含甘油三酯的條形皂及其製備方法
2023-06-06 19:33:56 1
專利名稱：含甘油三酯的條形皂及其製備方法
技術領域：
本發明涉及含有大約6wt％或更高(最高大約13wt％)特定油(即甘油三酯)的基本上含皂坯的條形物，其不僅易加工(例如，條形整體性和屈服應力)且保持有理想的使用特性(例如，泡沫)，如特定的測試所示。本發明還涉及製備這樣的組合物的方法。
傳統上，已經將潤膚油(例如，礦物油、矽氧烷、潤膚酯)以相對較低的含量，或低於5.0wt％的含量引入到條形皂中。通常，避免加入較高含量的潤膚油，以防止加工性能和/或使用性能出現問題(例如，礦物油泡沫性差)。然而，在此含量時，只存在很少可以感覺得到的效果。典型地，在Ferran等人的美國專利5,952,276中，這樣的條形皂潤膚油含量最高為5％。
為什麼不使用較高含量的潤膚油的一個原因是，傳統上，在肥皂研壓過程中(即，在加工過程中，當其他添加劑，如著色劑或增味劑已經加入時)或在冷卻和其後的固化開始之後的任何時間內，加入這樣高含量的潤膚油是有困難的。
理論上說，在研壓階段中於條形皂中加入高含量添加劑的困難可能與結晶結構的形成所引起的困難有關，Ferrara等人的美國專利3,814,698和3,941,712公開了具有相當高「浴油」含量的組合物，其中浴油在條形皂的皂化階段(當組分為液體時)而非研壓階段加入。
在如上的Ferrara的兩篇專利中，浴油的定義廣泛，包括油、酯、蠟、長鏈醇等。沒有一種或一類原料被確認比其他種類的原料更好，唯一說明了的是，為了引入本發明所考慮需要的浴油的量，油應該在皂化階段中加入。如上所述，相信這與在此階段沒有結晶結構有關(美國專利3,814,698第二欄，第66～68行)。
Ferrara等人的美國專利4,582,626公開了在加入浴油的同時應該加入一種滑爽劑(第3欄，第6～12行)。但是，滑爽劑與潤膚劑同樣加入到皂化混合物中(第3欄，第14～17行)。此外，也沒有說明原料之間的優劣之分。
本發明的申請者出人意料地發現，如果選擇一些特定的潤膚油(例如，向日葵油、蓖麻油、棕櫚核油、紅花油、玉米油、橄欖油、棉籽油和/或它們的混合物)，就可以引入相對高的含量(例如，6wt％～13wt％)的油。
雖然不希望受限於理論，但據信，所選擇的油可以輕易地被吸入到砂漿液晶相中，以至於它們不能形成分離相(分離相可以與皂相互反應，從而破壞加工性能，如條形皂的整體性或屈服應力)，同時，也可以容易地從條形皂中釋放出來，從而提供了良好的使用性能。
因此，本發明的一方面是涉及一種含有大約59～84％的皂、0～10％的非皂、非甘油三酯試劑(例如，填料、加工助劑、降成本試劑、皮膚調理劑，沒有任何一類必須不同於其他組分)、10～18％的水和6～13％甘油三酯油的基本上是皂的條形物，其中所述的甘油三酯油直接在整理階段的後結晶過程中加入，以便使得組分的組合產生出最小屈服應力大約為90的條形皂，優選地為大約100，並且相對於皂坯的條形物，泡沫體積至少為大約65％，優選地，至少為70％。
本發明的另一方面是涉及一種製備條形物的方法，此條形物主要含有皂(59～84％的皂)、0～10％的非皂、非甘油三酯試劑和10～18％的水，其中所述的條形物具有大約為90的最小屈服應力，優選地為大約100，並且泡沫體積至少為皂坯條形物的大約65％，優選地，至少為70％，其中所述的方法包括，當其他組分已經結晶時，在整理階段向條形物中加入大約6～13％甘油三酯油。
