CN104364362A - 外部结构化的水性各向同性洗衣液组合物 - Google Patents
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Abstract
一种外部结构化的水性各向同性洗衣液组合物,其包含:-至少10重量%水,-至少10重量%的包含阴离子表面活性剂的混合表面活性剂体系,-一种外部结构化体系,包含0.025至0.15重量%不溶性纤维素纤维,其包含至少50重量%活化柑橘纤维,-至少0.01重量%悬浮非粘土固体粒子,其特征在于所述外部结构化体系进一步包含至少0.1重量%水溶胀性粘土。
Description
技术领域
本发明涉及包含表面活性剂和悬浮粒子的外部结构化的水性各向同性洗衣液组合物。
背景
希望能将微粒材料掺入液体洗涤剂组合物中,例如包囊芳香剂或视觉标识(visual cues)。有利地,该液体的流变性应提供使粒子保持稳定悬浮和分散的屈服应力(也称作临界应力)。
已经提出在水性洗涤液中使用外部结构化剂以提供所需的流变性和悬浮作用。
氢化蓖麻油(HCO)可通过在该液体或一部分液体中结晶转化成外部结构化剂。这种结晶过程可能施加配方限制,尤其是在使用高表面活性剂含量时。HCO结构化的液体轻微浑浊,这在视觉标识悬浮在该液体中时不合意。由于HCO结构化剂通过冷却形成,如果对该液体施以极端温度——在供应链中或在消费者手中,会降低其性能。在将包囊芳香剂微囊添加到包含HCO的浓缩表面活性剂溶液中时,微囊已被发现在掺入步骤的过程中团聚成块。这些团块在该液体中保持不分散。这提高该微囊的可见度。在从容器中取出液体时,这还造成每次洗涤时微囊内容物的不均匀投放。
HCO的一种替代方案是由不溶性纤维素纤维形成的结构化网络。一种这样的外部结构化体系使用微纤维纤维素(MFC),其如US2007/0197779中独自使用或如WO2010/048154中与HCO结合使用。但是,MFC具有其它缺点。首先,由于其极低的掺入量,如果形成微气泡并被该结构化网络截留以使MFC浮起,其无法保持均匀分散在液体中。这例如在储存的产品的热循环过程中释放空气时发生。由于需要使HCO保持正确结晶态以提供结构化作用,其与HCO的组合具有HCO体系的相同缺点。
在US2004/0086626和US2009/269376中描述了柑橘纤维和它们用于食品和个人护理组合物的结构化的用途。建议可以将材料悬浮在该结构化组合物中。在PCT/EP2011/067549中描述了活化柑橘纤维结构化的液体洗涤剂组合物与清洁和护理酶的相容性。在WO2012/019934中公开了其与阳离子沉积聚合物(Jaguar季铵化瓜尔胶)一起用于去头屑香波。在US 7981855中公开了MFC和柑橘纤维的组合,其公开了包含最多15重量%表面活性剂(包括至少1%阴离子表面活性剂)、最多2重量%细菌纤维素(优选MFC)和0.001至5重量%柑橘纤维的洗涤液表面活性剂组合物。该组合在以足以使粒子悬浮在液体中的量使用时也会截留空气并失稳定。
我们已经发现,只要以足够高的量(为了提供足以使粒子以稳定和分散的方式悬浮在各向同性洗衣剂组合物中的屈服应力)使用不溶性纤维素纤维,尤其是活化柑橘纤维,该纤维结构化网络就也会截留气泡,特别是非常细的微气泡。这样的气泡可能是由于产品的热循环而从溶液中析出的或可能在该组合物制造和装入其容器的过程中已形成。降低不溶性纤维素纤维的含量以使所有空气因其自身浮力而被释放会造成外部结构化网络失效。这种失效被认为归因于该外部结构化网络无法填满液体的整个体积并下沉,在容器顶部留出清澈的未结构化层。
高水结合能力的柑橘纤维例如可作为“Herbacel AQ plus citrus fibre”获自HerbaFoods。
旨在悬浮固体粒子的另一体系是如EP1402877(Rohm和Haas)和Research Disclosure, 2000年6月, No. 434, 第1032-1033页中公开的粘土和流变改性聚合物的组合。粘土本身不能在水性各向同性洗衣液组合物中形成稳定的结构化体系。必须以相对较高的含量使用增稠聚合物以提供与粘土的必要协同作用。此外,这些聚合物已被发现对洗衣组合物中的清洁性具有不利影响并与液体洗涤剂中常存在的其它组分具有不合意的相互作用。它们昂贵并带来制造复杂性。
本发明的一个目的是提供适用于水性各向同性洗涤液组合物的外部结构化体系,其提供粒子,例如包囊芳香剂的稳定悬浮液,同时不会被气泡破坏稳定性。
发明概述
根据本发明,提供了一种外部结构化的水性各向同性洗衣液组合物,其包含:
- 至少10重量%水,
- 至少10重量%的包含阴离子表面活性剂的混合表面活性剂体系,
- 一种外部结构化体系,包含0.025至0.15重量%不溶性纤维素纤维,其包含至少50重量%活化柑橘纤维,
- 至少0.01重量%悬浮非粘土固体粒子,
其特征在于所述外部结构化体系进一步包含至少0.1重量%水溶胀性粘土。
该液体组合物优选具有在25℃下的至少0.08 Pa的屈服应力。在25℃下的屈服应力更优选为至少0.1 Pa,甚至至少0.15 Pa。该液体组合物在20 s-1和25℃下的粘度优选为至少0.2 Pa.s。
该不溶性纤维素纤维优选包含至少90重量%的活化柑橘纤维,最优选其100%是活化柑橘纤维。活化柑橘纤维在其它洗涤剂成分,尤其是酶存在下非常稳健。该组合物优选包含至少0.05重量%活化柑橘纤维,更优选至少0.07重量%。
该悬浮非粘土固体粒子既不是液体也不是气体。但它们可能包含容纳在固体外壳或基质中的液体或气体。该外壳或基质可能是刚性或可变形的。该液体优选包含至少0.1重量%,甚至至少0.2重量%的悬浮非粘土固体粒子。优选的非粘土固体微粒材料是微囊。该微囊可具有三聚氰胺甲醛外壳。其它合适的外壳材料可选自(聚)脲、(聚)氨基甲酸酯、淀粉/多糖、氨基塑料和木葡聚糖。如果方便和合意,可以组合不同类型的微囊的混合物。
