CN106265095A - 柔韧多孔的可溶解固体结构的形式的个人护理组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了个人护理组合物,尤其是制品形式的那些个人护理组合物,所述制品为柔韧多孔的可溶解的固体结构。
Description
本申请是申请日为2009年01月30日、优先权日为2008年01月30日、申请号为200980103554.1、发明名称为“柔韧多孔的可溶解固体结构的形式的个人护理组合物”的发明专利申请的分案申请。
发明领域
本发明涉及个人护理组合物,尤其是制品形式的那些个人护理组合物,其为多孔的、可溶解的固体结构。
发明背景
当今市场上的大多数个人护理产品以液体产品出售。虽然被广泛使用,但是液体产品具有在包装、贮藏、运输、以及使用便利方面的缺点。
液体个人护理产品通常瓶装出售,其显著增加了成本以及包装垃圾,其大多数最终到了垃圾掩埋地中。液体个人护理产品通常还在配方中包含大量的水,这显著增加了重量和尺寸,从而转化成更高的运输和贮藏成本。就控制剂量和产品递送而言,液体个人护理产品还难以使用。
可溶解的个人护理薄膜是已知的,其包含水溶性聚合的结构剂和表面活性剂或其它活性成分。然而,为了实现为消费者方便而所必需的快速溶解速率,这些薄膜一般为大约小于100微米厚(通常50微米),并因此其一般基重太小(每平方米通常50-100克固体)而不能够使用于整个身体或完整头发应用和性能的可行的足够剂量活性成分(即超过较低剂量的应用如手部清洁和/或面部应用)的消费者应用成为可能。
已提出了可溶解的多孔的固体个人护理产品,其包含天然淀粉和表面活性剂(参见US 2004/0048759)。然而,这些多孔固体通过无水挤出工艺制备,并且使用挥发性的发泡剂以通过高压下降导致的固体膨胀而产生蜂窝状结构。所述无水工艺限制了可用于无水材料中的组分如固体来源的表面活性剂,其对皮肤、毛发和织物表面有不可接受的刺激性并且已知有“外皮”形成,这是由于在挤出机模头的出口处突然的高压下降后结构的部分塌陷(也称为“收缩”)。这样的外皮是不可接受的,因为这些外皮将会阻止水进入到内部并且对溶解速率具有不利的影响。
已提出了用于个人护理的冷冻干燥的开孔多孔固体(参见US 6,106,849和US2007/0225388)。然而,这样得到的冷冻干燥的多孔固体是刚性的、脆的和易碎的并且没有聚合物的增塑作用,使得其保持玻璃态以避免在加工期间结构塌陷(参见1995年公布的Kearney P.等人的U.S.5457895)。冷冻干燥也是较高能量和成本的工艺。
因此,需要有一种方法,该方法可得到期望的柔韧可溶解的多孔的固体结构,该固体结构能够容易地并且快速地制造。通过消费者使用此类制品,其提供期望的柔韧性、溶解性、表面活性剂剂量和泡沫方面的特性。
因此,本发明的一个目的是提供可溶解的固体个人护理产品,该个人护理产品能够方便且快速地溶于消费者的手掌中以重新构成易于施用到毛发或皮肤上的液体产品,同时提供足够用于全部头发和全身皮肤应用的局部活性剂递送(具有类似于现在的液体产品的性能)。本发明的另一个目的是提供能够以经济的方法通过物理充气随后干燥来制备的产品。本发明的另一个目的是提供具有所期望的柔软性和柔韧性的此类产品。
发明概述
本发明涉及个人护理制品,所述个人护理制品包含约23%至约75%的表面活性剂;约10%至约50%的水溶性聚合物;和任选的约1%至约15%的增塑剂;使得所述制品为柔韧多孔的可溶解的固体结构的形式,其中所述制品具有约80%至约100%的开孔百分率(percent open cell content)。
在又一方面,本发明涉及一种方法,所述方法包括以下步骤:制备包含表面活性剂、水溶性聚合物、和任选的增塑剂的预混物,其中所述预混物具有约15%至40%的固体和约2,500cps至30,000cps的粘度;通过将气体引入所述预混物中以形成湿的充过气的预混物来使所述预混物充满气体;使所述湿的充过气的预混物形成一种或多种期望的形状以形成成型的湿预混物;然后干燥所述成型的湿预混物至期望的最终含水量以形成多孔的可溶解的固体结构。
在特定实施方案中,所述个人护理制品具有由多孔固体限定的孔间连通性(cellular interconnectivity),所述多孔固体具有约1mm3至约90mm3的星体积(StarVolume);并且结构模型指数(structure model index)为非负值并且在约0.0至约3.0的范围内。