一方面，本發明提供了一種條形組合物，含有(a) 59wt％～84wt％的皂；(b) 0wt％～10wt％的非皂、非甘油三酯試劑(例如，用以提高加工性能，降低成本和/或改善皮膚調理)(這樣的試劑的例子包括填料、甘油、聚乙二醇、聚合物、游離脂肪酸、合成表面活性劑)；(c) 10wt％～18wt％的水；和(d) 6wt％～13wt％的甘油三酯油；其中，甘油三酯油在整理階段的後結晶過程中直接加入，以便使所述的條形物具有大約90的最小屈服應力，優選地為100，並且泡沫體積相對於皂坯條形物至少為大約65％。
另一方面，本發明提供了一種製備條形物的方法，此條形物含有(a) 59wt％～84wt％的皂；(b) 0wt％～10wt％的非皂、非甘油三酯試劑；和
(c) 10wt％～18wt％的水，其中，所述的條形物具有大約90的最小屈服應力，優選地為大約100，並且相對於皂坯條形物，泡沫體積至少為大約65％，其中所述的方法包括，當其他組分已經結晶時，在整理階段向條形物中加入大約6～13％甘油三酯油。
本發明涉及含有相對高含量的甘油三酯油的組合物，甘油三酯油可以在皂化階段以後(即，可以在整理階段的後結晶過程中引入)加入，而不會破壞加工性能(例如，以屈服應力和條形皂的完整性表示)，並能夠維持理想的使用特性(例如，泡沫性能)。
一方面，本發明涉及如皂坯組合物的組合物，其含有特定潤膚油。出人意料地，研究發現，當在所謂的製備條形皂的「整理」階段時(即，當條形皂的細皂條達到完全結晶時)，在條形皂中引入特定的油(即，甘油三酯潤膚劑)獲得某些益處。特別地，當在整理階段引入時，甘油三酯油加工性能良好，且同時能夠提供如所定義的良好的泡沫性能。
本發明的條形組合物含有59～84wt％，優選地，70～80wt％的皂。
本文中所用到的術語「皂」為其所包含的通用含義，即，脂肪族、烷烴或烯烴一元羧酸的鹼金屬或鏈烷醇銨鹽。適合於本發明的有鈉、鉀、鎂、單乙醇、二乙醇或三乙醇銨陽離子或它們的組合。一般情況下，本發明使用鈉皂，但可能有大約1％～大約25％的皂為鉀皂或鎂皂。本發明中可以使用的皂為人們所熟知的含有大約8～22個碳原子，優選地，含大約8～大約18個碳原子的天然或合成脂肪酸(烷烴酸或烯烴酸)的鹼金屬鹽。可以將它們描述為含有大約8～大約22個碳原子的丙烯酸烴的鹼金屬羧酸鹽。
含有椰油脂肪酸分布的皂可能提供寬分子量範圍的下限。含有花生油或油菜籽油或它們的氫化衍生物的脂肪酸分布的皂可能提供寬分子量範圍的上限。
優選地，使用含有椰油或牛油或它們的混合物的脂肪酸分布的皂，因為這些是較為容易獲得的脂肪。在椰油皂中，至少具有12個碳原子的脂肪酸的比例大約為85％。當使用椰油和脂肪，如牛油、棕櫚油或非熱帶胡桃油或脂肪的混合物時，此比例可以更大一些，其中主鏈長為C16或更長。在本發明的組合物中，所使用的優選的皂為含有至少大約85％的具有12～18個碳原子的脂肪酸。
在皂中所使用的椰油可以全部或部分被其他「高-alluric」油代替，也就是說，其中的油或脂肪中至少50％的總脂肪酸由月桂酸或肉豆蔻酸和它們的混合物組成。通常，這些油的例子有椰油類的熱帶胡桃油。例如，它們包括棕櫚核油、巴巴蘇油、小冠巴西棕油、星實櫚油、羽葉棕櫚果油、星實棕油、價波特仁油、khakan仁油、地咖胡桃油和肉豆蔻脂。
優選的皂為大約30％～大約40％的椰油和大約60％～大約70％的牛油的混合物。混合物中牛油的含量也可以更高，例如，15％～20％的椰油和80％～85％的牛油。
根據商業上可以接受的標準，皂中可以包含不飽和物。通常情況下，避免使用過量的不飽和物。
可以使用傳統的鍋煮法或現代的連續皂生產法來製備皂，其中，使用為本領域的技術人員所熟知的工藝，用鹼金屬氫氧化物將天然脂肪和油，例如牛油或椰油或它們的等價物進行皂化。此外，也可以通過用鹼金屬氫氧化物或碳酸鹽中和脂肪酸，例如月桂酸(C12)、肉豆蔻酸(C14)、棕櫚酸(C16)或硬脂酸(C18)來製備皂。