该微囊可以是芳香剂胶囊。该微囊的平均粒径优选为1至100微米,且至少90重量%的微囊具有在此范围内的直径。优选90重量%的微囊具有2至50微米,再更优选5至50微米的直径。最优选的是直径小于30微米的微囊。
替代或附加的非粘土固体微粒材料包含视觉标识,优选由包含聚合物的薄膜材料形成的标识,以由低重量的标识材料提供最大限度的视觉效果。由薄膜制成的视觉标识可以为2至5毫米直径(最大尺寸)。
该粘土优选具有小于250微米,更优选小于100微米的粒度。该粘土的D50粒度优选小于50微米。该粘土可作为干燥原材料或凝胶或更容易分散到CFF和水预混物中的形式使用。
在该外部结构化体系中,包含活化柑橘纤维的不溶性纤维素材料和粘土的总量优选在0.10至0.80重量%的范围内。
优选包含至少50重量%活化柑橘纤维,更优选至少90重量%,最优选包含100%活化柑橘纤维的不溶性纤维素纤维可赋予各向同性洗涤液组合物优异的悬浮性质。但是,也容易通过混合、运输和填充过程夹带空气。使用脱气设备难以解决填充过程中的晚期空气夹带。当利用高剪切分散作用活化将构成外部结构化网络的纤维时,空气夹带是一个大问题。这可能归因于在活化过程中形成并看起来特别难从包含100%具有高到足以悬浮固体材料的屈服应力的不溶性纤维素纤维网络的外部结构化体系中释放的微细空气。这种空气会积聚到足以使该结构化网络“浮起”的量。
例如,当在洗衣液中使用悬浮芳香剂微囊所需的0.25重量%活化柑橘纤维作为外部结构化体系时,其也会使夹带的空气悬浮,这种悬浮的空气使该外部结构化体系的纤维网络升起。这又产生含有差分散微囊的不均匀液体。活化柑橘纤维量的降低会由于该外部结构化体系下沉而使得自悬浮或使微囊以分散形式悬浮的能力不足。
公知的是,粘土在高表面活性剂液体中一般无法自己以胶态分散体形式悬浮。但是,我们已经发现,低量不溶性纤维素纤维,优选活化柑橘纤维与其他不悬浮的水溶胀性粘土的组合提供储存稳定的结构化体系,其能使微囊保持充分分散并且不会因截留的空气而失稳定。与独自使用(高含量的)活化柑橘纤维相比,也改进液体的着色。
发明详述
水
该洗涤剂组合物是水性的,水构成该组合物中的大部分溶剂。可以以比水少的量包括助水溶物,如丙二醇和甘油作为助溶剂。在该组合物中需要水使表面活性剂、任何聚合物、可溶助洗剂、酶等保持溶解。所述水量包括游离水和任何结合水。该组合物中的水量优选为至少20重量%,更优选至少30重量%。
混合表面活性剂体系
由于该新型外部结构化体系的稳健性质,对混合表面活性剂体系的类型或量的限制很少。合成表面活性剂优选构成该表面活性剂体系的主要部分。合成阴离子和非离子表面活性剂的混合物或全阴离子型混合表面活性剂体系或阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性或两性离子表面活性剂的混合都可针对所需的清洁任务和洗涤剂组合物的所需计量根据配方师的选择使用。
构成混合表面活性剂体系的表面活性剂可选自"Surface Active Agents", Schwartz & Perry著的第1卷, Interscience 1949, Schwartz, Perry & Berch著的第二卷, Interscience 1958, Manufacturing Confectioners Company出版的‘McCutcheon's Emulsifiers and Detergents’或"Tenside Taschenbuch", H. Stache, 第2版, Carl Hauser Verlag, 1981中描述的表面活性剂。
表面活性剂在该组合物中的量可以为3至75重量%,优选10至60重量%,更优选16至50重量%。技术人员会认识到,最佳表面活性剂浓度极大取决于产品类型和预期使用模式。
阴离子表面活性剂可包括皂(脂肪酸的盐)。优选的皂通过氢化椰油脂肪酸,例如Prifac? 5908(来自Croda)的中和制成。也可以使用饱和和不饱和脂肪酸的混合物。
非离子洗涤剂表面活性剂是本领域中公知的。优选的非离子表面活性剂是每分子包含3至9个环氧乙烷单元的C12-C18乙氧基化醇。更优选的是具有平均5至9个环氧乙烷基团,更优选平均7个环氧乙烷基团的C12-C15线性乙氧基化伯醇。
合适的合成阴离子表面活性剂的实例包括十二烷基硫酸钠、十二烷基醚硫酸钠、十二烷基磺基丁二酸铵、十二烷基硫酸铵、十二烷基醚硫酸铵、椰油酰羟乙磺酸钠、月桂酰羟乙磺酸钠和N-十二烷基肌氨酸钠。最优选的合成阴离子表面活性剂包含合成阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸盐(LAS)。适用于本发明的另一合成阴离子表面活性剂是醇乙氧基醚硫酸钠(SAES),优选包含高量的C12醇乙氧基醚硫酸钠(SLES)。该组合物优选包含LAS。
优选的混合表面活性剂体系包含合成阴离子型与非离子型洗涤剂活性材料和任选两性表面活性剂,包括氧化胺。
另一优选的混合表面活性剂体系包含两种不同的阴离子表面活性剂,优选直链烷基苯磺酸盐和硫酸盐,例如LAS和SLES。
合成阴离子表面活性剂可以例如以该混合表面活性剂体系的大约5重量%至大约70重量%的量存在。
该洗涤剂组合物可进一步包含两性表面活性剂,其中两性表面活性剂以该混合表面活性剂体系的1至20重量%,优选2至15重量%,更优选3至12重量%的浓度存在。合适的两性和两性离子表面活性剂的典型实例是烷基甜菜碱、烷基酰胺基甜菜碱、氧化胺、氨基丙酸酯、氨基甘氨酸酯、两性咪唑啉鎓化合物、烷基二甲基甜菜碱或烷基二聚乙氧基甜菜碱。