在一些实施方案中,所述制品具有约0.02mm至约0.015mm的孔壁厚度(cell wallthickness)和约0.03m2/g至约0.25m2/g的比表面积。
附图概述
图1是如表9中所论述的实施例1的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图2是如表9中所论述的实施例1的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图3是如表9中所论述的实施例1的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图4是如表9中所论述的实施例2的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图5是如表9中所论述的实施例2的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图6是如表9中所论述的实施例2的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图7是如表9中所论述的实施例3的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图8是如表9中所论述的实施例3的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图9是如表9中所论述的实施例3的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图10是如表9中所论述的实施例4的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图11是如表9中所论述的实施例4的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图12是如表9中所论述的实施例5的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
图13是如表9中所论述的实施例5的显微计算机辅助断层摄影系统图像。
发明详述
本发明人已发现,能够制备可溶解的固体个人护理产品,该个人护理产品能够方便且快速地溶于消费者的手掌中以重新构成易于应用至毛发/皮肤上的液体产品,同时提供足够用于完整的头发和完整的身体皮肤应用的局部活性剂递送(具有类似于常规液体产品的性能)。本发明人还发现,此类产品能够以经济的方法通过物理充气随后干燥来制备。此外已发现,现在能够制备具有所期望的柔软性和柔韧性的此类产品。
本发明人已令人吃惊地发现,能够通过物理充气随后干燥来制备具有大部分是开孔结构的快速溶解的多孔固体(相对于常规的冷冻干燥法是一个更高性价比的选择)。这能够通过产生物理充气的湿泡沫来实现,所述泡沫在干燥过程期间具有受控制的泡沫不稳定度,使得在干燥过程期间发生最适量的气泡破裂和聚并以生成许多开放通道而没有泡沫平台边缘三维结构的塌陷,因而保持了所述多孔固体的物理强度和粘结性。
已令人吃惊地且非直觉地发现,可熟练控制该不稳定性和聚并以使得在数小时的干燥过程内最初的闭孔湿泡沫转变成真正的开孔多孔结构,其中许多开放通道延伸到所述固体的表面。实际上,本发明人所进行的大量最初的尝试导致干燥成常规的闭孔固体泡沫的稳定湿泡沫或者干燥成塌陷的薄膜的不稳定湿泡沫。还已发现,由物理充气随后干燥来制备的此类开孔的可溶解的多孔固体仅能够在特定的流变学范围和组成范围(%固体)内制备。此外,已发现为了所期望的柔软性和柔韧性可制备具有大的增塑剂含量的此类开孔的可溶解的多孔固体。
所述柔韧多孔的可溶解的固体结构制品在本文中可称为“制品”或者“可溶解的制品”。所有的参考文献旨在表示柔韧的可溶解的多孔固体结构制品。
如本文所用,“柔韧的”是指所述多孔的可溶解的固体结构制品当通过最大力值下的距离方法测量时在最大力值下达到约6mm至约30mm的距离,在一个实施方案中为约7mm至约25mm,在另一个实施方案中为约8mm至约20mm,并且在另一个实施方案中为约9mm至约15mm。
如本文所用,“可溶解的”是指所述柔韧多孔的可溶解的固体结构制品达到所述手溶解值。当通过手溶解方法测量时,所述制品具有约1至约30次涂擦,在一个实施方案中约2至约25次涂擦,在另一个实施方案中约3至约20次涂擦,并且在另一个实施方案中约4至约15次涂擦的手溶解值。
