차이점, 및 (iii) 바마다 일정한 정도의 비획일성이라는 특징을 적어도 갖는다. 광학적 텍스쳐 및 패턴에 있어서의 차이점은 특히 이 상과 결부된 감각적 예상을 모아서 전달하는 데 중요하다. 예로서 반투명, 광택, 및 겔을 전달하기 위한 예리한 연부, 과일을 전달하기 위한 원형의 어두운 패턴 또는 반복 텍스쳐 등을 들 수 있다.
장인 비누(artisan soap)는 주로 주조 용융 방법 - 단일 주조 또는 순차 다중 주조에 의해 제조된다. 이들 주조 용융 방법은 느리고 노동 집약적이기 때문에, 다상 장인 비누는 비교적 비싸고, 평균 이상의 명품을 취급하는 점포 및 직판점에 한정된다. 더욱이, 주조 용융 비누는 마모 속도가 높고 머싱(mushing) 특성이 있어 일상적인 용도에 덜 바람직한 것으로 알려져 있다.
본 발명의 일 목적은 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖고, 장치 변경을 적게 하면서 종래의 고속(예컨대, 약 200 바/분 이상) 압출 방법으로 여전히 제조할 수 있으며, 최소한(바람직하게는 전무한) 트리밍(trimming)을 요하는 다상 비누 바이다.
제2 목적은 경계가 예리하고, 광학적 텍스쳐 및 패턴에 있어서 분간할 수 있는 차이점을 가지며, 조성이 상이한 상을 갖는 압출된 다상 비누이다.
제3 목적은 대중 시장에 적합하도록 할 단가 및 사용 중 특성을 가지며 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 비누이다.
다른 목적은 바마다 적절하게 달라 구별될 압출된 다상 비누 바를 제조하는 것이다.
본 발명의 또 다른 구체적인 목적은 이러한 바의 제조 방법이다.
본 발명의 다른 목적은 피부 영양소, 피부 컨디셔너 및(또는) 피부 유익제를 포함하는 본 발명의 바를 사용하여 피부를 세정하고(하거나) 피부에 수분을 공급하며(하거나) 피부를 상쾌하게 하는 방법을 제공하는 것이다.
나타낼 바와 같이, 하기 본 발명의 교시에 의해 이들 및 다른 목적들은 충족될 수 있다.
마태이(Matthaei) 등의 미국 특허 제3,673,294호는 동일한 점도 및 본질적으로 동일한 경도(침투값)를 가질 것이 요구되는 2개의 누들(noodle)의 혼합물을 압출시켜 다색 바를 형성하는 방법을 교시하고 있다.
드아르캔젤리(D'Arcangeli)의 미국 특허 제3,940,220호는 불연속상이 주 비누보다 부드러울(침투값이 더 낮을) 것이 요구되는 2개의 누들의 혼합물의 압출을 교시하고 있다. 본 발명에 있어서, 불연속상이 보다 경질이다.
보르셔(Borcher) 등의 미국 특허 제3,993,722호 및 루이스(Lewis)의 미국 특허 제4,092,388호는 상이한 색상의 누들을 합하여 대리석 무늬의 비누를 형성하는 방법을 교시하고 있다. 2개의 누들은, 착색제는 별개로, 본질적으로 동일한 조성(예컨대, 경도)을 가지며, 색상이 상이한 2개의 누들은 압출시 온도가 본질적으로 동일하다.
움스(Ooms) 등의 미국 특허 제4,310,479호는 소량의 불투명한 누들을 투명한 누들과 합하여 투명한 대리석 무늬의 바를 형성하는 방법을 교시하고 있다. 이 누들들은 3 ％ 이하로 수분 함량이 상이해야 하며, 압출 과정 도중 온도가 동일하다. 따라서, 이 누들 및 바의 경도는 대략 동일하다.
메이어스(Meyers)의 미국 특허 제6,390,797호는 착색 비누 펠릿의 제2 스트림을 특정 지점에서 최종 단의 비누 성형압출기(plodder)의 내부에 첨가하여 대리석 무늬 또는 얼룩진 비누를 제조하는 방법을 교시하고 있다. 2상의 경도 또는 이들이 요구하는 특성에 관한 언급이나, 본 발명의 바의 제조 방법 또는 이러한 바를 사용하는 방법에 관한 언급은 전혀 없다.
그렐론(Grelon)의 미국 특허 제3,884,605호는 2개의 비누가 본질적으로 동일한 물질 성질, 예컨대 경도(색은 별개로 함)를 갖는 것이 바람직한, 공압출에 의해 선 모양의 비누를 제조하기 위한 장치를 교시하고 있다.
코일(Coyle) 등의 미국 특허 제6,383,999호는 연화제의 농도는 상이하지만, 압출 공정 조건 하에 유동 특성이 유사해야 하는 상을 갖는 공압출된 다상 바를 교시하고 있다.
파렐(Farrell) 등의 미국 특허 제5,935,917호, 파렐 등의 미국 특허 제5,972,859호 및 헤(He) 등의 미국 특허 제5,981,464호는 주성분이 폴리에테르인 제2 칩과 혼합된 계면활성제 칩으로 구성되며, 유화된 유익제를 함유하는 바 조성물을 교시하고 있다. 폴리에테르 칩은 디자인에 따라 부서지기 쉬우므로, 이들은 비누 칩과 혼합할 때 분산되도록 한다.
상기 특허 문헌들 중 어느 것도 고안된 다상 바의 불연속상 및 비누 질량체의 연속상이 최종 압출 이전에 먼저 접촉하는 경우, 다상 바의 불연속상이 바의 연속상이 될 비누 질량체보다 2배 이상 경질이어야 한다는 점을 교시하고 있지 않다. 예를 들면, 수많은 특허 문헌들은 2단 정제기-비누 성형압출기의 진공 챔버 내에서 상이한 색상의 누들을 합하는 것을 교시하고 있다. 그러나, 이들 특허 문헌 중 어느 것도 이들 누들을 초기에 합할 때 한 누들은 다른 착색 누들보다 2배 이상 경질이어야 한다는 점을 교시하고 있지 않다.
또한, 종래 기술은 이들 유변학적 요건을 만족시킬 수 있는 적절한 가소제 및 경화제도 교시하고 있지 않다. 사실상, 대다수의 종래 기술은, 착색제는 별개로, 균일한 조성의 비누를 사용하여 허용가능한 다색 비누를 제조할 때의 문제점을 극복하기 위해 공학적 접근법(장치 및 방법)을 중요시하고 있다.
본 발명은 불연속상의 경도가 연속상보다 충분히 커서 압출 도중 과도하게 변형되지 않는 것을 확실히 함으로써, 고속 압출 방법으로 제조할 수 있는, 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 개인용 세척 바를 기재한다.
더욱 상세히는, 제1 실시양태에서, 본 발명은
(a) 최종 바 조성의 약 65 내지 99 중량％를 차지하고, 피부 세정용으로 적합한 계면활성제 기재의 연속상 조성물의 25 내지 90 ％를 포함하는 연속 고체상,
(b) 최종 바 조성의 약 1 내지 약 35 ％를 차지하고, 약 1 중량％ 이상의 계면활성제를 포함하는 수용성 또는 수분산성 고상 매트릭스를 포함하고, 최장 치수가 약 3 내지 약 75 ㎜인 불연속상(연속상 내부에 있는 불연속상의 하나 이상의 "도메인(domain)"으로서 존재함)을 포함하며,
상기 연속상의 경도가 33 내지 50 ℃의 온도, 바람직하게는 33 내지 42 ℃의 온도에서 측정하였을 때 1.9 내지 2.5 bar(1 bar는 100,000 파스칼과 동등함)이며, 25 ℃의 온도에서 측정된 불연속상의 경도를 33 ℃의 온도에서 측정된 연속상의 경도로 나눈 것으로 정의되는 비율(λ)이 2.0 이상이고, 이들 경도 값은 실린더 충전 시험(Cylinder Impaction Test)으로 측정된 것이며,
상기 불연속상이 바의 1 내지 약 25 중량％를 구성하고,
바를 시각적 식별 패널 시험으로 측정했을 때 묘사적 시각 등급 점수가 3.0 이상이다.
상기 지적된 온도는 압출 도중 각 상의 열적 조건을 대략 반영하며, 이론에 얽매이려는 의도 없이, 이들 조건이 만족되는 경우, 불연속상은 전단 하에 과도하게 변형되지 않을 것으로 여겨지며, 그 결과 장인의 손길이 느껴지는 형태의 바가 형성되는 것으로 여겨진다.
본 발명의 제2 실시양태는
(1) 온도가 약 33 내지 50 ℃인 화장실용 바 질량체의 연속상을 포함하는 누들에, 하나 이상의 치수가 3 ㎜를 초과하는 별개의 입자 형태인 제2 고상 질량체를 첨가하며, 첨가할 때 제2 고상 질량체의 경도는 누들을 형성하는 연속상 화장실용 바 질량체의 경도의 2배 이상이고, 이들 경도 값은 실린더 충전 시험으로 측정된 것인 단계,
(2) 단계 (1)에서 형성된 혼합물을 압출하여 연속적인 화장실용 바 질량체 및 제2 고상 질량체의 불연속상을 포함하는 압출된 복합체를 형성하는 단계, 및
(3) 상기 압출체를 절단하여 바를 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 불연속상이 바의 1 내지 약 25 중량％를 구성하고,
바를 시각적 식별 패널 시험으로 측정했을 때 묘사적 시각 등급 점수가 3.0 이상인, 압출에 의한 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 비누 바의 제조 방법을 포함한다.
제3 실시양태에서, 본 발명은 피부를 세정하고 피부에 수분을 공급하는 방법을 포함하며, 이 방법은
(a) 상기한 바와 같은 연속상 및 불연속상을 갖고, 피부 영양소(예컨대, 비타민, 리포솜) 및 피부 컨디셔너(예컨대, 견 단백질)로 이루어지는 군 중에서 선택되는 피부 유익제를 추가로 포함하는 다상 압출 비누 바로 피부를 세척하는 단계, 및
(b) 피부를 물로 수세하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 피부의 철저한 세정을 위한 유익제, 예를 들어 항여드름제, 오일 조절제 및(또는) 항균제를 포함하는 바의 사용을 포함할 수도 있다.