不溶性纤维素纤维
该外部结构化体系由水溶胀性粘土与一种或多种不溶性纤维素纤维(包含至少50重量%活化柑橘纤维,更优选包含90重量%活化柑橘纤维,最优选包含100重量%活化柑橘纤维)构成。原始纤维可能部分可溶,因此本说明书中给出的所有量包括不溶和可溶部分。该纤维可能全部是一种类型或可能作为混合纤维体系使用。优选纤维是由细菌产生的微纤维纤维素和来自植物的天然来源纤维。由于其非常高的吸水性,使用活化柑橘纤维。一般而言,吸水性越高,该纤维或纤维混合物越优选。关于柑橘纤维的加工的许多评述也适用于其它类型的不溶性纤维素纤维。
活化柑橘纤维
使用柑橘类水果的白皮层(albedo)制造粉状柑橘纤维。其具有“海绵状微结构”。将柑橘类水果(主要是柠檬和酸橙)脱汁以留下不可溶的植物细胞壁材料和一些内含的糖和果胶。将其干燥并筛分,然后洗涤以提高纤维含量。干燥的材料是大粒的(100's微米细胞碎片,由紧密结合的原纤维构成)。在研磨后,获得粉状柑橘纤维材料。所用方法使大量天然细胞壁保持完好,同时除去糖。所得高溶胀性柑橘纤维材料常被用作食品添加剂并已用于低脂蛋黄酱。该分散粉末的pH是酸性的。
显微术表明,粉状柑橘纤维是具有各种尺寸和形状的粒子的非均质混合物。该材料大部分由细胞壁和细胞壁碎片的聚集团块构成。但是,可以识别出许多开口直径为大约10微米的管状结构,通常成簇排列。这些所谓的木质部导管是主要位于柑橘类水果的皮中的输水通道。木质部导管由死细胞堆叠构成,它们连接在一起以形成200至300微米长的相对较长的管。这些管的外部被通常成环或螺旋铺设的木质素增强,以防止这些管由于在输水过程中作用于管壁的毛细力而坍塌。
优选类型的粉状柑橘纤维是Herbafoods’ Herbacel AQ+ N型柑橘纤维。这种柑橘纤维具有大于80%的总(可溶和不可溶)纤维含量和大于20%的可溶纤维含量。其作为具有低颜色的细干粉供应并具有每千克粉末大约20千克水的水结合力。
为了获得适当的结构,通过在水中在低浓度下的高剪切分散活化(水合并在结构上打开)粉状柑橘纤维以形成预混物。由于分散的活化柑橘纤维是可生物降解的,在该预混物中包括防腐剂是有利的。
剪切不应高到足以造成原纤分离(defibrillation)。如果使用高压均化器,其应在200至600巴之间运行。施加的剪切越大,所得粒子越不致密。尽管高剪切会改变形态,但看起来不会改变工艺聚集体尺寸。纤维破碎,然后填充水相。剪切也搓松细胞壁的外部,且这些能形成将原始纤维的体积外的水结构化的基质。
或者,可以通过使用高剪切混合机,如Silverson研磨制造活化柑橘纤维结构化预混物。可以使该预混物经过几个连续的高剪切阶段以确保柑橘纤维完全水合和分散以形成活化柑橘纤维分散体。在高剪切分散后使该预混物进一步水合(老化)。活化的预混物优选新鲜使用。
高压均化的预混物优于研磨过的预混物,因为它们更重量有效地为液体提供充足的悬浮作用。均化压力的提高进一步提高该预混物的重量效率。合适的运行压力为大约500 barg。
预混物中的活化柑橘纤维含量优选在1至5重量%,更优选1.5至2.5重量%的范围内。预混物中的活化柑橘纤维浓度取决于设备应付由较高浓度带来的较高粘度的能力。预混物中的水量优选为柑橘纤维量的至少20倍,更优选至少25倍,甚至高达50倍。过量的水是有利的以使活化柑橘纤维充分水合。
优选的预混物具有使用Anton Paar锯齿形杯和转子(cup and bob)几何结构在25℃下测得的至少70 Pa的屈服应力。
当添加到洗涤液组合物中时,活化柑橘纤维增进该组合物的屈服应力和在20 s-1下的倾倒粘度且该组合物是剪切稀化液体。屈服应力和在20 s-1下的粘度基本上与活化柑橘纤维含量一致提高。
活化柑橘纤维与洗衣和家居护理洗涤剂组合物中所用的酶相容。
该预混物可以作为后投放的成分添加到洗涤液中,或者可以由该预混物开始,然后将其它成分添加到其中,由此形成该组合物。需要一定的高剪切将该预混物充分分散在该组合物中,但该作用不像对于预混物制备而言那么需要。
包含活化柑橘纤维的不溶性纤维素纤维应以足够高的含量使用以确保外部结构化网络不会在其自重下沉降。如果该网络沉降,任何悬浮的固体粒子会随该网络沉降。为避免空气截留在结构化网络中,优选将活化纤维的量降至接近使固体粒子,例如包囊芳香剂悬浮所需的最低量。该外部结构化体系的粘土部分有助于降低所需的活化纤维量。
水溶胀性粘土
合适的水溶胀性粘土是水合铝页硅酸盐,有时具有可变量的铁、镁、碱金属、碱土金属和其它阳离子。粘土形成与云母类似的六边形片。粘土是超细粒状的(通常被认为在标准粒度分级中小于2微米尺寸)。
粘土常被称作1:1或2:1。粘土基本由四面体片和八面体片构成。1:1粘土由1个四面体片和1个八面体片构成,实例包括高岭石和蛇纹石。2:1粘土由夹在两个四面体片之间的八面体片构成,实例是伊利石、蒙脱石和绿坡缕石。
蒙脱石(smectite)类包括二八面体蒙脱石,如蒙脱土(montmorillonite)和绿脱石,和三八面体蒙脱石,例如皂石。以及膨润土、叶蜡石、水辉石、锌蒙脱石、滑石、贝得石。其它2:1粘土类型包括海泡石或绿坡缕石——在它们的结构内具有长的水通道的粘土。页硅酸盐包括:埃洛石、高岭石、伊利石、蒙脱土、蛭石、滑石、坡缕石、叶蜡石。蒙脱土(montmorillonite)是蒙脱石页硅酸盐(smectite phylosilicate)(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O。蒙脱土是非常软的页硅酸盐类矿物,其通常以显微晶体形成以形成粘土。蒙脱土是2:1粘土,意味着其具有夹住中间八面体片的两个四面体片。该粒子是片形的,平均直径为大约1微米。蒙脱土是膨润土 - 一种火山灰风化产物的主要成分。水辉石是具有高二氧化硅含量的天然蒙脱石粘土。天然水辉石是稀有的软质、油腻、白色粘土矿物。