如本文所用,“多孔的固体结构”是指固体的、互相连接的、含聚合物的基质,所述基质限定了空间或孔室的网络,所述空间或孔室包含周围气氛的气体,通常是空气。所述结构的互相连接性可通过星体积、结构模型指数(SMI)、或者开孔百分率来描述。
所述制品具有约1mm3至约90mm3,在一个实施方案中约5mm3至约80mm3,在另一个实施方案中约10mm3至约70mm3,并且在另一个实施方案中约15mm3至约60mm3的星体积。所述制品具有约0.0至约3.0,在一个实施方案中约0.5至约2.75,并且在另一个实施方案中约1.0至约2.50的非负的结构模型指数。所述制品具有约80%至100%,在一个实施方案中约85%至约97.5%,并且在另一个实施方案中约90%至约95%的开孔百分率。
为了通过星体积和结构模型指数测量孔间连通性,使用显微计算机辅助断层摄影系统(μCT80,序列号06071200,Scanco Medical AG)扫描直径约4cm且高度3至7mm的盘状样本。每个样本当平放在圆柱形管的底部上时被摄像。图像采集参数为45kVp、177μA、51.2mm视场、800ms整合时间、1000投影量。调节切片数以覆盖样本的高度。重新构建的数据集由一堆具有25μm的各向同性分辨率的图像组成,每个图像为2048×2048像素。对于数据分析,选择完全处于样本中的受关注的体积,避开表面区域。典型的受关注体积为1028×772×98立体像素。
使用Scanco Medical的骨小粱形态测量评估法以17的阈值测量结构模型指数(SMI)。用该指数量化骨小粱的结构外观(参见T.Hildebrand,P.Rüegsegger.Quantification of bone microarchitecture with the structure modelindex.Comp Meth Biomech Biomed Eng 1997;1:15-23)。使三角形的表面向正常方向扩大极微小的量并且计算新的骨表面和体积。能够通过这个确定骨表面的导数(dBS/dr)。然后通过以下公式表示SMI:
SMI涉及某一模型种类的结构的凸度。理想的(平)板具有的SMI为0(当板扩大时,表面不变),而理想的圆柱形棒条体具有的SMI为3(当棒条体增大时,表面线性增加)。圆球体具有的SMI为4。凹形结构给出负的dBS/dr,得到负的SMI值。在受关注体积的边缘处的人为边界不包括在计算中并且被扣除掉。
除了Scanco Medical分析之外,还进行了星体积测量。星体积是双相结构中空隙空间的“开放”的量度。通过选择受关注的相中随机均匀分布的点集(在本案中,受关注的相为空隙空间或空气),能够由这些点的每个点向随机方向延伸出线。使这些线延伸直至它们触及前方的相。然后记录这些线中每一条的长度。所述随机的点在每个方向(x/y/z)抽取10个样本,并且在每个点处选择10个随机角度。如果所述线延伸至受关注的ROI的边缘,则弃去那条线(仅接受与前方的相实际相交的线)。最终的公式基于题目为Star Volume InBone Research A Histomorphometric Analysis Of Trabecular Bone Structure UsingVertical Sections(Vesterby,A.;Anat Rec.;1993年2月;235(2):325-334)的研究:
其中“dist”为各个距离,而N为所测试的线的数目。
通过气体测比重术测量开孔百分率。气体测比重术是一种普通的分析技术,其使用气体置换法精确测量体积。使用惰性气体如氦气或氮气作为置换介质。将样本密封在已知体积的仪器隔室内,充入合适的惰性气体,然后扩展成另一精确的内部体积。测量扩展前后的压力并用来计算样本体积。用该体积除样本重量得到气体置换密度。ASTM标准测试法D2856提供了使用较老的气体比重瓶模型测定开孔百分比的程序。该装置不再生产。然而,你能够通过进行使用Micromeritics的AccuPyc比重瓶的测试来方便且精确地测定开孔的百分比。ASTM程序D2856描述了用于测定泡沫材料的开孔百分比的5种方法(A、B、C、D和E)。所述样本能够使用Accupyc 1340使用氮气用ASTM foampyc软件分析。使用ASTM程序的方法C计算开孔百分比。该方法简单地将使用卡尺和标准体积计算测定的几何体积与通过Accupyc测定的真实体积比较。推荐这些测量由Micromeretics Analytical Services,Inc.(One Micromeritics Dr,Suite 200,Norcross,GA30093)实施。关于该技术的更多信息可从Micromeretics Analytical Services的网站(www.particletesting.com或www.micromeritics.com)获得,或者公布在Clyde Orr和Paul Webb的书“AnalyticalMethods in Fine particle Technology”中。