본 발명의 바는 연속상 및 불연속상을 포함한다. 본 발명의 중요한 측면은 이들 상의 경도가 특정 요건을 만족시킨다는 점이다. 제2 실시양태에 있어서, 본 발명은 연속상 및 불연속상 고상 질량체(경도의 차이로 규정됨)를 제조하고, 소정의 온도 범위에서 혼합기 내에 함께 첨가하고, 압출하고, 절단하여 최종 바를 형성한다. 이 바 및 성분 상들은 하기에 상세히 논의된다.
연속상은 바 조성물의 65 내지 약 99 중량％, 바람직하게는 75 내지 95 중량％, 가장 바람직하게는 80 내지 90중량％를 포함한다. 주 요건은 후술할 실린더 충전 시험으로 측정된 경도가 33 내지 42 ℃의 온도에서 측정하였 때 1.9 내지 2.5 bar의 범위 내에 있는 값을 갖는 것이다. 경험상 연속상의 경도가 상기 범위 내에 있을 때, 고속으로 압출시켜 형성할 수 있다는 것을 발견하였다. "고속"이란 1 분 당 200 바 초과, 바람직하게는 1 분 당 300 바를 초과함을 의미한다.
연속상은 피부 세정용으로 적합한 계면활성제 또는 세제 기재, 및 임의로는 그의 컨시스턴시(consistency)를 조절하는 데 사용되는 가소제를 포함한다.
연속상은 특정 수준의 가소성을 가져서 불연속상에 잘 부착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다는 것을 또한 발견하였다. 시험 방법론 부분에 기술되는 3점 굽힘 시험(three-point bend test)으로 측정된 가소성 대역의 크기(r)는 가소성 또는 취성과 관련된 측정값을 제공한다. 연속상의 가소성 대역 반경은 2.0 ㎜ 초과, 바람직하게는 2.5 ㎜를 초과해야 한다. 가소성 대역 크기의 값이 적을수록 보다 취성인 연속상 샘플을 나타내며, 그 값이 클수록 보다 가소성인 샘플을 나타낸다.
연속상의 가소성 대역 반경이 2.0 ㎜를 초과하는 경우, 연속상과 불연속상 사이의 응집 바 접합이 선호된다는 것을 발견하였다. 즉, 바는 균열되지 않는다는 것을 발견하였다.
연속상의 제1 성분은 피부 세정용으로 적합한 계면활성제 기재이다. 일반적으로, 계면활성제 기재는 연속상의 25 내지 90 중량％, 바람직하게는 50 내지 80 중량％를 구성한다.
유용한 하나의 계면활성제 기재는 지방산 비누를 포함한다. "비누"라는 용어는 본원에서 통상적인 관념, 즉 지방족, 알칸 또는 알켄 모노카르복실산의 알칼리 금속 또는 알칸올 암모늄염으로 사용된다. 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 모노에탄올, 디에탄올 및 트리에탄올 암모늄 양이온, 또는 이들의 조합물은 본 발명의 목적에 적합하다. 일반적으로, 나트륨 비누가 본 발명의 조성물에 사용되지만, 비누의 약 1 내지 약 25 ％는 칼륨 또는 마그네슘 비누일 수 있다. 본원에서 유용한 비누는 탄소 원자수가 약 8 내지 22개, 바람직하게는 약 8 내지 약 18개인 천연 또는 합성 지방족(알칸 또는 알켄) 산의 널리 알려진 알칼리 금속염이다. 이들은 탄소 원자수가 약 8 내지 약 22개인 아크릴 탄화수소의 알칼리 금속 카르복실레이트로 기재될 수 있다.
코코넛 오일의 지방산이 분포된 비누는 넓은 분자량 범위의 하한을 제공할 수 있다. 땅콩 또는 평지씨 오일의 지방산이 분포된 이들 비누 또는 이들의 수소화 유도체는 넓은 분자량 범위의 상한을 제공할 수 있다.
코코넛 오일 또는 수지(tallow), 또는 이들의 혼합물의 지방산이 분포된 비누가 보다 용이하게 입수할 수 있는 지방 중 하나이기 때문에 이들 비누를 사용하는 것이 바람직하다. 코코넛 오일 비누 중 12개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방산의 비율은 약 85 ％이다. 이 비율은 코코넛 오일과 수지, 팜유 또는 비열대성 견과유 또는 지방과의 혼합물을 사용하는 경우 더 커질 것이며, 주쇄의 길이는 C16 이상이다. 본 발명의 조성물에 사용하기에 바람직한 비누는 탄소 원자수가 약 12 내지 18개인 지방산을 약 85 ％ 이상 갖는다.
비누에 사용되는 코코넛 오일은 총 지방산의 50 ％ 이상이 라우르산 또는 미리스트산 및 이들의 혼합물로 구성되는 오일 또는 지방인 다른 "고-라우르(high-lauric) 오일에 의해 전부 또는 부분적으로 치환가능하다. 이들 오일은 통상 코코넛 오일 부류의 열대성 견과유로 예시된다. 예를 들면, 이들은 팜핵유, 바바수(babassu) 오일, 오우리쿠리(ouricuri) 오일, 투쿰(tucum) 오일, 코후네(cohune) 견과유, 무루무루(murumuru) 오일, 야보티(jaboty) 핵유, 카칸(khakan) 핵유, 디카(dika) 견과유, 및 우쿠후바(ucuhuba) 버터를 포함한다.
바람직한 비누는 약 30 내지 약 40 ％의 코코넛 오일과 약 60 내지 약 70 ％의 수지의 혼합물이다. 혼합물은 또한 보다 많은 양의 수지, 예를 들어 코코넛 15 내지 20 ％ 및 수지 80 내지 85 ％를 함유할 수 있다.
비누는 상업적으로 허용가능한 표준에 따라 불포화물을 함유할 수 있다. 과잉의 불포화물은 통상 꺼려진다.
비누는 전통적인 용기에 끓이는 방법, 또는 천연 지방 및 오일, 예컨대 수지 또는 코코넛 오일 또는 이들의 등가물을 당업자에게 잘 알려진 절차를 사용하여 알칼리 금속 수산화물로 비누화시키는 현대적인 연속 비누 제조 방법으로 제조될 수 있다. 별법으로서, 비누는 지방산, 예컨대 라우르산(C12), 미리스트산(C14), 팔미트산(C16) 또는 스테아르산(C18)을 알칼리 금속 수산화물 또는 탄산염으로 중화시켜 제조할 수 있다.
본 발명의 실시에 유용한 계면활성제 기재의 제2 형태는 비누가 아닌 합성된 세제 - 소위 합성 세제 기재를 포함한다.
음이온성 계면활성제는, 예를 들어 지방족 술포네이트, 예컨대 1차 알칸(예컨대, C8 내지 C22) 술포네이트, 1차 알칸(예컨대, C8 내지 C22) 디술포네이트, C8 내지 C22 알켄 술포네이트, C8 내지 C22 히드록시알칸 술포네이트 또는 알킬 글리세릴 에테르 술포네이트(AGS); 또는 방향족 술포네이트, 예컨대 알킬 벤젠 술포네이트일 수 있다.
음이온성 계면활성제는 또한 알킬 술페이트(예컨대, C12 내지 C18 알킬 술페이트) 또는 알킬 에테르 술페이트(알킬 글리세릴 에테르 술페이트를 포함함)일 수 있다. 알킬 에테르 술페이트 중에서도 하기 화학식 1을 갖는 것이 있다.
RO(CH2CH2O)nSO3M
상기 식 중, R은 탄소 원자수가 8 내지 18개, 바람직하게는 12 내지 18개인 알킬 또는 알케닐이며, n은 1.0 초과, 바람직하게는 2 내지 3 사이의 평균값을 갖고, M은 가용성 양이온, 예컨대 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 치환된 암모늄이다. 암모늄 및 나트륨 라우릴 에테르 술페이트가 바람직하다.
음이온성 계면활성제는 또한 알킬 술포숙시네이트(모노알킬 및 디알킬, 예컨대 C6 내지 C22 술포숙시네이트를 포함함); 알킬 및 아실 타우레이트, 알킬 및 아실 사르코시네이트, 술포아세테이트, C8 내지 C22 알킬 포스페이트 및 포스페이트, 알킬 포스페이트 에스테르 및 알콕실 알킬 포스페이트 에스테르, 아실 락테이트, C8 내지 C22 모노알킬 숙시네이트 및 말레이트, 술포아세테이트, 및 아실 이세티오네이트일 수 있다.
술포숙시네이트는 하기 화학식 2를 갖는 모노알킬 술포숙시네이트, 하기 화학식 3의 아미도-MEA 술포숙시네이트 및 하기 화학식 4의 아미도-MIPA 술포숙시네이트일 수 있다.
R4O2CCH2CH(SO3M)CO2M
R4CONHCH2CH2O2CCH2CH(SO3M)CO2M
RCONH(CH2)CH(CH3)(SO3M)CO2M
상기 식 중, R4는 C8 내지 C22 알킬이고, M은 가용성 양이온이다.
또한, n이 1 내지 20이고, M이 상기 정의된 바와 같은 알콕실화 술포숙시네이트가 포함된다.
사르코시네이트는 통상 하기 화학식 5로 나타내진다.
RCON(CH3)CH2CO2M
상기 식 중, R은 C8 내지 C20 알킬이고, M은 가용성 양이온이다.
타우레이트는 통상 하기 화학식 6으로 확인된다.
R2CONR3CH2CH2SO3M
상기 식 중, R2는 C8 내지 C20 알킬이고, R3은 C1 내지 C4 알킬이며, M은 가용성 양이온이다.
다른 부류의 음이온성 계면활성제는 하기 화학식 7과 같은 카르복실레이트이다.
R-(CH2CH2O)nCO2M
상기 식 중, R은 C8 내지 C20 알킬이고, n은 0 내지 20이며, M은 상기 정의된 바와 같다.