任選地，條形組合物中也可以包含0～10wt％的非甘油酯、皂或水的任選組分。如果使用合成表面活性劑，其可以選自陰離子、非離子、兩性/兩性離子和陽離子表面活性劑。
陰離子表面活性劑可以是脂族磺酸鹽(例如，C8～C22烷烴磺酸鹽或二磺酸鹽；或芳族磺酸鹽)、烷基硫酸鹽、烷基醚硫酸鹽、烷基磺基丁二酸鹽、烷基或醯基牛磺酸鹽、烷基或醯基肌氨酸鹽或任何在，例如，Massaro等人在美國專利5,916,856中描述的陰離子表面活性劑，茲在此引入作為本申請的參考。
類似地，兩性表面活性劑、非離子表面活性劑和陽離子表面活性劑也可以是Massaro等人在美國專利5,916,856中描述的任何表面活性劑。
其他可以使用的試劑包括加工助劑(例如，填料)或調理試劑(例如，聚乙二醇、游離脂肪酸或甘油)。
其他可以使用的添加劑包括如下的防腐劑、香料、顏料、遮光劑、螢光增白劑和殺菌劑。
條形物中也可以包含10wt％～18wt％，優選地，10wt％～15wt％水。
最後，此組合物含有6wt％～13wt％的甘油三酯油。
可以使用的甘油三酯的例子包括杏仁油、向日葵種子油、鱷梨油、蓖麻油、棉籽油、棕櫚核油、紅花油、玉米油、大豆油、扁桃油、麥芽精和它們的混合物。
本發明中的油在制皂的整理階段中加入。
更特別地，研壓皂的生產已經有許多年的歷史了。通常，這種皂的製備是通過，在高溫下，液化脂肪酸或其甘油酯以及氫氧化鈉水溶液的混合物；皂化熱液體混合物中的脂肪酸；將皂化混合物冷卻至基本上為固體，但又具有適當的柔軟性、加工性，再將固化的皂化混合物成型為適當的形狀，例如，通過擠壓進入一帶狀物或其相似物中；將成型的擠出物乾燥至含有合適的水含量；將乾燥的「皂」與傳統的添加劑和輔料，如染料、顏料、香料等一起進行研壓；然後，再將研壓皂組合物成型為條形或其他期望的形狀。
如上所述，本發明的油在整理階段的後結晶期間加入。
本發明的另一方面是涉及一種製備條形物的方法，此條形物含有皂；非皂、非甘油三酯組分和水，含量如上文所述，其中條形物具有的最小屈服應力和最小泡沫體積也如上文所述，其中所述的方法包括，在整理階段的非甘油三酯組分的後結晶期間，在條形物中加入大約6～13％甘油三酯油。
需要指出的是，只要已經加入至少足夠的組分(例如皂和結構劑)形成結晶的皂坯，那麼在結晶以後，也可以加入其他的微量組分(例如，香料)。
除了在操作和比較實施例中，或另有明確說明，在本說明書中，所有表示原料或條件或反應的含量或比例、所使用原料的物理特性的數字均應該被理解為「大約」。
在本說明書中，術語「包含」表示包括已說明的特性、整數、步驟、組分，但是並不排除其他特性、整數、步驟、組分或它們的組合的存在和加入。
下面的實施例是為了對本發明作出說明，絕不能理解為對本發明範圍的限制。
除非另有說明，否則所有百分比均為重量百分比。
實施例方法屈服應力測試將一根受力的「餅形鐵絲」以直角從皂樣品，通常為一根小棒的邊緣切過。當鐵絲切入皂時，皂中鐵絲的長度就會增加，直至達到平衡位置。在這時，鐵絲承受的重量所施加的向下的力與皂施加予鐵絲的粘滯拖曳所產生的向上的力達到平衡。皂的屈服應力可以從切入的長度、鐵絲的直徑和所施加的重量來計算。很重要的一點是，還需要測試皂的溫度。為了進行比較，通常將測試溫度下的屈服應力通過計算轉換為40℃特定溫度下的屈服應力。
為了進行屈服應力測試，將一段不鏽鋼鐵絲拴在可以通過滾珠座圈軸承進行自由旋轉的平衡臂上。用一個V-型凹口將皂棒支撐在金屬或木頭塊上。
鐵絲應當為不鏽鋼鐵絲，且其直徑只有在鐵絲已經被拉伸以後才可以測試。