所述制品具有最大的孔壁厚度。所述制品具有约0.02mm至约0.015mm,在一个实施方案中约0.025mm至约0.012mm,在另一个实施方案中约0.03mm至约0.09mm,并且在另一个实施方案中约0.035mm至约0.06mm的孔壁厚度。
所述孔壁厚度由通过本文所述的显微计算机辅助断层摄影系统(μCT80,序列号06071200,Scanco Medical AG)扫描的图像来计算。根据用于骨小梁厚度测量(使用ScancoMedical的骨小粱形态测量评估法)所定义的方法测定孔壁厚度。骨小梁厚度的定义来自于Scanco用户手册:骨小梁厚度使用欧几里得距离转换(EDM),其计算从前方的任何点至最近的后方点的欧几里得距离。所述骨小梁厚度量度表示与EDM的局部最大值相关的两倍的中心线值,其表示至物体中心的距离(将该距离乘以二将得到厚度)。
所述制品还具有最小的比表面积。所述制品具有约0.03m2/g至约0.25m2/g,在一个实施方案中约0.035m2/g至约0.22m2/g,在另一个实施方案中约0.04m2/g至约0.19m2/g,并且在另一个实施方案中约0.045m2/g至约0.16m2/g的比表面积。
所述比表面积通过气体吸附技术来测量。表面积是分子尺度上的固体样本的裸露表面的量度。BET(Brunauer、Emmet和Teller)理论是用于测定表面积的最流行的模型并且基于气体吸附等温线。气体吸附使用物理吸附和毛细管凝结以测量气体吸附等温线。以下步骤概述了该技术:将样本置于样品管中,并且在真空或者流动气体下加热以除去样本表面上的污染物。通过从脱气过的样本和样品管的合并重量减去空样品管的重量得到样本重量。然后将样品管置于分析口上并且开始分析。所述分析方法的第一步是排空样品管,随后在液氮温度下使用氦气测量样品管中的自由空间体积。然后将样品管第二次排空以除去氦气。然后仪器通过以使用者所精确确定的间隔时间定量给入氪气开始收集吸附等温线直至完成所要求的压力测量。然后可使用ASAP2420以氪气吸附分析样本。
推荐气体吸附和测比重术测量由Micromeretics Analytical Services,Inc.(One Micromeritics Dr,Suite 200,Norcross,GA 30093)实施。关于该技术的更多信息可从Micromeretics Analytical Services的网站(www.particletesting.com或www.micromeritics.com)获得,或者公布在Clyde Orr和Paul Webb的书“AnalyticalMethods in Fine particle Technology”中。
所述制品优选为垫子、条状物或带材形式的平的、柔韧的基底,并且具有约1.0mm至约10mm,在一个实施方案中约2mm至约9mm,在另一个实施方案中约3mm至约8mm,并且在另一个实施方案中约4mm至约7mm的厚度(当通过以下方法测量时)。
使用测微器或厚度计如Mitutoyo公司的型号为IDS-1012E的数字盘式标准测微器(Mitutoyo Corporation,965Corporate Blvd,Aurora,IL,USA 60504)以获得所述可溶解的多孔固体(即基底或样本基底)的厚度。所述测微器具有重约32克的1英寸直径的压盘,其在约40.7磅/平方英寸(6.32gm/cm2)的施加的压力下测量厚度。在圆柱形物体、球形物体、或与垫子或条状物相比还具有第三维的其它物体的情况下,厚度采用最短维度的最大距离,即例如球体或圆柱体的直径,并且厚度范围与上述相同。所述可溶解的多孔固体的厚度可通过以下步骤测量:升起压盘,将一部分样本基底置于压盘下方的台座上,小心地降低压盘以接触样本基底,释放压盘,然后测量样本基底的厚度(在数字读出器上以毫米计)。应将样本基底完全伸展至压盘的全部边缘以确保在最低可能的表面压力下测量厚度,除了在不平的更加刚硬的基底情况下。对于不是完全平坦的更加刚硬的基底,仅使用压盘一部分作用在基底的平坦部分上来测量所述基底的平坦边缘。