사용가능한 또 다른 카르복실레이트는, 예를 들면 세픽사 (Seppic) 제조의 몬테인 (Monteine) LCQ(등록상표)와 같은 아미도 알킬 폴리펩티드 카르복실레이트이다.
사용가능한 또 다른 계면활성제는 C8 내지 C18 아실 이세티오네이트이다. 이들 에스테르는 탄소 원자수가 6 내지 18개이고 요오드가가 20 미만인 혼합 지방족 지방산과 알칼리 금속 이세티오네이트와의 반응에 의해 제조된다. 혼합 지방산의 75 ％ 이상은 탄소 원자수가 12 내지 18개이고, 25 ％ 이하는 탄소 원자수가 6 내지 10개이다.
아실 이세티오네이트는, 존재하는 경우, 통상 총 조성물의 약 0.5 내지 15 중량％에 이를 것이다. 바람직하게는, 이 성분은 약 1 내지 약 10 ％로 존재한다.
아실 이세티오네이트는 본원에 참조로 포함된 일라르디(Ilardi) 등의 미국 특허 제5,393,466호에 기재된 바와 같은 알콕실화 이세티오네이트일 수 있다.
사용가능한 또 다른 계면활성제는 C8 내지 C22 중화 지방산(비누)이다. 사용되는 비누는 직쇄, 포화 C12 내지 C18 중화 지방산인 것이 바람직하다.
일반적으로, 음이온 성분은 조성물의 약 1 내지 20 중량％, 바람직하게는 2 내지 15 중량％, 가장 바람직하게는 조성물의 5 내지 12 중량％를 구성할 것이다.
양쪽성 이온 계면활성제는 대략적으로 지방족 4차 암모늄, 포스포늄 및 술포늄 화합물의 유도체로 기재될 수 있는 것으로 예시되며, 여기서 지방족 라디칼은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 지방족 치환체 중 하나는 약 8 내지 약 18개의 탄소 원자를 함유하며, 하나는 음이온기, 예컨대 카르복시, 술포네이트, 술페이트, 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유한다. 이들 화합물의 화학식은 하기 화학식 8이다.
상기 식 중, R2는 탄소 원자수 약 8 내지 약 18개, 산화에틸렌 잔기 0 내지 약 10, 글리세릴 잔기 0 내지 약 1의 알킬, 알케닐, 또는 히드록시 알킬 라디칼을 함유하며, Y는 질소, 인 및 황 원자로 이루어진 군 중에서 선택되고, R3은 탄소 원자수가 약 1 내지 약 3개인 알킬 또는 모노히드록시알킬기이며, X는 Y가 황 원자인 경우 1이고, Y가 질소 또는 인 원자인 경우 2이며, R4는 탄소 원자수가 약 1 내지 약 4개인 알킬렌 또는 히드록시알킬렌이고, Z는 카르복실레이트, 술포네이트, 술페이트, 포스포네이트 및 포스페이트기로 이루어지는 군 중에서 선택되는 라디칼이다.
이러한 계면활성제의 예로는
4-[N,N-디(2-히드록시에틸)-N-옥타데실암모니오]-부탄-1-카르복실레이트,
5-[S-3-히드록시프로필-S-헥사데실술포니오]-3-히드록시펜탄-1-술페이트,
3-[P,P-디에틸-P-3,6,9-트리옥사테트라데속실포스포니오]-2-히드록시프로판-1-포스페이트,
3-[N,N-디프로필-N-3-도데콕시-2-히드록시프로필암모니오]-프로판-1-포스포네이트,
3-(N,N-디메틸-N-헥사데실암모니오)프로판-1-술포네이트,
3-(N,N-디메틸-N-헥사데실암모니오)-2-히드록시프로판-1-술포네이트,
4-[N,N-디(2-히드록시에틸)-N-(2-히드록시도데실)암모니오]-부탄-1-카르복실레이트,
3-[S-에틸-S-(3-도데콕시-2-히드록시프로필)술포니오]-프로판-1-포스페이트,
3-[P,P-디메틸-P-도데실포스포니오]-프로판-1-포스포네이트, 및
5-[N,N-디(3-히드록시프로필)-N-헥사데실암모니오]-2-히드록시펜탄-1-술페이트를 들 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 양쪽성 세제는 하나 이상의 산기를 포함한다. 이는 카르복실산기 또는 술폰산기일 수 있다. 이들은 4차 질소를 포함하므로, 4차 아미도산이다. 이들은 통상 탄소 원자수가 7 내지 18개인 알킬 또는 알케닐기를 포함해야 한다. 이들은 통상 하기 화학식 9에 따를 것이다.
상기 식 중, R1은 탄소 원자수 7 내지 18개의 알킬 또는 알케닐이고,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 3개의 알킬, 히드록시알킬 또는 카르복시알킬이며,
n은 2 내지 4이고,
m은 0 내지 1이며,
X는 임의로는 히드록실로 치환된 탄소 원자수 1 내지 3개의 알킬렌이고,
Y는 -CO2- 또는 -SO3-이다.
상기 화학식에 적합한 양쪽성 세제는 하기 화학식 10의 단순한 베타인 및 하기 화학식 11의 아미도 베타인을 포함한다.
상기 식 중, m은 2 또는 3이다.
상기 화학식 10 및 11에서, R1, R2 및 R3은 상기 정의된 바와 같다. R1은 특히 코코넛으로부터 유도된 C12 알킬기와 C14 알킬기의 혼합물일 수 있어, R1기의 1/2 이상, 바람직하게는 3/4 이상은 10 내지 14개의 탄소 원자수를 갖는다. R2 및 R3은 바람직하게는 메틸이다.
가능한 또 다른 양쪽성 세제는 하기 화학식 12 또는 화학식 13의 술포베타인 또는 화학식 12 또는 13의 -(CH2)3SO-3가 하기 화학식 14로 대체된 변형체이다.
상기 화학식 중, m은 2 또는 3이고, R1, R2 및 R3은 상술된 바와 같다.
또한, 암포아세테이트 및 디암포아세테이트는 사용될 수 있는 가능한 양쪽성 이온 및(또는) 양쪽성 화합물에 포함되도록 의도된다.
양쪽성/양쪽성 이온 계면활성제는, 사용되는 경우, 일반적으로 조성물의 0 내지 25 ％, 바람직하게는 0.1 내지 20 중량％, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 ％를 구성한다.
하나 이상의 음이온성 계면활성제 및 임의로의 양쪽성 및(또는) 양쪽성 이온 계면활성제 이외에, 계면활성제 시스템은 임의로는 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.
사용가능한 비이온성 계면활성제는 특히 소수성기 및 반응성 수소 원자를 갖는 화합물, 예를 들면 지방족 알코올, 산, 아미드 또는 알킬 페놀과 알킬렌 산화물, 특히 산화에틸렌 단독 또는 산화프로필렌이 있는 산화에틸렌과의 반응 생성물을 포함한다. 특정 비이온성 세제 화합물은 알킬(C6 내지 C22) 페놀-산화에틸렌 축합물, 지방족(C8 내지 C18) 1차 또는 2차 선형 또는 분지쇄 알코올과 산화에틸렌의 축합 생성물, 및 산화프로필렌과 에틸렌디아민의 반응 생성물과 산화에틸렌의 축합에 의해 제조된 생성물이다. 소위 다른 비이온성 세제 화합물은 장쇄 3차 아민 산화물, 장쇄 3차 포스핀 산화물 및 디알킬 술폭시드를 포함한다.
비이온성 세제 화합물은 또한 당 아미드, 예컨대 폴리사카라이드 아미드일 수 있다. 구체적으로, 계면활성제는 본원에 참조로 포함된 오(Au) 등의 미국 특허 제5,389,279호에 기재된 락토바이온아미드 중 하나이거나, 본원에 참조로 포함된 켈켄버그(Kelkenberg)의 특허 제5,009,814호에 기재된 당 아미드 중 하나일 수 있다.
사용가능한 다른 계면활성제는 파란 주니어(Parran Jr.)의 미국 특허 제3,723,325호에 기재된 것 및 레나도(Llenado)의 미국 특허 제4,565,647호에 개시된 알킬 폴리사카라이드 비이온성 계면활성제이며, 상기 두 특허도 모두 본원에 참조로 포함된다.
바람직한 알킬 폴리사카라이드는 하기 화학식 15의 알킬폴리글리코시드이다.
R2O(CnH2nO)t(글리코실)x
상기 식 중, R2는 알킬기의 탄소 원자수가 약 10 내지 약 18개, 바람직하게는 약 12 내지 약 14개인 알킬, 알킬페닐, 히드록시알킬, 히드록시알킬페닐 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되며, n은 0 내지 3, 바람직하게는 2이고, t는 0 내지 약 10, 바람직하게는 0이며, x는 1.3 내지 약 10, 바람직하게는 1.3 내지 약 2.7이다. 글리코실은 바람직하게는 글루코스로부터 유도된다. 이들 화합물을 제조하기 위해, 알코올 또는 알킬폴리에톡시 알코올을 먼저 형성한 후, 글루코스 또는 글루코스의 공급원과 반응시켜 글루코시드(1-위치에 부착됨)를 형성한다. 이어서, 추가의 글리코실 단위를 1-위치와 상기 글리코실 단위의 2-, 3-, 4- 및(또는) 6-위치, 바람직하게는 주로 2-위치 사이에 부착시킬 수 있다.
양이온성 세제의 예는 4차 암모늄 화합물, 예컨대 알킬디메틸암모늄 할로겐화물이다.
사용가능한 다른 계면활성제는 모두 본원에 참조로 포함되는 파란 주니어의 미국 특허 제3,723,325호 및 문헌 ["Surface Active Agents and Detergents" (Vol. I 및 II) by Schwartz, Perry ＆ Berch]에 기재되어 있다.
계면활성제는 순수한 비누 기재 또는 순수한 합성 세제 기재일 수 있지만, 몇몇 경우 비누와 합성 세제의 조합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 기재 조합물의 예는 캐스웰(Caswell) 등의 미국 특허 제4,695,395호에 개시되어 있다.