合适的水溶胀性粘土包括:蒙脱石、高岭土、伊利石、绿泥石和绿坡缕石。此类粘土的具体实例包括膨润土、叶蜡石、水辉石、皂石、锌蒙脱石、绿脱石、滑石和贝得石作为蒙脱石型粘土。该水溶胀性粘土优选是蒙脱石型粘土。
蒙脱土甚至在稳定剂存在下也对离子强度敏感。它们在许多洗涤剂组合物中通常存在的高电解质含量下损失它们的液体结构化效率。粘土在这些条件下倾向于自坍塌或絮凝。如果在储存过程中发生这种坍塌,该液体会损失其物理稳定性,受扰于脱水收缩和/或固体沉降。
优选的水溶胀性粘土是选自Laponites、硅酸铝、膨润土和气相二氧化硅的蒙脱石型粘土。最优选的商业合成水辉石是来自Rockwood的Laponites。特别优选的合成水辉石是:Laponite S、Laponite RD、Laponite RDS、Laponite XLS和Laponite EL。最优选的是Laponite EL。Laponite RD、XLG、D、EL、OG和LV都是硅酸锂镁钠。
其它合成水辉石型粘土包括:来自RT Vanderbilt的Veegum Pro和Veegum F和来自National Lead Company的分部Baroid的Barasymacaloids和Proaloids。
合成蒙脱石由金属盐,如钠、镁和锂的盐与硅酸盐,尤其是硅酸钠的组合在受控比率和温度下合成。这产生非晶沉淀物,其随后部分结晶。然后将所得产物过滤,洗涤,干燥并研磨以产生含有薄片的粉末,其具有小于100纳米的平均薄片尺寸。薄片尺寸是指给定薄片的最长线性尺寸。合成粘土避免使用在天然粘土中发现的杂质。
通过在仔细控制的比率和温度下合并钠镁和锂的盐与硅酸钠,合成Laponite。这产生非晶沉淀物,其随后通过高温处理部分结晶。将所得产物过滤,洗涤,干燥并研磨成白色细粉。
该粘土的粒度重要。因此,极细的合成水辉石由于它们的小粒度而尤其优选。粒度是湿润粘土的离散颗粒的尺寸。合适的粒度为0.001至1微米,更优选0.005至0.5微米,最优选0.01至0.1微米。可以将该粘土研磨或粉碎以使平均粒度在所需范围内。
Laponite具有小于100纳米的平均薄片最大尺寸。Laponite具有层结构,其分散在水中时是各自大约1纳米厚和大约25纳米直径的盘形晶体形式。小薄片尺寸提供良好的可喷施性、流变性和清澈度。该粘土优选具有在胶体范围内的粒度范围。此类粘土在水合时通常提供清澈溶液,可能是因为当该粘土水合并剥离时,粘土粒子不散射光。其它更大的粘土可提供按需要形成的低剪切粘度,但该组合物缺乏清澈度。
该粘土以至少0.05重量%,优选至少0.1重量%,更优选至少0.2重量%的量存在于该组合物中。
该粘土优选以不大于0.7重量%,更优选不大于0.6重量%,最优选不大于0.5重量%的量存在。
溶胶级合成粘土的使用降低间歇时间(batch time),这是有利的。
Rockwood以Laponite EL为名供应的合成粘土最优选作为水溶胀性粘土。其兼具极小的粒度与对洗涤液中存在的高离子强度的耐受力。Laponite EL在水中形成分散体并具有高表面电荷。这据说赋予其改进的对电解质(包括阴离子表面活性剂)的耐受力。Laponite EL可以以粉末和溶胶形式获得。任一者都适用于洗涤液组合物。
Laponite具有分散在水中时为盘形晶体形式的层结构。其可以被设想为二维“无机聚合物”,其中该经验式形成晶体中的晶胞,其具有夹在两个由四个四面体硅原子构成的层之间的六个八面体镁离子。通过20个氧原子和4个羟基平衡这些基团。该晶胞的高度代表Laponite晶体的厚度。该晶胞在两个方向中重复许多次,以带来该晶体的盘形外观。已经估计,典型的Laponite晶体含有最多2000个这些晶胞。这种粒度的大分子被称作胶体。天然粘土矿物增稠剂,如膨润土和水辉石具有类似的盘形晶体结构,但在尺寸上大一个以上量级。Laponite的初级粒度比天然水辉石或膨润土小得多。理想化的结构具有中性电荷,在八面体层中具有6个二价镁离子,以产生12个正电荷。但是,在实践中,一些镁离子被锂离子(一价)取代且一些位置空出。该粘土每晶胞具有0.7个负电荷,其在制造过程中被中和,因为钠离子被吸附到晶体表面。晶体堆叠排列,通过在相邻晶体之间的层间区域中共享钠离子,将它们静电结合在一起。在25oC下,在自来水中和在快速搅拌下,这一过程在10分钟后基本完成。不需要高剪切混合、升高的温度或化学分散剂。Laponite在去离子水中的稀分散体可长时间保持为非相互作用晶体的低粘度分散体。晶体表面具有50至55 mmol.100g-1的负电荷。晶体边缘具有通过离子吸收生成的小局部正电荷,晶体结构在此终结。这种正电荷通常为4至5 mmol.100g-1。将在溶液中的极性化合物(例如颜料、填料或粘合剂等中的简单盐、表面活性剂、聚结溶剂、可溶杂质和添加剂)添加到Laponite分散体中会降低渗透压以使钠离子远离粒子表面。这使该电双层收缩并允许晶体边缘上的较弱正电荷与相邻晶体的负性表面相互作用。
该方法可继续产生"纸牌屋(house of cards)"结构,其在Laponite、水和盐的简单体系中被看作高触变性凝胶。这种凝胶由通过弱静电力结合在一起的单絮凝粒子构成。
悬浮非粘土粒子
该组合物包含悬浮非粘土粒子。这些粒子优选是固体;即它们既不是液体也不是气体。但是,在术语固体内,我们包括具有刚性或可变形的固体外壳的粒子,其随后可容纳流体。例如该固体粒子可以是微囊,如芳香剂胶囊,或包囊形式的护理剂添加剂。该粒子可呈不溶性成分,如硅酮、季铵材料、不溶性聚合物、不溶性光亮剂和如例如EP1328616中所述的其它已知有益剂的形式。悬浮粒子的量可以为0.001至最高达10或甚至20重量%。要悬浮的一种类型的固体粒子是视觉标识,例如EP13119706中描述的类型的平膜标识。该标识可能本身含有该洗涤剂组合物的分隔(segregated)组分。由于该标识必须可溶于水但不溶于该组合物,其方便地由在混合表面活性剂体系存在下不可溶的改性聚乙烯醇制成。在这种情况下,该洗涤剂组合物优选包含至少5重量%阴离子表面活性剂。