當直接在餅形鐵絲上施加負重(Wg)時，就有一個恆定的力作用在鐵絲上，從而將皂切開。當切入的深度增加時，力作用的面積也就同時增大，這樣，所施加的應力就降低，直至其剛好與皂的反作用力達到平衡，這時，鐵絲便停止移動。這時的應力便等於皂的屈服應力。研究發現，達到這一點所需要的時間約為30秒，所以，在一般情況下，選擇1分鐘作為標準時間，以確保到達應力平衡點。在平衡一定時間後，移去負重，測量切口長度。
利用如下的半經驗公式計算屈服應力 或 其中l和d分別為切口的長度和鐵絲的直徑(單位均為cm)。
如果實際試樣的溫度高於40℃，則可以使用下面的方程式將屈服應力校正到40℃。
YS40＝YST×eb其中e＝2.718b=16.87T-40273-T]]>任何屈服應力的測試都將會受到產品溫度的很大影響。以時間作圖測試屈服應力/溫度是一個良好的方法，並用一個平衡至40℃的在聚乙烯封閉包裹中和鋁保鮮膜中的條形物。
泡沫體積測試香皂所能夠產生的泡沫的數量是一個影響消費者優先選擇的重要因素。此處所描述的泡沫體積測試方法給出了一種在標準條件下進行泡沫產生測試的方法，這樣，就可以客觀地對不同皂配方進行比較。
專業技術人員可以通過使用標準方法來產生泡沫。收集泡沫並測試其體積。在泡沫產生期間，由技術人員對發泡乳脂進行主觀評價。
所使用的專業設備如下。
洗滌碗-1個/操作員容積為10～15升皂排水器碟-1個/樣品外科醫生用橡膠手套-英國標準BS 4005或其等價物大小適合於所有的技術人員圓柱形玻璃燒杯或廣口量筒 -容量為500～1000ml，等分刻度為10ml溫度計-非水銀溫度計玻璃棒-足夠的長，以便能夠在刻度玻璃燒杯中進行攪拌典型地，測試程序如下i.小塊預處理佩帶特定類型的手套(內部磨損，並且用普通肥皂清洗乾淨)，在開始測試之前，至少對所有的測試小塊衝洗10分鐘。此過程最好在流動的自來水下進行，以180°反覆搓洗大約20次；ii.在特定的溫度下(典型地，為20℃～40℃)，將大約5升已知硬度的水放置在碗中。在每個皂條形物測試完以後，重新換水；
iii.將小塊在水中浸漬一下後便取出。在兩手間，以180°反覆搓洗15次。將小塊放回皂碟中；iv.保留在手套上的皂產生泡沫步驟1將一隻手(任一隻手)的指尖在另一隻手掌上摩擦10次；步驟2用左手夾住右手(或相反)，將泡沫擠至指尖。將手向相反的方向移動。每隻手重複此操作5次。
重複步驟1和步驟2；將泡沫置於一帶刻度的燒杯中。
v.重複iii段中整個泡沫的產生過程。重複兩次以上，並將所有的泡沫收集在燒杯中；vi.輕輕攪拌收集到的泡沫，以便釋放出大泡沫。讀出並紀錄體積。
可以通過成對比較和最小顯著差值(LSD)來評價泡沫體積結果。典型地，將每一個條形物的6個結果平均化，並在每一個條形物的平均結果之間進行成對比較。如果泡沫體積的差異大於最小顯著差值，就說明此產品產生了「顯著地不同量泡沫」。此最小顯著差值是從50個在相同溫度下進行的獨立的標準對照樣品(即，不同的5批每批10個樣品)的泡沫評價中得到。
然後進行如下計算i.計算方差2=1n-1-[n1xi2-(xi)2]]]>ii.查閱t表(n＝50，p＝0.05)iii.利用下列方程計算最小顯著差L.S.D=t22n]]>實施例1～4和對比實施例A～E為了顯示出條形物加工性能(例如，屈服應力和完整性)和相對於使用其它油時的泡沫的優點，申請者製作了下列表格1和2。
表1含疏水潤膚劑的條形物
*指含有大約85％牛油混合物(基本上為C16～C18)和大約15％椰油混合物(基本上為C12脂肪酸皂)的皂坯。相對於對比B來說，此條形皂並非富脂。
表2