비누의 경우 지방 충전물의 역가(연화) 또는 수분 함량을 조절함으로써, 계면활성제 기재의 경도가 요구되는 범위 내에 있도록 맞출 수 있다. 그러나, 이는 종종 사용자 특성 및 충돌 비용(impact cost)을 위태롭게 할 수 있다. 따라서, 연속상의 매우 유용한 제2 성분은 가소제이다. 본원에서는 가소제를, 특히 다상 바를 압출 및 찍어내는 온도에서 연속상의 경도 및 컨시스턴시(예컨대, 가소성 반경)를 모두 변경할 수 있는 물질로 정의한다.
이론에 구속되는 일 없이, 이들 물질은 최종 압출 및 압축 도중 분산상 둘레에서 연속 반고상 질량체의 흐름을 촉진하여 이들 상 사이에 강한 결합을 형성하도록 하는 것으로 여겨진다. 이들 작용제는 또한 사용 중 균열 또는 피팅(pitting)을 유발할 수 있는 2상의 탈결합을 감소시키는 데 도움을 준다.
각종 물질을 가소제로서 사용할 수 있으며, 주요 특성은 연속상이 불연속상과 합쳐될 때 연속상의 컨시스턴시가 변한다는 것이다.
오일은 특히 유용한 가소제이다. 유용한 일 부류의 오일은 에스테르 오일; 분자 중에 1개 이상의 에스테르기를 갖는 오일, 특히 지방산 모노에스테르 및 폴리에스테르, 예컨대 세틸 옥타노에이트, 옥틸 이소나노아네이트, 미리스틸 락테이트, 세틸 락테이트, 이소프로필 미리스테이트, 미리스틸 미리스테이트, 이소프로필 팔미테이트, 이소프로필 아디페이트, 부틸 스테아레이트, 데실 올레이트, 콜레스테롤 이소스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 디스테아레이트, 글리세롤 트리스테아레이트, 알킬 락테이트, 알킬 시트레이트 및 알킬 타르트레이트; 수크로스 에스테르, 소르비톨 에스테르 등이다.
트리글리세라이드 및 변성 트리글리세라이드는 특히 유용한 에스테르 오일이다. 이들은 채소유, 예컨대 호호바유, 대두유, 캐놀라 오일, 해바라기 오일, 팜유, 홍화유, 쌀겨 오일, 아보카도유, 아몬드유, 올리브유, 참기름, 살구씨 오일(persic oil), 피마자유, 코코넛 오일 및 밍크 오일을 포함한다. 이들 오일은 또한 경화되어 불포화물을 제거하고 그들의 융점을 변경시킬 수 있다. 합성 트리글리세라이드를 또한 사용할 수 있다. 일부 변성 트리글리세라이드는 에톡실화 및 말레이트화 트리글리세라이드 유도체와 같은 물질을 포함한다. 에틸헥산산 글리세라이드이며, 파인텍스사(Finetex)가 핀솔브(Finsolv; 등록상표)로 시판하는 것과 같은 전매 특허의 에스테르 블렌드가 또한 적합하다.
유용한 에스테르 오일의 다른 형태는 디카르복실산과 디올의 반응으로부터 형성된 액상 폴리에스테르이다. 본 발명에 적합한 폴리에스테르의 예는 엑손모빌사(ExxonMobil)가 퓨어신 에스테르(PURESYN ESTER; 등록상표)라는 상표명으로 시판하는 폴리에스테르이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 제2 부류의 오일은 탄화수소 오일이다. 이들은 선형 및 분지쇄 오일, 예컨대 액상 파라핀, 스쿠알렌, 스쿠알란, 광물유, 저점도 합성 탄화수소, 예컨대 엑손모빌사가 퓨어신 PAO(등록상표)라는 상표명으로 시판하는 폴리알파올레핀 및 파나레인(PANALANE; 등록상표) 또는 인도폴(INDOPOL; 등록상표)이라는 상표명의 폴리부텐을 포함한다. 고도로 분지된 탄화수소 오일이 또한 적합할 수 있다. 그리스(grease)로 분류되는 게 더욱 적합하지만, 광유는 또한 유용한 가소제로서 기능할 수 있다.
일부 천연 및 합성 왁스는 또한 연속상과 함께 올바른 융점 및 용해도 특성을 갖는 한 가소제로서 사용될 수 있다.
가소제로서 기능할 수 있는 제3 형태의 물질은 C8 내지 C22 지방산, 바람직하게는 C12 내지 C18, 바람직하게는 포화 직쇄 지방산이다. 그러나, 일부 불포화 지방산을 또한 사용할 수 있다. 보다 긴 사슬의 지방산이 보다 짧은 사슬의 지방산보다 우세한 것이 바람직하지만, 당연히 유리 지방산은 보다 짧은 사슬(예컨대, C10 내지 C14)의 지방산과 보다 긴 사슬(예컨대, C16 내지 C18)의 지방산의 혼합물일 수 있다.
지방산은 직접 혼입되거나, 양성자성 산을 첨가함으로써 동일 반응계 내에서 생성될 수 있다. 적합한 양성자성 산의 예로는 HCL, 아디프산, 시트르산, 글리콜산, 아세트산, 포름산, 푸마르산, 락트산, 말산, 말레산, 숙신산, 타르타르산 및 폴리아크릴산을 들 수 있다. 다른 양성자성 산은 광물산, 예컨대 염산, 인산, 황산 등이다.
비이온성 계면활성제는 또한 연속상을 위한 가소제로서 기능할 수 있다. 본 발명에 있어서 비이온성 계면활성제는 극성기가 하전되지 않은 양친매성 물질이다. 적합한 비이온성 계면활성제의 예로는 장쇄(탄소 원자수 12 내지 22개) 지방 알코올(에테르 에톡실레이트)과 지방산의 에톡실레이트(산화에틸렌 6 내지 25 몰); 알킬 폴리히드록시 아미드, 예컨대 알킬 글루카미드; 알킬 폴리글리코시드; 지방산과 폴리히드록시 화합물, 예컨대 글리세롤 및 소르비톨과의 에스테르; 에톡실화 모노글리세라이드, 디글리세라이드 및 트리글리세라이드, 특히 저융점을 갖는 것; 및 지방 아미드를 들 수 있다.
유기 염기, 특히 트리에탄올아민과 같은 알콕시 아민도 계면활성제 기재가 비누일 경우 유용한 가소제이다.
경도 조절 이외에도, 가소제는 또한 공정 중 압출 및 압축시 연속 질량체의 컨시스턴시 감소를 도와, 불연속상과의 결합뿐만 아니라 표면에서 불연속상 둘레의 흐름도 향상시킨다.
불연속상은 바의 1 내지 약 35 ％, 바람직하게는 5 내지 25 ％, 가장 바람직하게는 10 내지 20 ％를 구성한다. 바에 장인의 손길이 느껴지는 품질을 부여하는 것은 통상 불연속상의 형상, 분포 및 표면 품질(예컨대, 시각적으로 얼마나 구별가능한지)이다.
불연속상은 바 내에 별개의 도메인을 형성하고, 수용성 또는 수분산성 매트릭스 및 임의로는 경화제를 포함한다. 수용성 또는 수분산성이란 사용 동안 물의 존재하에 바를 피부에 대고 문질렀을 때 분해 및 분산되는 매트릭스의 능력을 의미한다.
이 특성의 편리한 측정법은 시험 방법론 부분에서 기술하는 바와 같이, 조절된 문지름 조건 하에서 매트릭스 물질이 나타내는 고유 마모 속도이다. 적합한 매트릭스의 고유 마모 속도는 조절된 문지름 시험으로 측정했을 때 0.012 내지 0.05 gm/cm2, 바람직하게는 0.02 내지 0.03 gm/cm2여야 한다. 따라서, 예를 들어 폴리에틸렌과 같은 물질을 매트릭스의 한 성분, 예컨대 작은 비드로서 사용할 수 있지만, 그의 고유 마모 속도는 본질적으로 0이기 때문에 단독으로는 매트릭스로서 적합치 않다.
불연속상 도메인은 여러 가지 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도메인은 단면이 대략 편원구(扁圓球) 또는 장구(長球), 디스크, 실린더, 프리즘, 편능형(偏菱形), 정육면체형 또는 초승달형으로 나타날 수 있다. 이들은 또한 불규칙 형상을 가질 수 있다. 그러나, 한결같은 특징은 그들의 최장 치수가 길이에 있어서 약 3 내지 약 75 ㎜, 바람직하게는 5 내지 50 ㎜, 가장 바람직하게는 5 내지 35 ㎜라는 것이다.
주 요건은 하기 수학식 1로 정의되는 비율(λ)이 2.0 초과, 바람직하게는 2.5 초과, 가장 바람직하게는 3.0을 초과하는 것이다. 여기서 경도는 하기 시험 방법론 부분에 기술되는 실린더 충전 시험으로 측정한다.
비누와 같은 물질의 경도를 측정하는 몇몇 방법은 당업계에 알려져 있다. 이들 실린더 충전 시험은 생산 상황에서 편리한 측정법이다. 그러나, 방법론 부분에 기술되는 투과도계 시험과 같은 다른 측정법도 사용할 수 있고, 그 값은 실린더 충전 시험과 상관 관계에 있다. 중요한 점은 바의 제조 도중 개별적인 각각의 상들이 먼저 접촉하는 경우, 각 상들의 온도를 서로 유사하게 맞춘 온도에서 측정된 2상의 경도 비율이 2를 초과한다는 것이다. 예를 들면, 불연속상 입자 및 연속상 비누 질량체의 누들이 최종 압출 이전에 2단 비누 성형압출기의 진공 챔버 내에서 합쳐지면, 2상의 경도는 그 인수 이상 달라야 한다.
이 요건을 충족시키는 경우, 불연속상을 고속 압출 도중 충분히 경질인 고상물로서 첨가할 수 있어 과도하게 변형 및 균질화되지 않는다는 것을 발견하였다. 또한, λ가 2.0을 초과한다는 상기 요건은 또한 쓸모없는 트리밍을 할 필요 없이 찍어 나온 후 불연속상이 바의 표면에서 두드러지게 남아 있도록 돕는다는 것을 발견하였다.
조성물은 또한 수용성 또는 수분산성 매트릭스를 포함할 수 있다.