悬浮非粘土粒子可以是任何类型的。这包括芳香剂胶囊、护理剂胶囊和/或视觉标识或悬浮的固体乳浊剂,如云母或其它悬浮的珠光材料和这些材料的混合物。悬浮粒子的密度与该液体的密度越匹配且添加该外部结构化剂之前的液体越稠,可悬浮的粒子量越大。通常,可以使用该混合外部结构化体系稳定悬浮最多5重量%的悬浮粒子;但是,最高达20重量%的量是有可能的。
通过提供屈服应力实现悬浮。屈服应力需要大于由该微囊或标识施加在该网络上的应力,否则会破坏该网络,且粒子会下沉或浮起,取决于它们是否比基质液体密。芳香剂微囊几乎具有中性浮力(neutrally buoyant)并且小,因此所需屈服应力低。气泡较大并具有最大密度差,因此需要高屈服应力(>0.5 Pa,取决于气泡尺寸)。如果屈服应力不是太高,气泡可能通过浮起并与表面分离而逸出。
微囊优选包含固体外壳。应该充分分散带有阴离子电荷的微囊以避免附聚问题。也可以使用带有阳离子电荷的微囊。该微囊可具有三聚氰胺甲醛外壳。其它合适的外壳材料可选自(聚)脲、(聚)氨基甲酸酯、淀粉/多糖、木葡聚糖和氨基塑料。
微囊的平均粒径在1至100微米的范围内,且至少90重量%的微囊优选具有在此范围内的直径。更优选90重量%的微囊具有2至50微米,再更优选5至50微米的直径。最优选的是直径小于30微米的微囊。
有利地具有极窄粒度分布,例如90重量%的微囊在8至11微米的范围内。由于较小粒子的高表面积,2至5微米的微囊无法如此有效地分散。
该组合物优选包含至少0.01重量%的微囊,优选具有阴离子电荷。此类微囊可通过沉积到基底,如洗衣织物上而递送各种有益剂。为了获得最大益处,它们应充分分散在整个液体洗涤剂组合物中且绝大部分微囊绝不能明显附聚。在液体制造过程中附聚的任何微囊就这样留在容器中并因此在该组合物的使用过程中不均匀分配。这是非常不合意的。微囊的内容物通常是液体。例如,香料、油、织物软化添加剂和织物护理添加剂是可能的内容物。优选的微囊是被称作壳包核微囊的粒子。本文所用的术语壳包核微囊是指在40℃下基本或完全不溶于水的外壳包裹包含或基本由有益剂(其是液体或分散在液体载体中)构成的核的胶囊。
合适的微囊是US-A-5 066 419中描述的那些,其具有脆性包层,优选氨基塑料聚合物。该包层优选是选自脲和三聚氰胺或其混合物的胺和选自甲醛、乙醛、戊二醛或其混合物的醛的反应产物。该包层优选为该粒子的1至30重量%。
其它类型的壳包核微囊也适用于本发明。制造有益剂,如芳香剂的其它微囊的方式包括聚合物如GB-A-751 600、US-A-3 341 466和EP-A-385 534中所公开沉淀和沉积在界面处,如在团聚体中,以及其它聚合途径,如US-A-3 577 515、US-A-2003/0125222、US-A-6 020 066和WO-A-03/101606中描述的界面缩合。在US-A-6 797 670和US-A-6 586 107中公开了具有聚脲壁的微囊。具体涉及在水性液中使用三聚氰胺-甲醛壳包核微囊的另一些专利申请是WO-A-98/28396、WO02/074430、EP-A-1 244 768、US-A-2004/0071746和US-A-2004/0142868。
芳香剂胶囊是适用于本发明的优选微囊类型。
优选种类的壳包核芳香剂微囊包含WO 2006/066654 A1中公开的那些。这些包含具有分散在大约95重量%至大约50重量%载体材料中的大约5重量%至大约50重量%芳香剂的核。这种载体材料优选是非聚合的固体脂肪醇或脂肪酯载体材料或其混合物。优选地,该酯或醇具有大约100至大约500的分子量和大约37℃至大约80℃的熔点,并基本不溶于水。包含芳香剂和载体材料的核在它们的外表面上用基本不溶于水的包层包覆。在US 5,154,842中公开了类似的微囊,这些也合适。
该微囊可附着到合适的基底上,例如以提供合意地在清洁过程完成后释放的持久香味。
液体洗涤剂组合物
该洗涤剂组合物具有至少0.08 Pa,优选至少0.09 Pa,更优选至少0.1 Pa,甚至至少0.15 Pa的在25℃下测得的充足屈服应力,也称作临界应力。这些递增的屈服应力水平能够悬浮与本体液体(bulk liquid)的密度差递增的粒子。0.09 Pa的屈服应力被发现足以悬浮大多数类型的芳香剂胶囊。纯粘土不稳定并且无法提供水性各向同性洗涤液组合物的有效结构化。混合外部结构化体系也保持分散;既不浮起(分离出下清层),也不下沉(分离出上清层)。通过确保该结构化体系要占据洗涤液的整个体积,实现这种自悬浮。这取决于所用粘土和纤维素纤维的量。仅由活化柑橘纤维实现这一点使得屈服应力如此高以致气泡悬浮,这些随后使该结构化网络失稳定。
该洗涤液可配制为用于直接施加到基底上或用于在稀释后(如在使用该液体组合物之前或过程中由消费者或在洗涤装置中稀释)施加到基底上的浓缩洗涤液。
可以通过简单地使基底与由该液体清洁组合物构成或制成的液体介质接触足够的时间来进行清洁。但是,优选地,搅动在基底上或容纳基底的清洁介质。
产品形式
该液体洗涤剂组合物优选是浓缩液体清洁组合物。该液体组合物是可倾倒液体。
在本说明书通篇中,除非另行指定,所有指定的粘度都是在20 s-1的剪切速率和25℃的温度下测得的那些。这种剪切速率是通常在从瓶中倒出时施加在该液体上的剪切速率。本发明的液体洗涤剂组合物是剪切稀化液体。
测量方法