所述制品具有125g/m2至约1,000g/m2,在另一个实施方案中约150g/m2至约800g/m2,在一个可供选择的实施方案中约200g/m2至约700g/m2,并且在另一个实施方案中约300g/m2至约650g/m2的基重。
本文的个人护理组合物的可溶解多孔固体组分的基重计算为单位面积的所选可溶解的多孔固体中可溶解的多孔固体组分的重量(g/m2)。所述面积计算为投影在垂直于所述多孔固体的外边缘的平坦表面上的面积。对于平坦的物体,所述面积因此基于包围在样本的外边缘中的面积计算。对于球形物体,所述面积因此基于平均直径计算为3.14×(直径/2)2。对于圆柱形物体,所述面积因此基于平均直径和平均长度计算为直径x长度。对于不规则形状的三维物体,所述面积基于具有最大的投射在垂直于该侧面取向的平坦表面上的外围尺寸的侧面计算。这能够通过以下步骤完成:用铅笔小心地将物体的外围尺寸描绘在一张方格纸上,然后通过近似计算方格数目并且乘以已知的方格面积或者通过拍摄所描绘面积(包括标度)(为了对比度优选描黑)的照片并且使用图像分析技术计算面积。
所述制品具有约0.03g/cm3至约0.15g/cm3,在一个实施方案中约0.04g/cm3至约0.12g/cm3,并且在一个可供选择的实施方案中约0.06g/cm3至约0.10g/cm3的干密度。
所述可溶解的多孔固体的干密度由以下公式确定:计算出的密度=多孔固体的基重/(多孔固体厚度×1,000)。所述可溶解的多孔固体的基重和厚度根据本文所述的方法学测定。
本发明人已令人吃惊地发现,能够通过物理充气随后干燥来制备具有大部分是互相连接的开孔结构的快速溶解的多孔固体(相对于常规的冷冻干燥法是一个更高性价比的选择)。这能够通过产生物理充气的湿泡沫来实现,所述泡沫在干燥过程期间具有受控制的不稳定度,使得在干燥过程期间发生最适量的气泡破裂和聚并以生成许多开放通道而没有三维泡沫平台边缘结构的塌陷,因此保持了所述多孔固体的物理强度和粘结性。已令人吃惊地且非直觉地发现,可熟练控制该不稳定性和聚并以使得在数小时的干燥过程内最初的闭孔湿泡沫转变成真正的开孔多孔结构,其中许多开放通道延伸到所述固体的表面并且具有足够的结构完整性。实际上,本发明人所进行的大量最初的尝试导致干燥成常规的闭孔多孔固体的太稳定的湿泡沫或者干燥成塌陷的薄膜的太不稳定的湿泡沫。
还已发现,由物理充气随后干燥而制备的此类开孔的可溶解的多孔固体仅能够在以上所述的严格受限的流变学范围内获得。由于足够的固体结构形成所需的通常高的聚合结构剂含量,以及在所期望的较高的表面活性剂含量和固体百分含量下(用于产品压实和支撑),达到所需的较低粘度范围是成问题的。为了在较高的表面活性剂和聚合物含量下达到本发明所需的较低粘度范围同时制备完整且粘合的固体结构,已发现可单独或组合地采用若干个组成策略,所述策略包括但不限于:(i)采用在所需分子量范围内但是具有如本文所规定的较低粘度结构的水溶性聚合物;(ii)特意用水稀释加工混合物;(iii)添加电解质或水溶助长剂以控制表面活性剂结构粘度;或者(iv)添加低分子量的溶剂以控制粘度。重要的是在所需粘度范围以下对加工混合物充气导致较不期望的低基重和不粘结的多孔固体。
还重要的是已证实,本发明所发现的加工混合物的粘度范围能够独立于聚合物类型(包括源自天然的)和表面活性剂体系类型来制备快速溶解的开孔的多孔固体(如实施例6至19中单独可变地证明的)。这自身是一个令人吃惊的发现,并且违背传统的知识:聚合物类型并且具体地讲分子量是固体溶解的主要驱动力(参见Eccard W.E.等人的US2003/0180242)。
还已发现,上述本发明的特性适用于采用来自食品工业的半连续的或连续的充气设备(其用于棉花糖的制造中)以制造开孔的多孔结构。
已令人吃惊地发现,加工其中表面活性剂相结构是层状液晶形式(相对于各向同性的线状胶束)的混合物产生具有改善的外观和粘结性的多孔固体。
与许多固体制备工艺如挤出不同,以上本发明的物理充气和干燥工艺不限于源自固体的表面活性剂,其通常是更易结晶的并且具有消极的性能特征(皮肤和头皮刺激以及感觉上的问题)。因此,按所述大体上干燥的制品的重量计至少约10%的表面活性剂包含具有低结晶度并且具有小于约40℃,并且在另一个实施方案中约0℃至约40℃,并且在一个可供选择的实施方案中约0℃至约35℃的Krafft温度的表面活性剂。可通过制备1%的表面活性剂的水分散体来测定Krafft点。如果所述表面活性剂可在室温下溶解,则将溶液冷却至0℃。如果所述表面活性剂不沉淀出来,则认为其Krafft点小于0℃。如果其沉淀出来,则在搅拌下将所述溶液在水浴中缓慢加热。测定沉淀溶解的温度为Krafft点。如果Krafft点在室温以上,则首先将溶液快速加热以溶解全部的表面活性剂。然后将其冷却直至出现沉淀,然后再缓慢加热以测定如上所述的Krafft点。不受理论的束缚,据信较高的Krafft点表示表面活性剂更易结晶且较少溶于含水体系中。常见的表面活性剂的Krafft点可参考[RosenM.J.(2004)“Surfactants and Interfacial Phenomena,第三版”,John Wiley&Sons,NewJersey.ISBN 0-471-47818-0]。