불연속상의 주요 성분은 실온에서 고상인 계면활성제이다. 계면활성제는 연속상과 관련하여 기재된 임의의 것일 수 있다. 계면활성제는 불연속상 내에서 1 내지 약 85 중량％, 바람직하게는 30 내지 75 중량％, 더욱 바람직하게는 50 내지 75중량％의 수준으로 존재할 수 있다.
수많은 계면활성제가 분산상 매트릭스의 성분으로서 적합하고, 상기 지적한 바와 같이 연속상을 위해 상기 기재된 대부분의 계면활성제를 여기서도 사용할 수 있다.
특히 유용한 매트릭스 계면활성제는 장쇄(C10 내지 C18) 지방산의 나트륨, 칼륨 및 트리에탄올아민 비누, 아실 이세티오네이트, 특히 코코일 이세티오네이트, 알킬 타우레이트, 알킬 술페이트 및 술포네이트, 알킬 에톡시 술페이트, 장쇄 알킬 에톡실레이트, 알킬글리코시드, 글리세롤 및 소르비톨의 지방산 에스테르, 및 이들의 혼합물이다.
또 다른 유용한 매트릭스 형성 물질은 융점이 30 ℃를 초과하는 폴리알킬렌 글리콜이다. 바람직하게는, 폴리알킬렌 글리콜의 분자량은 4,000 내지 약 100,000, 바람직하게는 4,000 내지 20,000, 가장 바람직하게는 4,000 내지 10,000이어야 한다. 약 4,000의 최소 MW은 담체가 실온에서 고상이도록 하기 위해 요구되는 것으로 여겨진다. 특히 바람직한 담체는 폴리에틸렌 글리콜, 예를 들면 유니온 카바이드사(Union Carbide)의 카르보왁스(Carbowax) PEG 8000, RTM(등록상표)이다.
4,000 내지 25,000, 바람직하게는 4,000 내지 15,000의 넓은 분자량을 갖는소수성으로 변성된 폴리알킬렌 글리콜(HMPAG)을 또한 사용할 수 있다. 일반적으로, 중량체는 소수성 잔기가 화학적으로 말단에 부착된 폴리알킬렌 글리콜로부터 선택될 것이며, 상기 소수성 잔기는 선형 또는 분지형 알킬, 아릴, 알킬아릴, 알킬렌, 아실(예컨대, 바람직하게는 C8 내지 C40)의 유도체; 알킬글리세릴, 글리세릴, 소르비톨, 라놀린유, 코코넛 오일, 호호바 오일, 피마자유, 아몬드유, 땅콩유, 밀 배아유, 쌀겨 오일, 아마인유, 살구씨 오일, 호두, 팜 견과, 피스타치오 견과, 참깨 종자, 평지씨, 캐이드 오일, 옥수수유, 복숭아씨 오일, 양귀비씨 오일, 소나무유, 대두유, 아보카도 오일, 해바라기씨 오일, 헤즐넛 오일, 올리브유, 포도씨 오일 및 홍화유, 쉬어 버터(Shea butter), 바바수 오일 등의 지방 및 오일 유도체일 수 있다. 소수성 잔기의 총 함량은 소정의 HMPAG 1 몰 당 바람직하게는 3 내지 15 중량％이다.
지방산, 지방산 에스테르 및 지방 알코올은 매트릭스가 수용성 또는 수분산성인 한 불연속상을 형성하는 매트릭스의 일부로서 혼입될 수 있다. 일반적으로, 지방 기는 탄소 원자수가 12 내지 22개인 사슬 길이를 갖는다. 특히 적합한 지방산 에스테르는 글리세롤 모노라우레이트이다.
또한 본 발명에 있어서 다른 유용한 매트릭스는 폴리사카라이드, 특히 전분으로부터 유도된 것이다. 이들은 변성되지 않은 전분; 수용성, 수분산성 및 수팽윤성이 변경된 전분, 및 말토덱스트란과 같은 가수분해된 전분을 포함한다.
연속상에 있어서, 경도가 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 바를 고속 압출에 의해 대량 생산하기 위해 요구되는 범위 내에 있도록 불연속상의 계면활성제 기재를 맞출 수 있다. 이는, 예를 들어 지방 충전물의 역가를 조절하여 보다 경질인 질량체를 달성함으로써, 예컨대 수소화하거나 수분 함량을 조절함으로써 수행될 수 있다. 그러나, 이는 사용자 특성 및(또는) 충돌 비용을 위태롭게 할 수 있다. 따라서, 불연속상에 경화제를 사용하는 것이 종종 유리할 수 있다.
폴리올 및 무기 전해질은 불연속상의 주성분이 지방산 비누인 경우 유용한 경화제이다. 본원에서 폴리올은 다수의 히드록실기를 갖는 분자로 정의된다. 바람직한 폴리올은 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 소르비톨 및 폴리비닐 알코올을 포함한다.
바람직한 무기 전해질은 1가 염화물염, 특히 염화나트륨; 황산나트륨과 같은 1가 및 2가 황산염; 탄산나트륨; 1가 알루민산염, 1가 인산염, 포스포네이트, 폴리포스페이트염; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 또한, 본 발명의 바 조성물은 결정질 또는 비결정질 수산화알루미늄을 0 내지 25 중량％ 포함할 수 있다. 상기 수산화알루미늄은 지방산 및(또는) 비지방 모노카르복실산 또는 폴리카르복실산을 알루민산나트륨과 반응시켜 동일 반응계 내에서 발생시킬 수 있거나, 또는 지방산 및(또는) 비지방 모노카르복실산 또는 폴리카르복실산을 알루민산나트륨과 반응시키고 이 반응 생성물을 비누에 첨가하여 개별적으로 제조할 수 있다.
다른 부류의 경화제는 네트워크를 형성하거나 공간을 채움으로써 불연속상을 구조화할 수 있는 불용성 무기 또는 광물성 고상물이다. 이들은 퓸드(fumed), 침전되거나 변성된 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 카올린 및 활석을 포함한다. 알루미노-실리케이트 점토, 특히 합성 또는 천연 헥토라이트를 또한 사용할 수 있다.
상기 구성 요소 이외에, 바는 또한 여러 가지 임의 구성 요소를 함유하여 저장 수명(shelf life), 미학 또는 기능성을 향상시킬 수 있다. 구성 요소는 연속상 또는 불연속상에서 찾아볼 수 있다. 이들은 EDTA와 같은 킬레이트제, 파라벤, 디메틸올디메틸히단토인(글리단트 XL1000)과 같은 방부제, 소르브산 산화방지제, 예를 들어 부틸화 히드록시톨루엔(BHT) 및 각종 천연 및 합성 향료 성분을 포함한다. 특히 유용한 임의의 구성 요소는 몇몇 유용한 최종 이점을 피부에 전달하는 데 사용하는 피부 유익제 및 바에 특유한 외관을 부여하는 데 사용되는 광학적 개질제이다.
피부 유익제 구성 요소의 제1 부류는 피부에 수분을 공급하고 피부를 강화하는 데 사용되는 영양소이다. 이들은
(a) 비타민, 예컨대 비타민 A 및 E, 및 비타민 알킬 에스테르, 예컨대 비타민 C 알킬 에스테르,
(b) 지질, 예컨대 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르, 라놀린 세리마이드, 수크로스 에스테르, 및 유사 세라마이드,
(c) 리포솜 형성 물질, 예컨대 포스포지질, 및 2개의 긴 탄화수소 사슬을 갖는 적합한 양친매성 분자,
(d) 필수 지방산, 폴리 불포화 지방산 및 이들 물질의 공급원,
(e) 해바라기 오일, 앵초유, 아보카도 오일, 아몬드유 등의 불포화 지방산의 트리글리세라이드,
(f) 쉬어 버터와 같은 포화 및 불포화 지방산의 혼합물로부터 형성된 식물성 버터, 및
(g) 예를 들어 아연, 마그네슘 및 철의 공급원과 같은 무기질
을 포함한다.
피부 유익제의 제2 형태는 피부에 수분감을 제공하기 위해 사용되는 피부 컨디셔너이다. 적합한 피부 컨디셔너는
(a) 실리콘 오일, 검 및 그의 변성물, 예컨대 선형 및 환형 폴리디메틸실록산, 아미노, 알킬 및 알킬아릴 실리콘 오일,
(b) 탄화수소, 예컨대 액상 파라핀, 광유, 바셀린, 미소결정질 왁스, 세레신, 스쿠알렌, 프리스탄(pristan), 파라핀 왁스 및 광물유,
(c) 조절 단백질, 예컨대 우유 단백질, 견 단백질 및 글루틴,
(d) 청할 수 있는 컨디셔너로서 쿼트리소프트(Quatrisoft) LM-200 폴리쿼터늄(Polyquaternium)-24, 머쿼트 플러스(Merquat Plus) 3330-폴리쿼터늄 39; 및 재규어(Jaguar; 등록상표)형 컨디셔너를 포함하는 양이온성 중합체, 및
(e) 글리세롤, 소르비톨과 같은 보습제 및 장쇄 지방산, 예컨대 이소프로필 팔미테이트 및 세틸 락테이트의 에스테르와 같은 요소 연화제
를 포함한다.