在悬浮较重粒子所需的较高量的不溶性纤维素纤维下,从单独构成预混物的基质中除去的水量变得太大,因此结构化预混物的后投放不是可行的选择。相反,可以由活化纤维开始制备结构化洗涤剂组合物,以它们的正常添加次序向活化纤维中加入其它成分。除了能将更高含量的活化纤维掺入洗涤液外,这具有另一优点,即在后继成分(包括后添加的粘土)的添加过程中继续通过高剪切分散活化纤维而非作为后剪切步骤,由此降低间歇时间。我们已经发现,最佳做法是在将液体组合物装入容器之前将其脱气。但是,该外部结构化体系允许更大的工艺灵活性并且这一步骤不是基本的。
任选成分
优选的纤维素材料是活化柑橘纤维并且已经发现这种类型的纤维与洗涤液中可存在的常见成分相容。其中可以提到例如:聚合增稠剂;酶,特别是:脂肪酶、纤维素酶、蛋白酶、甘露聚糖酶、淀粉酶和果胶裂解酶;清洁聚合物,包括乙氧基化聚亚乙基亚胺(EPEI)和聚酯去污聚合物;螯合剂或多价螯合剂(sequestrants),包括HEDP(1-羟基乙叉基-1,1,-二膦酸),其可例如作为Dequest? 2010获自Thermphos;去污增洁剂;助水溶物;中和剂和pH调节剂;光亮剂;抗氧化剂和其它防腐剂,包括Proxel?;其它活性成分、加工助剂、染料或颜料、载体、香料、抑泡剂或增泡剂、螯合剂、粘土去污/防再沉积剂、织物柔软剂、染料转移抑制剂和在基本不含过氧化物类的组合物中的过渡金属催化剂。
在WO2009 153184中进一步描述了可包含的这些和其它可能的成分。
包装
该组合物可以包装在任何形式的容器中。通常是具有活盖(detachable closure)/倾倒嘴的塑料瓶。该瓶子可以是硬质的或可变形的。可变形瓶允许挤压瓶子以助于分配。如果使用透明瓶,它们可以由PET形成。可以使用聚乙烯或透明聚丙烯。该容器优选足够透明以便可从外面看见其中带有任何视觉标识的液体。该瓶子可带有一个或多个标签或带有收缩包装套,其合意地至少部分透明,例如该包装套的50%面积是透明的。任何透明标签用的粘合剂不应不利地影响透明度。
实施例
现在参考下列非限制性实施例进一步描述本发明。
流变学流动曲线测量
使用下列三步骤程序生成流变学流动曲线:
仪器 – Paar Physica – MCR300,带有自动换样器(ASC)
几何结构 – CC27,异形DIN同心圆柱体
温度 – 25℃。
步骤1 - 从0.01到400 Pa的受控应力阶段;在应力上对数性间隔的40个阶段,在各点花费40 s测量剪切速率(和因此粘度);一旦达到0.1 s-1的剪切速率,终止步骤1。
步骤2 – 从0.1到1200 s-1的受控剪切速率阶段;在剪切速率上对数性间隔的40个阶段,在各点花费6秒测定保持剪切速率和因此粘度所需的应力。
步骤3 – 从1200到0.1 s-1的受控剪切速率阶段;在剪切速率上对数性间隔的40个阶段,在各点花费6秒测定保持剪切速率和因此粘度所需的应力。
合并前两个步骤的结果,仔细除去任何重叠并确保在该步骤开始时实现所需剪切速率。取在0.1 s-1剪切速率下的应力值作为以Pa计的屈服应力。即在剪切应力 vs. 剪切速率的Herschel-Buckley曲线图中y-轴截距的当量。取该数据与粘度 = 10 Pa.s的交点作为屈服应力,并取在20 s-1下的粘度作为倾倒粘度,两者都在25℃下。
这些实施例中所用的缩写名具有下列含义:
ACF是HPH活化柑橘纤维2重量%预混物(500 Barg)。
水是软化水。
甘油是助水溶物。
MPG是单丙二醇(助水溶物)。
NI是来自Shell的Neodol 25-7非离子表面活性剂。
NaOH是50%氢氧化钠碱。
LAS是直链烷基苯磺酸盐阴离子表面活性剂。
MEA是单乙醇胺碱。
TEA是三乙醇胺碱。
Prifac 5908是来自Croda的饱和脂肪酸(皂)。
SLES(3EO)是SLES 3EO阴离子表面活性剂。
Dequest 2066是来自Thermphos的二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸(或Heptasodium DTPMP)螯合剂。
Dequest 2010是来自Thermphos的HEDP(1-羟基乙叉基-1,1,-二膦酸)螯合剂。
EPEI是来自BASF的乙氧基化聚亚乙基亚胺PEI600EO20 Sokalan HP20。
Perfume encaps是来自Givaudan的Oasis Cap Det B72。
防腐剂是来自Arch Chemicals的Proxel GXL?抗微生物防腐剂,1,2苯并异噻唑啉-3-酮在二丙二醇和水中的20%溶液。
Perfume是游离油芳香剂。
Laponite EL是来自Rockwood的水溶胀性合成水辉石粘土。
Laponite RD是来自Rockwood的水溶胀性合成水辉石粘土。
Micro是ISP白色微珠(视觉标识)。
Viscolam CK57是来自Lamberti的交联增稠聚合物。
Xpect?1000L是来自Novozymes的果胶裂解酶。
蛋白酶是来自Novozymes的Relase Ultra 16L EX。
L共混物是来自Novozymes的3份Stainzyme(淀粉酶)与1份Mannaway(甘露聚糖酶)的共混物。
活化柑橘纤维预混物
使用表1中给出的材料根据下列方法制备2重量%活化柑橘纤维预混物。
表1
材料 | %按供应时的 | 重量 (g) |
软化水 | 97.92 | 1958.4 |
Proxel GXL | 0.08 | 1.6 |
Herbacel AQ + N型 | 2.00 | 40.0 |