表1中提出了單皂坯實施例(對比A)；和4類非甘油酯油實施例(對比B～E)以及4類甘油三酯(實施例1～4)實施例。每一種非甘油三酯和甘油三酯的使用量為總組合物的10wt％(除了對比A，其中沒有使用油)。
在本發明中，條形物包含脂肪酸和水(大約12～13wt％)或脂肪酸、油和水。但是，需要指出的是，也可以使用少量的如在本說明書中所描述的非皂和非油試劑。
屈服應力值(如使用餅形鐵絲測試所得到的)和泡沫以及關於條形物完整性的評論列於表1中，各種不同的結果整理在表2中。
從表2中可以清楚地看出，只有甘油三酯油能夠同時保持屈服應力至少為90，相對於皂坯泡沫大於大約65％，並且能夠保持條形物的完整性。從表1的完整性數據可以看出，特別優選地為向日葵種子油和棕櫚核油(實施例1和2)。
實施例10～12和對比F為了表明不同含量的甘油三酯的影響，申請者用條形皂坯和不同的向日葵種子油含量(7.5～15wt％)進行了測試。結果列在下面的表3中。
表3-甘油三酯含量對條形物特性的影響85/15皂坯+向日葵種子油
從表中可以清楚地看出，與人們先前所認為的相反，申請者已經說明高含量的甘油三酯油(例如，6％或更高)可以明顯地被加工。但是，同時也可以從實施例中看出，當含量大於13％時，條形物變得無法進行加工。所以，申請者發現了一個6～13％的條形物適合加工(例如，具有如所定義的可接受屈服應力)並能夠保持可接受的泡沫的清楚臨界值。
實施例13為了進一步說明本發明可以使用任何甘油三酯(即，並未限制於特定的甘油三酯)，申請者彙編了下表以說明各種不同的甘油三酯油與泡沫和屈服應力數據在本發明的範圍之內
換句話說，當在與表2的實施例A中同樣的85/15皂坯中使用高含量(所有使用的油的含量為10％)時，所有的條形物均具有可接受的加工性能。
同樣，這也清楚地表明，可以使用任何具有定義的屈服應力和泡沫體積的甘油三酯皂或甘油三酯皂的組合。
權利要求
1.一種條形組合物，包含(a)59wt％～84wt％的皂；(b)0wt％～10wt％的非皂、非甘油三酯試劑；(c)10wt％～18wt％的水；和(d)6wt％～13wt％的甘油三酯油；其中，甘油三酯油在整理階段的後結晶過程中直接加入，以便使條形物的屈服應力高於大約90且泡沫體積相對於皂坯條形物至少為65％。
2.根據權利要求1的組合物，其中所述的甘油三酯選自杏仁油、向日葵種子油、鱷梨油、棉籽油、棕櫚核油、紅花油、玉米油、大豆油、扁桃油、麥芽精和它們的混合物。
3.一種製備條形組合物的方法，此組合物包含(a)59wt％～84wt％的皂；(b)0wt％～10wt％的非皂、非甘油三酯試劑；(c)10wt％～18wt％的水；和(d)6wt％～13wt％的甘油三酯油；其中，甘油三酯油在整理階段的後結晶過程中直接加入，以便使條形物的屈服應力高於大約90且泡沫體積相對於皂坯條形物至少為65％。
4.根據權利要求3的方法，其中所述的甘油三酯選自杏仁油、向日葵種子油、鱷梨油、棉籽油、棕櫚核油、紅花油、玉米油、大豆油、扁桃油、麥芽精和它們的混合物。
全文摘要
本發明涉及含有6％～13％甘油三酯油的條形皂，其中所述的條形皂同時具有後處理性能並保持有良好的泡沫性能。另一方面，本發明涉及一種製備具有明顯特性的主要是皂的條形物的方法，其包括，在整理階段的後結晶過程中加入6wt％～大約13wt％的甘油三酯油。
文檔編號A61K8/92GK1520456SQ02812982
公開日2004年8月11日 申請日期2002年4月11日 優先權日2001年4月26日
發明者G·L·謝弗, M·馬薩諾, Y·K·亞羅沃伊, W·蘭扎, , G L 謝弗, 亞羅沃伊 申請人:荷蘭聯合利華有限公司