유익제의 제3 형태는 철저한 세정을 위한 작용제이다. 이들은 본원에서 세정 직후 산뜻한 느낌을 향상시키거나, 또는 불충분한 세정과 결부된 피부 문제에 지속적인 효과를 제공할 수 있는 구성 요소로서 정의된다. 철저한 세정을 위한 작용제는
(a) 항균제, 예컨대 2-히드록시-4,2',4'-트리클로로디페닐에테르(DP300), 2,6-디메틸-4-히드록시클로로벤젠(PCMX), 3,4,4'-트리클로로카르브아닐리드(TCC), 3-트리플루오로메틸-4,4'-디클로로카르브아닐리드(TFC), 벤조일 퍼옥시드, 아연 판매품, 차나무 오일,
(b) 항여드름제, 예컨대 살리실산, 락트산, 글리콜산 및 시트르산, 및 벤조일 퍼옥시드(또한 항균제),
(c) 피지 억제제, 매티파이어(mattifier), 예컨대 실리카, 이산화티탄, 오일 흡수제, 예컨대 미소스펀지를 비롯한 오일 조절제,
(d) 타닌, 아연 및 알루미늄염, 식물 추출물, 예컨대 녹차 및 위치헤이즐(함마일리스)로부터의 식물 추출물을 비롯한 수렴제,
(e) 스크럽 및 각질제거용 입자(scrub and exfoliating particle), 예컨대 폴리에틸렌 구, 응집 실리카, 당, 호두, 복숭아, 아보카도 및 귀리로부터의 씨, 종자, 및 깍지 분쇄물, 판매품,
(f) 냉각제, 예컨대 메톨 및 그의 각종 유도체 및 저급 알코올,
(g) 과일 및 약초 추출물,
(h) 피부 진정제, 예컨대 알로에 베라, 및
(i) 정유(essential oil), 예컨대 멘트(menth), 재스민, 장뇌, 백색 히말라야 삼목, 광귤껍질, 류(ryu), 테레빈유, 계피, 베르가못, 시트러스 운시우(citrus unsiu), 창포, 파인 라벤다(pine lavendar), 베이(bay), 정향나무, 히바(hiba), 유칼립투스, 레몬, 취란화, 백리향, 박하, 장미, 샐비어, 멘톨, 시네올, 유지놀, 시트랄, 시트로넬, 보르네올, 리나롤, 제라니올, 달맞이꽃, 장뇌, 티몰, 스피란톨, 페넨, 리모넨 및 테르페노이드 오일
을 포함한다.
사용가능한 다른 유익제는 노화방지 화합물 일광차단제 및 피부 미백제를 포함한다.
유익제가 오일, 특히 저점도 오일인 경우, 미리 농화시켜 그의 전달성을 증진시키는 것이 유리할 수 있다. 이 경우, 본원에 참조로 포함되는 헤 등의 미국 특허 제5,817,609호에 기재된 형태의 소수성 중합체를 사용할 수 있다.
유익제는 통상 조성물의 약 0 내지 25 중량％, 바람직하게는 5 내지 10 중량％, 가장 바람직하게는 2 내지 10 중량％를 구성한다. 유익제는 바의 어느 상에도 첨가될 수 있지만, 일부 경우 유익제를 불연속상에 첨가하는 것이 특히 바람직하다.
임의 구성 요소의 최종 군은 상의 광학적 텍스쳐 또는 투명도를 변경시키거나 패턴을 도입하여 상들 중 하나 또는 이들 모두의 구별성을 향상시키는 물질로 정의되는 광학적 개질제이다. 적합한 광학적 개질제의 예로는
(a) 투명성 증진 용매, 예컨대 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 소르비톨 또는 트리에탄올아민,
(b) 스펙클(speckle)/조각, 예컨대 분쇄된 과일 씨, 종자, 폴리에틸렌 비드, 광물성 응집물, 및 루프하(loofha),
(c) 반사 판형 입자, 예컨대 운모,
(d) 광택제(pearlizing agent), 예컨대 코팅된 운모, 및 특정한 왁스,
(e) 예를 들어 과일 조각과 유사한 왁스/가소성 슬라이버,
(f) 채소 또는 과일 슬라이버,
(g) TiO2와 같은 매티파이어, 및
(h) 상기의 혼합물
을 들 수 있다.
또한, 연속상 또는 불연속상 중 어느 하나는 당업계에 널리 알려진 대로 염료를 신중히 사용하여 다색, 예컨대 줄무늬로 제조할 수 있다.
상기한 연속상의 경도 대 불연속상의 경도의 비율(λ) 이외에, 바가 하기에 정의되는 바와 같이 시각적 식별 패널 시험으로 측정했을 때 묘사적 시각 등급이 3.0 이상이어야 한다는 것도 본 발명에 있어서 중요하다.
본 발명의 바는 또한 바람직하게는 특정한 가소성을 가져야 한다. 이는 연속상이 또한 후술될 가소성 또는 취성을 위한 3점 시험으로 측정된 가소성 반경을 갖도록 규정된다. 연속상의 가소성 반경은 이 시험으로 40 ℃의 온도에서 측정했을 때 2 ㎜ 초과, 바람직하게는 2.5 ㎜를 초과해야 한다.
<시험 방법론>
바 경도
화장실용 비누와 같은 연질 고상물의 경도를 측정하는 각종 방법들은 당업계에 알려져 있다. 본원에서는 2개의 기술, 즉 구부러지기 전의 최대 힘을 측정하는 실린더 충전 시험, 및 일정한 하중 하에 바늘의 침투도를 측정하는 침투 시험을 사용하였다. 본 발명은 실린더 충전 시험으로 측정되는 파라미터로 서술되기는 하지만, 이는 생산 관점에서의 편의성을 위해 수행되었다. 각종 경도 시험은 명백히 상호 연관성이 있을 수 있다.
경도에 대한 실린더 충전 시험
연속상 및 분산상의 경도는 판지 강도를 측정하는 데 사용되는 변경된 파쇄 시험 규약을 채용하는 실린더 충전 시험을 사용하여 압출 및 압축된 샘플 상에서 측정되었다. 레그메드(Regmed) 파쇄 시험기를 사용하였다.
목적하는 온도에서 샘플(통상 8 × 5 × 2 cm)을 압력계를 장착한 시험기의 하부판 상에 놓고, 온도 탐침을 시험 영역으로부터 대략 4 cm의 위치에서 샘플에 삽입하였다. 89 gm 이녹스(inox) 금속 실린더(직경 2.2 cm(0.784 인치)) 및 길이 3 cm(1.18 인치))를 샘플의 상부의 중앙 위치에 놓았다. 그 후, 상부판을 실린더에 막 닿을 정도로 하강시켰다.
이어서, 최상판을 계획된 속도인 0.635 ± 0.13 ㎜/초(0.025 ± 0.005 인치/초)로 하강시켰다. 특정한 변형률에서, 샘플은 구부러거나, 굽어지거나 부서질 것이며, PSI(파운드/인치2)로 표시되는 최대 힘 및 샘플의 평균 온도를 기록한다. 샘플의 수분 함량은 시험 직후 마이크로파 분석으로 측정하였다. 경도 측정값은 새로운 샘플로 총 3회 반복하여 평균값을 취했다. 경도는 두 변수, 즉 온도 및 수분 함량에 민감하기 때문에, 샘플의 온도 및 수분 함량을 조절하는 것이 중요하다.
침투 시험
에프유아르 베를린사(FUR Berlin) 제조의 모델 PNR 10 투과도계를 사용하였다.
2.5 g(18-0063), 직경: 0.9 내지 3.05 ㎜, 길이: 79 ㎜의 3개의 표준 원뿔(바늘)을 이용할 수 있다. 측정은 하기와 같이 수행되었다. 원뿔을 목적하는 온도에서 거친 원뿔 조절 노브로 시험 질량체의 표면에 더 가깝게 이동시킨 후, 원뿔을 미세한 원뿔 조절 노브로 시험 물질의 표면에 막 닿도록 이동시켰다. 그 후, 시작 버튼을 눌러, 60 초 동안 100 g으로 칭량된 원뿔을 떼어 내고, 그 때 샘플 내에서 원뿔이 움직인 침투 거리가 측정되어 변위계 디스플레이 상에 나타났다. 초기화 버튼을 눌러, 원뿔을 영점까지 다시 들어올렸다.
가소성 또는 취성에 대한 3점 굽힘 시험
연속상 및 분산상의 가소성 대역 반경 또는 가소성(취성)을 표준 3점 굽힘 시험을 사용하여 측정하였다.
3점 굽힘 리그(rig) 부착물을 갖춘 인스트론(Instron) 5567 물질 시험기를 사용하여 힘 및 변위 데이터를 얻었다. 인스트론 5567 기계에 장착된 3점 굽힘 시험 리그는 반구형 압자 및 2개의 정적 반구형 지지체로 구성되어 있었다. 지지체 사이의 경간 거리는 6 인치였다.
가소성을 얻기 위해서는, 3가지 형태의 3점 굽힘 시험 측정값, 즉 노치되지 않은 바, 노치된 바 및 압입 시험이 각각의 샘플에 대해 필요했다.
압출된 비누 샘플을 플라스틱으로 둘러싸고, 40 ℃의 오븐에서 밤새 평형시켰다. 그 후, 이들을 정적 지지체 위에 하나씩 놓았다. 노치되지 않은 시험의 경우, 압자를 샘플 상의 위치에 설치한 후, 5 ㎜/분의 속도로 자동으로 움직이도록 설정하였다.
압자에 대향하는 샘플의 밑바닥에 노치를 형성한 것 이외에는, 동일한 방식으로 노치 시험을 수행하였다. 압입 시험의 경우, 비누 샘플을 평편한 표면 상에 놓고, 압입 바를 1 ㎜/분의 속도로 하강시켰다. 힘이 노치되지 않은 시험에서 얻어진 최대 힘을 초과했을 때, 시험을 중단하였다. 3가지 시험의 힘 및 변위 데이터를 이후의 분석 및 파라미터 계산을 위해 PC에 세 번 기록하였다. 가소성 대역 반경(r)은 목적하는 가소성 측정값을 제공하며, 어윈 분석 (Irwin's analysis)을 사용하여 계산하였다. 이는 티. 엘. 앤더슨(T. L. Anderson)의 논문 [Fracture Mechanics Fundamentals and Application, 72 내지 99쪽, CRC Press(미국 플로리다주 보카 레이튼 소재, 1995)]에서 찾아볼 수 있으며, 상기 문헌은 본원에 참조로서 포함된다.
연속상의 가소성 반경은 2.0 cm 초과, 바람직하게는 2.5 cm 초과, 가장 바람직하게는 3 cm를 초과하는 것이 바람직하다.
조절된 문지름 시험
불연속상의 고유 마모 속도를 하기의 절차로 측정하였다.
(a) 근사 치수: 길이 7.5 cm × 폭 5.5 cm × 두께 2.3 cm의 불연속상 샘플을 제조한다.
(b) 각 샘플의 겉면의 표면적을 측정하고 제곱센티미터 단위로 기록한다.