如本文所用,“个人护理组合物”是指可施用到哺乳动物角质组织上而没有过度的不可取影响的组合物。
如本文所用,“角质组织”是指作为处于哺乳动物最外面的保护层的含角蛋白的层,并且包括但不限于皮肤、毛发、头皮和指/趾甲。
如本文所用,与哺乳动物角质组织相关的“美观有益效果”包括但不限于清洁,皮脂抑制,减轻皮肤和/或毛发的油性和/或光泽外观,减轻干燥、发痒和/或起屑,减小皮肤孔径,减轻皮屑脱落、脱皮,改善角质组织的外观,调湿,使光滑等。
如本文所用,“美观有益剂”是指可被包括在所述组合物中以递送一种或多种美观有益效果的物质。
如本文所用,“护肤活性物质”或“活性物质”是指当施用到皮肤上时向皮肤提供有益效果或者改善的化合物。应当了解,护肤活性物质不仅可用于施用到皮肤上,而且还可用于施用到毛发、头皮、指/趾甲、以及其它哺乳动物角质组织上。
本发明的可溶解的个人护理多孔固体能够用于处理角质组织(例如毛发、皮肤、或指/趾甲)的状况。如本文所用,“处理”包括调节和/或立即改善角质组织的美学外观和/或感觉。例如,“调节皮肤、毛发、或指/趾甲状况”包括:使皮肤、毛发、或指/趾甲增厚(例如构建皮肤的表皮和/或真皮和/或皮下[例如皮下脂肪或肌肉]层,并且其中可适用于指/趾甲和毛干的角质层)以减轻皮肤、毛发、或指/趾甲萎缩,增加真皮-表皮边界(也称作网缘)的褶合,防止皮肤或毛发弹性的丧失(机能的弹性蛋白的丧失、破坏和/或失活)如弹性组织变性、松垂、皮肤或毛发由变形回弹的丧失,防止皮肤、毛发、或指/趾甲的黑色素或非黑色素的颜色改变如黑眼圈、疹斑(例如由于如红斑痤疮造成的不均匀的红色)(下文称作“红斑”)、灰黄色(灰白色)、由毛细管扩张或蛛形血管导致的变色、以及毛发变灰白。
I.组合物
表面活性剂
所述制品包含一种或多种适合施用到毛发或皮肤上的表面活性剂。适用于所述制品中的表面活性剂包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂、或它们的组合。
所述一种或多种表面活性剂可含有按所述制品的重量计约23重量%至约75重量%的表面活性剂,在一个实施方案中约30重量%至约70重量%,并且在另一个实施方案中按所述制品的重量计约40重量%至约65重量%的表面活性剂。
所述表面活性剂组分还可包括主要用来作为制备稳定的泡沫结构中的加工助剂的表面活性剂,其中所述表面活性剂包括常规的表面活性剂或者不必提供任何起泡性能的乳化剂。用作本文的表面活性剂组分的乳化剂的实例包括甘油单酯和甘油二酯、脂肪醇、聚甘油酯、丙二醇酯、脱水山梨糖醇酯、以及已知的或者通常用于稳定空气界面的其它乳化剂。
适合的阴离子表面活性剂包括描述于McCutcheon’s“Detergents andEmulsifiers”(北美版(1986),Allured Publishing Corp.)、McCutcheon的“FunctionalMaterials”(北美版(1992),Allured Publishing Corp.)、以及美国专利3,929,678(Laughlin等人)中的那些。
适用于本文的阴离子表面活性剂的非限制性实例包括烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐、硫酸化的单酸甘油酯、磺化的烯烃、烷基芳基磺酸盐、伯或仲链烷磺酸盐、磺基琥珀酸烷基酯、酰基牛磺酸盐、酰基羟乙基磺酸盐、烷基甘油基醚磺酸盐、磺化的甲基酯、磺化的脂肪酸、烷基磷酸盐、酰基谷氨酸盐、酰基肌氨酸盐、磺基乙酸烷基酯、酰化的肽、烷基醚羧酸盐、酰基乳酸盐、阴离子含氟表面活性剂、月桂酰谷氨酸钠、以及它们的组合。