使用带有以160 rpm运行的顶置驱动装置的搅拌器搅拌软化水。加入Proxel GXL防腐剂。然后逐渐添加Herbacel AQ + N柑橘纤维(来自:Herbafoods)以确保不结块。在活化阶段之前再继续搅拌15分钟以使纤维充分溶胀。通过在500 barg下的高压均化(HPH)进行活化阶段。
洗涤液
使用上述2重量%活化柑橘纤维预混物制造如下列实施例中规定的洗涤液。将足以在最终组合物中提供所需的活化柑橘纤维含量的新制预混物添加到混合机中并将其研磨10分钟。然后停止磨机并在用双叶片叶轮搅拌的同时以所需含量加入Laponite粘土。然后将该混合物以300 rpm再搅拌15分钟。然后将构成该液体的其余成分与这种混合物合并。在使用芳香剂胶囊时,最后合并香料胶囊。使用在线Silverson (L5T)进行分散。
实施例1和对比例A
根据表2制备织物洗涤液。也制备含有0.25重量% ACF和不含粘土的对比液体A。使用和不使用芳香剂胶囊制造实施例1。
表2
成分 | wt% |
水 | 余量 |
ACF | 0.10 |
粘土 - Laponite EL | 0.20 |
荧光剂和着色剂 | 0.10 |
MPG | 11.00 |
甘油 | 5.00 |
NI | 4.58 |
MEA | 7.60 |
LAS酸 | 8.75 |
TEA | 2.50 |
柠檬酸 | 2.50 |
Prifac 5908 | 3.00 |
Dequest 2010 | 1.50 |
SLES | 6.82 |
亚硫酸钠 | 0.25 |
EPEI | 3.00 |
芳香剂胶囊 | 0 - 0.30 |
芳香剂 | 1.39 |
总计 | 100.00 |
不含芳香剂胶囊的实施例1的屈服应力为0.17 Pa。含有1.25%芳香剂胶囊的实施例1的屈服应力为0.24 Pa,没有乳油化或沉降的迹象。非粘土悬浮粒子对屈服应力有贡献,这有助于它们自己的悬浮。该组合物在5至50℃的温度下储存稳定至少12周。
活化柑橘纤维和粘土组合的实施例1与在表2中给出的相同织物洗涤液组合物中使用0.25重量%活化柑橘纤维结构化的对比例A(空气滞留 > 6个月和分离出下清层)相比实现明显更低的空气滞留(空气在数分钟内离开)。将这种液体中的活化柑橘纤维含量降至小于0.25重量%不可行,因为活化柑橘纤维随之不够自支承,即该结构化网络沉降以分离出上清层。
实施例2和3
我们重复实施例1,将Laponite EL换成Laponite RD。对于这种实施例2,所用粘土含量最高达0.6重量%且活化柑橘纤维含量因此低至0.05%。发现所得洗涤剂组合物稳定至少8周。作为实施例3,我们在这种洗涤剂基料中使用0.1%CP、0.4 % Laponite EL粘土的组合以使胶囊在各种储存条件下稳定悬浮最多12周。对于粘土溶胶Laponite RD,我们看出与相同含量的粉状Laponite EL粘土相比的性能改进(即更高的屈服应力值)。
实施例4
我们通过将粘土和活化柑橘纤维的预混物后投放到已混合但未结构化的洗涤液中来修改实施例3。我们发现,对于这一工艺变体,溶胶级粘土的使用优于粉末粘土。将结构化剂后添加到洗涤剂基料中能实现配方灵活性并降低对批次循环时间的影响。
实施例5
用0.1重量%活化柑橘纤维和0.2重量% Laponite EL粘土的组合将如表3中详述的洗涤剂基料结构化。其在所有受试温度(5℃至50℃)下稳定且0.3重量%芳香剂胶囊保持均匀分散。对这种液体没有观察到空气夹带。
表3
成分 | % |
水和次要物* | 58.464 |
Laponite EL (Liq.) | 0.200 |
ACF | 0.100 |
芳香剂胶囊 | 0.300 |
甘油 | 5.000 |
MPG | 2.000 |
NaOH | 1.200 |
TEA | 1.690 |
NI | 13.720 |
LAS酸 | 9.150 |
Prifac 5908 | 1.500 |
SLES 3EO | 4.570 |
Dequest 2066 | 0.340 |
Proxel GXL | 0.016 |
芳香剂 | 1.000 |
酶 | 0.750 |
实施例6
这种组合物使芳香剂微囊保持稳定悬浮许多周并且没有由微气泡本身附着到柑橘纤维网络上并使其浮起造成的网络失稳定。除不含任何水溶胀性粘土外相同的类似对比制剂无法使芳香剂胶囊保持稳定悬浮。
表4
成分 | % |
水 | 37.21 |
Laponite EL | 0.20 |
ACF | 0.10 |
荧光剂和着色剂 | 0.25 |
MPG | 8.00 |
NI | 8.40 |
Viscolam CK57 | 1.00 |
MEA | 6.20 |
LAS酸 | 11.20 |
TEA | 4.00 |
柠檬酸 | 2.50 |
Prifac 5908 | 3.50 |
Dequest 2010 | 1.50 |
亚硫酸钠 | 0.25 |
SLES 3EO | 8.40 |
EPEI | 3.00 |
芳香剂胶囊 | 0.30 |
游离油芳香剂 | 1.39 |
L-共混物 Stainzyme/Mannaway 6.0/2.0 | 1.20 |
Xpect 1000L | 0.40 |
Relase Ultra 16L EX | 1.00 |
实施例7-18
表5列出含有粘土-活化柑橘渣外部结构化体系的另一些洗衣液组合物,其测得的屈服应力足以稳定悬浮所述粒子。这些组合物无一具有由截留的气泡造成的稳定性问题。
表5
实施例 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
水和次要物* | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 |