(c) 세척하기 전에 각 바의 중량을 기록한다.
(d) 수돗물을 105 ℉(40 ℃)로 조절하고 물이 용기 내로 계속해서 떨어지도록 유지시킨다.
(e) 바 및 손을 용기에 담근다.
(f) 바를 물에서 꺼내 20 1/2회 회전시킨다.
(g) (d) 내지 (f)를 반복한다.
(h) 바를 3번 담갔다가 비누 받침대에 놓는다.
(i) 물 7.5 ml를 비누 받침대에 가한다.
(j) 첫째 날에는 세척 절차(단계 (c) 내지 (g))를 3회 더 반복한다. 세척은 작업일수 내내 일정한 간격을 두고 행해져야 한다.
(k) 그 날의 마지막 세척 후에, 물 7.5 ml를 비누 받침대에 가하고 바를 밤새 방치한다.
(l) 다음날 아침에 세척 절차(단계 (b) 내지 (f))를 반복한 후, 바를 건조 선반 상에 비스듬히 둔다.
(m) 바를 24 시간 동안 방치한 후 최대 0.01 gm까지 바를 칭량한다.
결과는 축적된 중량 손실을 겉면의 표면적으로 나눈 것으로 표시한다.
비누의 투명도 시험
디엠에스-인스트루멘타카오 시엔티피카사(DMS-Instrumentacao Cientifica Ltd.) 제조의 광투과도 시험기 모델 EVT 150을 사용하여 투명도를 측정하였다. 이 장치는 1.5 cm의 원형 빔을 제공하는 광원, 아날로그 계기가 장착된 검출기 및 샘플 거치대로 구성되어 있다. 측정 절차는 하기와 같다.
장치를 먼저 공기 중에서(즉, 시험 샘플 없이) 100 ％ 투과도로 설정한다. 대략 90 g이고 두께가 3 cm인 바 물질의 시험 샘플을 샘플 챔버에 넣고, 공기에 대한 ％투과도를 측정한다. 보통의 불투명한 비누 바는 투과도가 0이지만, 반투명한 바는 약 5 내지 약 40 ％의 투과도를 갖는다. 용융-주조 방법으로 제조된 것과 같이 투명도가 높은 바는 일반적으로 45 ％를 넘는 투과도를 갖는다.
불연속상 조성물의 ％투과도가 연속상에 비해 약 5 ％ 넘게 차이가 있을 때 시각적으로 뚜렷이 구별된다고 감지됨을 알아냈다. 바람직하게는, 상기 상들 사이의 광투과도의 차이는 10 ％를 넘어야 한다.
시각적 식별 패널 시험
1회 시험 진행시 상이한 시간대에서 취한 5개의 바 샘플을 통상의 관찰용 상자 내의 회색(neutral gray) 바탕 상에 놓는다. 시험 샘플 상에 "표준 바"의 고품질의 컬러 사진을 놓고, 5명의 전문가 패널이 합의하여 하기 5 단계의 묘사적 시각 등급 척도에 따라 각 "등급"을 표시하였다.
묘사적 시각 등급 척도
1-불량: 2상을 식별할 수 없음
2-보통: 스미어링(smeared)된 식별되지 않는 경계, 일부 가는 줄무늬가 있는 외관
3-평균 이상: 2상임은 명백하지만 일부 스미어링되고 현저히 대조되지는 않음
4-아주 양호: 2상이 명백하고, 뚜렷이 대조되나 상 경계에서 약간의 스미어링이 있음
5-우수: 2상이 명백하고, 뚜렷이 대조되며 스미어링은 거의 또는 전혀 없음
10명의 응답자(전문가와 일반인이 섞여있음)가 샘플 5개의 세트를 평가하고, 정수 등급만을 강압적으로 선택하여 할당하였다. 그들은 상기 세트의 전체 표면 외관, 품질 및 구별성을 마음 속으로 일체화하여 단일 등급을 할당하라는 지시를 받았다. 5개의 바를 한 세트로 하여, 응답자들의 평균값을 취한다.
바의 제조
당업계에 널리 공지된 가공 기술 및 장치를 사용하여 화장실용 표준 비누 마감 라인에서 연속 비누상을 제조한다.
이 공정의 제1 단계는 저장 사일로로부터 건조된 비누 누들을 배치 혼합기 내에서 부구성 요소와 함께 혼합하는 것을 포함한다. 이 작업의 목적은 누들의 균일한 코팅이 형성될 때까지 비누 배치의 벌크 전체에 걸쳐 부구성 요소가 양호하게 분포되도록 하기 위한 것이다.
혼합 후, 비누 질량체를 통상 정제기에 통과시킨 다음 롤 밀에 통과시켜 미세 혼합을 달성하고 조성물의 균일성을 향상시킨다.
최종적으로, 비누를 중간 진공 챔버를 갖는 단일 또는 한쌍의 웜(worm) 구성물을 갖춘 2단 작업시 통상 진공 하에 더 정제하고 플로딩(plodding)하고, 절단 및 찍어내기 위한 바로서 압출한다. 최종 정제기 및 비누 성형압출기 단은 둘 다 추가로 미세 혼합함으로써 전체 혼합 공정을 완결하는 역할을 한다.
불연속상은 또한 통상의 화장실용 바 제조 장치 내에서 경도 요건을 충분히 만족시키는 연속상과는 상이한 조성을 갖는 누들로서 제조될 수 있다.
불연속상은 통상 25 ℃인 버퍼 호퍼(buffer hopper)에 저장된다. 적절한 탬퍼링(tempering) 후, 전달 속도를 조절하는 투여 장치에 의해, 통상 정제단과 압출단 사이에 있는 진공 챔버 내에서 33 내지 42 ℃의 온도에 있는 연속 비누상과 합쳐진다(예컨대, 그 위로 첨가됨). 이 목적을 위해, 진공 챔버를 불연속 비누상 스트림을 수용하도록 변형시킨다.
그 후, 복합체(즉, 연속상 및 불연속상 질량체가 합쳐진 것)를 압축하고 빌렛(billet)으로 압출한 후, 목적하는 형상으로 절단하고 찍어낸다.
진공 하에 행해지는 경우, 합쳐진 질량체가, 예를 들어 통상 원추형 두부(nosecone)를 통해 압출될 때까지 상기 진공을 통상 혼합 및 정제시 적용한다. 통상적으로, 진공은 500 내지 600 ㎜압(수은 또는 Hg압으로 측정됨)이다.
작업예 및 비교예 이외에, 또는 명시적으로 지적되지 않는 한, 본 명세서에서 조건 또는 반응 또는 물질의 양 또는 비율, 물질의 물성 및 또는 사용을 나타내는 모든 숫자는 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 경우, "포함하는"이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계, 성분의 존재를 포함하지만, 하나 이상의 특징, 정수, 단계, 성분 또는 그들의 군을 제외하지는 않는 것으로 의도된다.
하기 실시예는 본 발명을 더 예시하기 위한 것이며 어떠한 방식으로든 본 발명을 제한하려는 의도는 아니다.
달리 지적되지 않는 한, 사용된 모든 ％는 중량％이다.

Claims (31)

  1. (a) 피부 세정용으로 적합한 계면활성제 기재를 25 내지 85 ％ 포함하는 연속 고체상,및
    (b) 1 중량％ 이상의 계면활성제를 포함하는 수용성 또는 수분산성 고상 매트릭스를 포함하는 최장 치수가 3 내지 약 70 ㎜인 불연속상의 도메인(domain)을 포함하며,
    상기 연속상의 경도가 33 내지 50 ℃의 온도에서 측정하였을 때 1.9 내지 2.5 bar이고, 25 ℃의 온도에서 측정된 불연속상의 경도를 33 ℃의 온도에서 측정된 연속상의 경도로 나눈 것으로 정의되는 비율(λ)이 2.0을 초과하고, 상기 경도의 값은 실린더 충전 시험(Cylinder Impaction Test)으로 측정된 것이며,
    불연속상이 비누 바의 1 내지 약 25 중량％를 구성하고,
    바를 시각적 식별 패널 시험으로 측정했을 때 묘사적 시각 등급 점수가 3.0 이상이고, 상기 지적된 온도들은 상기 연속상 및 불연속상이 최종 압출 이전에 먼저 합쳐져 복합체를 형성할 때 각각의 상의 열적 조건을 대략 반영한 것인, 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 압출 비누 바.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제 기재가 지방산 비누, 합성 세제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 다상 압출 비누 바.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연속상이 가소제를 0.1 내지 15 중량％ 포함하는 것인 다상 압출 비누 바.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가소제가 에스테르 오일, 탄화수소 오일, 실리콘 오일, 지방산, 지방 알코올, 왁스, 비이온성 계면활성제, 트리에탄올아민, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 다상 압출 비누 바.
  5. 제4항에 있어서, 상기 에스테르 오일이 지방산 모노에스테르 및 폴리에스테르, 트리글리세라이드 및 변성 트리글리세라이드, 및 액상 폴리에스테르로부터 선택되는 것인 다상 압출 비누 바.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 탄화수소 오일이 액상 파라핀, 스쿠알렌, 스쿠알란, 광물유, 폴리알파올레핀, 폴리부텐 및 광유로부터 선택되는 것인 다상 압출 비누 바.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지방산 가소제가 염산, 인산, 시트르산, 글리콜산, 락트산, 아디프산 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 양성자성 산의 연속상 조성물 내로의 혼입에 의해 동일 반응계 내에서 생성되는 것인 다상 압출 비누 바.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 왁스가 연화점이 50 ℃ 미만인 합성 또는 천연 왁스인 다상 압출 비누 바.
  9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성 계면활성제가 알킬 에톡실레이트, 글리세롤 지방산 에스테르, 소르비톨 지방산 에스테르, 에톡실화 지방산, 에톡실화 모노글리세라이드, 디글리세라이드 또는 트리글리세라이드, 폴리글리세롤 지방 에스테르, 지방 아미드 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 다상 압출 비누 바.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불연속상에 포함되는 계면활성제가 지방산 비누, 아실 이세티오네이트, 아실 타우레이트, 알킬 술페이트, 알킬 에톡시 술페이트, 알킬 에톡실레이트, 알킬글리코시드 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 다상 압출 비누 바.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불연속상이 폴리올, 폴리에테르, 무기 전해질, 실리카, 알루미나, 활석 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 경화제를 불연속상을 기준으로 하여 0.1 내지 15 ％ 더 포함하는 다상 압출 비누 바.