适合的阴离子表面活性剂包括烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐。这些物质分别具有分子式ROSO3M和RO(C2H4O)xSO3M,其中R是约8至约24个碳原子的烷基或烯基,x为1至10,并且M是水溶性阳离子如铵、钠、钾或三乙醇胺。所述烷基醚硫酸盐通常可作为环氧乙烷与含有约8至约24个碳原子的一元醇的缩合产物来制备。优选地,在烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐两者中,R具有约10至约18个碳原子。有用的醇可衍生自脂肪,例如椰子油或牛油,或者可以是合成的。本文优选的是月桂醇和衍生自椰子油的直链醇。使此类醇与约1至约10,优选约3至约5,并且尤其是约3摩尔比的环氧乙烷反应,并且将所得的例如每摩尔醇平均具有3摩尔环氧乙烷的分子种类的混合物硫酸化并且中和。高度优选的烷基醚硫酸盐是包含不同化合物的混合物的那些,所述混合物具有约10至约16个碳原子的平均烷基链长和约1至约4摩尔环氧乙烷的平均乙氧基化度。
其它合适的阴离子表面活性剂包括通式为[R1-SO3-M]的有机硫酸反应产物的水溶性盐,其中R1选自由具有约8至约24个,优选约10至约18个碳原子的直链或支链饱和脂族烃基组成的组;并且M为阳离子。优选的是磺化的C10-18正链烷烃的碱金属盐和铵盐。
适宜的阴离子表面活性剂另外的实例是用羟乙磺酸酯化并且用氢氧化钠中和的脂肪酸的反应产物,其中例如所述脂肪酸衍生自椰子油;甲基氨基乙磺酸盐的脂肪酸酰胺的钠盐或钾盐,其中所述脂肪酸例如衍生自椰子油。其它适合的此类阴离子表面活性剂描述于US 2,486,921、US 2,486,922和US 2,396,278中。
其它合适的阴离子表面活性剂是琥珀酰胺酸盐,其实例包括N-十八烷基磺基琥珀酰胺酸二钠、月桂基磺基琥珀酰胺酸二铵、N-(1,2-二羧基乙基)-N-十八烷基磺基琥珀酰胺酸四钠、磺基琥珀酸钠的二戊基酯、磺基琥珀酸钠的二己基酯、以及磺基琥珀酸钠的二辛基酯。
其它合适的阴离子表面活性剂包括具有约12至约24个碳原子的烯烃磺酸盐。衍生出烯烃磺酸盐的α-烯烃是具有约12至约24个碳原子,优选约14至约16个碳原子的单烯烃。优选地,它们是直链烯烃。
适用于所述个人护理组合物中的另一类阴离子表面活性剂是β-烷氧基链烷磺酸盐。这些化合物具有以下分子式:
其中R1为具有约6至约20个碳原子的直链烷基,R2为具有约1(优选的)至约3个碳原子的低级烷基,并且M为如上文所述的水溶性阳离子。
其它合适的表面活性剂描述于M.C.Publishing Co.出版的McCutcheon的“Emulsifiers and Detergents”1989年刊和US 3,929,678中。
优选的阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸铵、月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂基硫酸三乙基胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙基胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸甘油单酯硫酸钠(lauric monoglyceridesodium sulfate)、月桂基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钾、月桂基肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂基肌氨酸(lauryl sarcosine)、椰油基肌氨酸(cocoyl sarcosine)、椰油基硫酸铵、十二烷酰基硫酸铵、椰油基硫酸钠、月桂酰硫酸钠、椰油基硫酸钾、月桂基硫酸钾、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、椰油基硫酸一乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及它们的组合。