Laponite EL粘土 | 0.40 | 0.40 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
ACF | 0.10 | 0.05 | 0.10 | 0.05 | 0.026 |
甘油 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
MPG | 9.00 | 9.00 | 9.00 | 9.00 | 9.00 |
NaOH | 1.81 | 1.81 | 1.81 | 1.81 | 1.81 |
TEA | 4.08 | 4.08 | 4.08 | 4.08 | 4.08 |
柠檬酸 | 1.25 | 1.25 | 1.25 | 1.25 | 1.25 |
NI | 3.31 | 3.31 | 3.31 | 3.31 | 3.31 |
LAS | 13.23 | 13.23 | 13.23 | 13.23 | 13.23 |
SLES | 16.54 | 16.54 | 16.54 | 16.54 | 16.54 |
Proxel GXL | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
芳香剂 | 0.86 | 0.86 | 0.98 | 0.98 | 0.98 |
Micro | 0.5 | 0.5 | |||
芳香剂胶囊 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
*着色剂、荧光剂、酶。
表5 (续)
实施例 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
水和次要物* | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 | 至100 |
Laponite EL粘土 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 |
ACF | 0.100 | 0.050 | 0.033 | 0.100 | 0.076 | 0.050 | 0.038 |
甘油 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
MPG | 9.00 | 9.00 | 9.00 | 9.00 | 9.00 | 9.00 | 9.00 |
NaOH | 1.81 | 1.81 | 1.81 | 1.81 | 1.81 | 1.81 | 1.81 |
TEA | 4.08 | 4.08 | 4.08 | 4.08 | 4.08 | 4.08 | 4.08 |
柠檬酸 | 1.25 | 1.25 | 1.25 | 1.25 | 1.25 | 1.25 | 1.25 |
NI | 3.31 | 3.31 | 3.31 | 3.31 | 3.31 | 3.31 | 3.31 |
LAS | 13.23 | 13.23 | 13.23 | 13.23 | 13.23 | 13.23 | 13.23 |
SLES | 16.54 | 16.54 | 16.54 | 16.54 | 16.54 | 16.54 | 16.54 |
Proxel GXL | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
芳香剂 | 0.980 | 0.980 | 0.980 | 0.980 | 0.980 | 0.980 | 0.980 |
芳香剂胶囊 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
*着色剂、荧光剂、酶。
Claims (12)
1.一种外部结构化的水性各向同性洗衣液组合物,其包含:
- 至少10重量%水,
- 至少10重量%的包含阴离子表面活性剂的混合表面活性剂体系,
- 一种外部结构化体系,包含0.025至0.15重量%不溶性纤维素纤维,其包含至少50重量%活化柑橘纤维,
- 至少0.01重量%悬浮非粘土固体粒子,
其特征在于所述外部结构化体系进一步包含至少0.1重量%水溶胀性粘土。
2.根据权利要求1的组合物,其包含至少0.05重量%不溶性纤维素纤维,更优选至少0.07重量%。
3.根据权利要求1的组合物,其中所述不溶性纤维素纤维包含100重量%活化柑橘纤维。
4.根据前述权利要求任一项的组合物,其在20 s-1和25℃下的粘度为至少0.2 Pa.s。
5.根据前述权利要求任一项的组合物,其中所述粘土具有小于50微米的d50粒度。
6.根据前述权利要求任一项的组合物,其中在所述外部结构化体系中,不溶性纤维素纤维和粘土的总量在0.10至0.80重量%的范围内。
7.根据前述权利要求任一项的组合物,其中所述液体包含至少0.1重量%,优选至少0.2重量%的悬浮非粘土固体粒子。
8.根据前述权利要求任一项的组合物,其中所述非粘土固体粒子包含视觉标识,优选为由包含聚合物的薄膜材料形成的标识。
9.根据前述权利要求任一项的组合物,其中所述悬浮非粘土固体粒子具有4至100,优选5至50微米的平均粒径。
10.根据权利要求8的组合物,其中所述非粘土固体粒子是芳香剂胶囊。
11.根据前述权利要求任一项的组合物,其包含具有1至100微米的平均粒径的微囊作为所述非粘土固体粒子的按重量计的主要部分,其中至少90重量%的微囊具有在此范围内的直径。
12.根据前述权利要求任一项的组合物,其具有在25℃下的至少0.08 Pa的屈服应力。
Applications Claiming Priority (3)
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