  12. 제11항에 있어서, 상기 폴리올이 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 소르비톨 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 다상 압출 비누 바.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 전해질이 1가 염화물, 1가 및 2가 황산염, 탄산나트륨, 1가 알루민산염, 1가 인산염, 1가 폴리인산염 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 다상 압출 비누 바.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불연속상이 융점이 30 ℃를 초과하는 폴리에테르, 지방산, 지방 알코올, 지방산 폴리올 에스테르, 전분, 변성 전분, 가수분해된 전분, 말토덱스트란 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 매트릭스 형성 물질을 5 내지 90 중량％ 더 포함하는 다상 압출 비누 바.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 평균 입도가 0.5 내지 3 ㎜인 불용성 착색 입자, 운모 및 코팅된 운모, 투명성 촉진 용매, 광택제(pearlizing agent) 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 시각적 구별 증진제(visual distinctiveness enhancer)를 함유하는 것인 다상 압출 비누 바.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속상과 분산상의 광투과도 차이가 비누의 투명성 시험으로 측정되는 때 5 ％ 이상인 다상 압출 비누 바.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속상이 3점 굽힘 시험(three-point bend test)으로 40 ℃의 온도에서 측정된 2 ㎜ 초과의 가소성 반경을 갖는 것인 다상 압출 비누 바.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 또한 피부 영양소, 피부 컨디셔너(conditioner) 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 수분 공급 유익제(benefit agent)를 0.1 내지 10 중량％ 함유하는 다상 압출 비누 바.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바 조성물이 또한 항균제, 항여드름제, 오일 조절제, 수렴제, 스크럽 및 각질제거용 입자(scrub and exfoliating particle), 냉각제, 과일 및 약초 추출물, 피부 진정제, 정유(essential oil) 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 철저한 세정을 제공하는 유익제를 0.1 내지 10 중량％ 함유하는 것인 다상 압출 비누 바.
  20. (a) (i) 지방산 비누, 합성 세제 및 이들의 혼합물로 구성된 계면활성제 기재 25 내지 85 ％, (ii) 에스테르 오일, 탄화수소 오일, 실리콘 오일, 지방산, 지방 알코올, 왁스, 비이온성 계면활성제, 트리에탄올아민, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 가소제 0.1 내지 15 ％를 포함하는 연속상, 및
    (b) (i) 계면활성제 1 중량％ 이상, (ii) 지방산 비누, 융점이 35 ℃를 초과하는 폴리에틸렌 글리콜, 지방산, 지방 알코올, 지방 에스테르, 전분, 말토덱스트란 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 수용성 또는 수분산성 고상 매트릭스 5 내지 95 중량％, (iii) 폴리올, 폴리에테르, 1가 염화물, 1가 및 2가 황산염, 탄산나트륨, 1가 알루민산염, 1가 인산염, 1가 폴리인산염, 실리카, 알루미나, 활석 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 경화제 0.25 내지 15 중량％로 구성되며, 최장 치수가 3 내지 약 45 ㎜인 불연속 고체상
    을 포함하며,
    상기 연속상의 경도가 33 내지 42 ℃의 온도에서 측정하였을 때 1.9 내지 2.5 bar이고, 25 ℃의 온도에서 측정된 불연속상의 경도를 33 ℃의 온도에서 측정된 연속상의 경도로 나눈 것으로 정의되는 비율(λ)이 2.0을 초과하고,
    상기 경도 값은 실린더 충전 시험에 의해 측정된 것이며,
    상기 불연속상이 비누 바의 1 내지 약 25 중량％를 구성하고,
    바를 시각적 식별 패널 시험으로 측정했을 때 묘사적 시각 등급 점수가 3.0 이상이며, 상기 지적된 온도들이 상기 연속상 및 불연속상이 최종 압출 이전에 먼저 합쳐져 복합체를 형성할 때 각각의 상의 열적 조건을 대략 반영한 것인, 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 압출 비누 바.
  21. (a) 온도가 약 33 내지 50 ℃인 화장실용 바 질량체의 연속상을 포함하는 누들(noodle)에, 하나 이상의 치수가 3 ㎜를 초과하는 별개의 입자 형태인 제2 고상 질량체를 첨가하며, 첨가할 때 제2 고상 질량체의 경도는 누들을 형성하는 연속상 화장실용 바 질량체의 경도의 2배 이상이고, 이들 경도 값은 실린더 충전 시험으로 측정된 것인 단계,
    (b) 단계 (a)에서 형성된 혼합물을 압출하여 연속적인 화장실용 바 질량체 및 제2 고상 질량체의 불연속상을 포함하는 압출된 복합체를 형성하는 단계, 및
    (c) 상기 압출체를 절단하여 바를 형성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 불연속상이 비누 바의 1 내지 약 25 중량％를 구성하고;
    바를 시각적 식별 패널 시험으로 측정했을 때 묘사적 시각 등급 점수가 3.0 이상인, 장인의 손길이 느껴지는 외관을 갖는 다상 비누 바의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 단계 (a) 및 (b)가 500 내지 600 ㎜Hg의 진공 하에 수행되는 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 화장실용 바 질량체가 33 내지 50 ℃의 온도에서 측정된 투과도계 경도 값이 1.9 내지 2.5인 것인 방법.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화장실용 바 질량체가 3점 굽힘 시험으로 40 ℃의 온도에서 측정된 2 ㎜ 초과의 가소성 반경을 갖는 것인 방법.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비누 바의 연속상 및 분산상이 투명도에 있어서 5 ％ 이상 차이가 나는 것인 방법.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화장실용 바 질량체가
    (a) 지방산 비누, 합성 세제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 계면활성제 기재 25 내지 85 중량％, 및
    (b) 지방산, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 트리에탄올아민, 탄화수소 오일, 채소유, 실리콘 오일, 왁스, 지방 알코올, 글리세롤 유도체, 소르비톨 유도체, 비이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 가소제 0.1 내지 15 중량％
    를 포함하는 것인 방법.
  27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고상 질량체가
    (a) 지방산 비누, 아실 이세티오네이트, 알킬 술페이트, 알킬 에톡시 술페이트, 알킬 에톡실레이트, 알킬글리코시드 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 계면활성제 1 내지 70 중량％,
    (b) 폴리올, 무기 전해질, 실리카, 알루미나, 활석 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 경화제 0 내지 15 중량％, 및
    (c) 융점이 30 ℃를 초과하는 폴리에테르, 지방산, 지방 알코올, 지방산 폴리올 에스테르, 전분, 가수분해된 전분, 말토덱스트란 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 매트릭스 형성 물질 0 내지 90 중량％
    를 포함하는 것인 방법.
  28. (a) (i) 피부 세정용으로 적합한 계면활성제 기재 25 내지 85 ％를 포함하는 연속 고체상, (ii) 계면활성제 1 중량％ 이상을 포함하는 수용성 또는 수분산성 고상 매트릭스를 포함하며, 최장 치수가 3 내지 약 70 ㎜인 불연속상, (iii) 피부 영양소 및 피부 컨디셔너로부터 선택되는 피부 유익제를 포함하는, 장인의 손실이 느껴지는 외관을 갖는 다상 압출 비누 바로 피부를 세척하며,
    상기 연속상의 경도가 33 내지 50 ℃의 온도에서 측정하였을 때 1.9 내지 2.5 bar이고, 25 ℃의 온도에서 측정된 불연속상의 경도를 33 ℃의 온도에서 측정된 연속상의 경도로 나눈 것으로 정의되는 비율(λ)이 2.0을 초과하며,
    상기 경도 값은 실린더 충전 시험으로 측정된 것이고,
    상기 불연속상이 비누 바의 1 내지 약 25 중량％를 구성하며,
    바를 시각적 식별 패널 시험으로 측정했을 때 묘사적 시각 등급 점수가 2.6 이상인 단계, 및
    (b) 피부를 물로 수세하는 단계
    를 포함하는, 피부를 세정하고 피부에 수분을 공급하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 피부 영양소가 비타민, 지질, 리포솜 형성 물질, 필수 지방산, 불포화 지방산의 트리글리세라이드, 식물성 버터, 무기질 및 이들의 조합물로부터 선택되는 것인 방법.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 피부 컨디셔너가 견 단백질, 실리콘 오일 및 검, 탄화수소, 조절 단백질, 양이온성 중합체, 보습제, 연화제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 방법.
  31. (a) (i) 피부 세정용으로 적합한 계면활성제 기재 25 내지 85 ％를 포함하는 연속 고체상, (ii) 계면활성제 1 중량％ 이상을 포함하는 수용성 또는 수분산성 고상 매트릭스를 포함하며, 최장 치수가 3 내지 약 70 ㎜인 불연속상, (iii) 항균제, 항여드름제, 오일 조절제, 수렴제, 스크럽 및 각질제거용 입자, 냉각제, 과일 및 약초 추출물, 피부 진정제, 정유 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 피부의 철저한 세정을 위한 유익제를 포함하는, 장인의 손실이 느껴지는 외관을 갖는 다상 압출 비누 바로 피부를 세척하며,
    상기 연속상의 경도가 33 내지 50 ℃의 온도에서 측정하였을 때 1.9 내지 2.5 bar이고, 25 ℃의 온도에서 측정된 불연속상의 경도를 33 ℃의 온도에서 측정된 연속상의 경도로 나눈 것으로 정의되는 비율(λ)이 2.0을 초과하며, 상기 경도 값은 실린더 충전 시험으로 측정된 것이고, 상기 불연속상이 비누 바의 1 내지 약 25 중량％를 구성하고,
    바를 시각적 식별 패널 시험으로 측정했을 때 묘사적 시각 등급 점수가 3.0 이상인 단계, 및
    (b) 피부를 물로 수세하는 단계
    를 포함하는, 피부를 철저히 세정하는 방법.
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