适合用于本发明的个人护理组合物中的两性表面活性剂包括广义上被称为脂族仲胺和叔胺的衍生物的那些,其中所述脂族基团可以是直链或支链的,并且其中所述脂族取代基中一个包含约8至约18个碳原子,并且一个包含阴离子水增溶基团,例如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根、或膦酸根。属于该定义范围内的化合物的实例是3-十二烷基氨基丙酸钠、3-十二烷基氨基丙烷磺酸钠、月桂基肌氨酸钠、N-烷基牛磺酸(如根据US 2,658,072中所提出的,通过使十二烷基胺与羟乙基磺酸钠反应而制得的那种)、N-高级烷基天冬氨酸(如根据US 2,438,091中所提出的方法制得的那些),以及在US 2,528,378中所描述的产品。适用的两性离子表面活性剂包括广义上被称为脂族季铵、和锍化合物衍生物的那些,其中脂族基团可是直链或支链的,并且其中所述脂族取代基中一个包含约8个至约18个碳原子,并且一个包含阴离子基团,如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根、或膦酸根。适合的两性离子表面活性剂包括甜菜碱,包括椰油酰氨基丙基甜菜碱。
适于本文的两性表面活性剂还可包括烷基两性基乙酸盐,包括月桂酰两性基乙酸盐和椰油酰两性基乙酸盐。烷基两性基乙酸盐可由单乙酸盐和二乙酸盐构成。在某些类型的烷基两性基乙酸盐中,二乙酸盐是杂质或者不可取的反应产物。
阳离子表面活性剂也能够被利用,但一般是次优选的,并且优选按重量计占所述制品小于约5%。
适合的非离子表面活性剂包括描述于McCutcheon’s“Detergents andEmulsifiers”(北美版(1986),Allured Publishing Corp.)和McCutcheion的“FunctionalMaterials”(北美版(1992))中的那些。适用于本文的这些非离子表面活性剂包括烷基葡糖苷、烷基多葡糖苷、多羟基脂肪酸酰胺、烷氧基化的脂肪酸酯、蔗糖酯、氧化胺、以及它们的组合。
适合的两性离子表面活性剂包括广义上被称为脂族季铵、和锍化合物的衍生物的那些,其中脂族基团可是直链或支链的,并且其中所述脂族取代基中一个包含约8个至约18个碳原子,并且一个包含阴离子基团,如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根、或膦酸根。此类合适的两性离子表面活性剂可通过下式表示:
其中R2包含约8至约18个碳原子的烷基、烯基、或羟烷基,0至约10个氧化亚乙基部分和0至约1个甘油基部分;Y选自由下列组成的组:氮原子、磷原子和硫原子;R3为包含约1至约3个碳原子的烷基或一羟基烷基;当Y是硫原子时X为1,而当Y是氮原子或磷原子时X为2;R4为约1至约4个碳原子的亚烷基或羟基亚烷基,并且Z是选自由下列组成的组的基团:羧酸根、磺酸根、硫酸根、膦酸根、以及磷酸根基团。
适用于本文的其它两性离子表面活性剂包括甜菜碱,包括高级烷基甜菜碱如椰油基二甲基羧甲基甜菜碱、椰油酰氨基丙基甜菜碱、椰油基甜菜碱、月桂酰氨基丙基甜菜碱、油基甜菜碱、月桂基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基-α-羧乙基甜菜碱、鲸蜡基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二(2-羟基乙基)羧甲基甜菜碱、硬脂基二(2-羟基丙基)羧甲基甜菜碱、油基二甲基-γ-羧丙基甜菜碱、以及月桂基二(2-羟基丙基)α-羧乙基甜菜碱。所述磺基甜菜碱可由椰油基二甲基磺基丙基甜菜碱、硬脂基二甲基磺基丙基甜菜碱、月桂基二甲基磺乙基甜菜碱、月桂基二(2-羟基乙基)磺基丙基甜菜碱等代表。酰氨基甜菜碱和酰氨基磺基甜菜碱,其中RCONH(CH2)3基团(其中R为C11-C17烷基)连接到甜菜碱的氮原子上,在本发明中也是有用的。
水溶性聚合物(“聚合物结构剂”)
所述制品包含用作结构剂的水溶性聚合物。如本文所用,术语“水溶性聚合物”足够广泛地包括水溶性的和水分散性的两种聚合物,并且定义为在25℃下测量时在水中具有至少约0.1克/升(g/L)的溶解度的聚合物。在一些实施方案中,在25℃下测量时所述聚合物在水中具有约0.1克/升(g/L)至约500克/升(g/L)的溶解度。(这表示产生宏观上各向同性的或透明的、有色或无色的溶液)。用于制备这些固体的聚合物可以是合成的或源自天然的并且可用化学反应改性。它们可以是成膜的,也可以不是成膜的。这些聚合物应是生理上可接受的,即它们应与皮肤、粘膜、毛发以及头皮相容。
选择本发明的一种或多种水溶性聚合物,使得它们的重均分子量为约40,000至约500,000,在一个实施方案中约50,000至约400,000,在另一个实施方案中约60,000至约300,000,并且在另一个实施方案中约70,000至约200,000。所述重均分子量通过每种聚合物原料的平均分子量与它们相应的相对重量百分比(按所述多孔固体中存在的聚合物的总重量计)的乘积的加和计算。
在一个实施方案中,选择所述一种或多种水溶性聚合物中的至少一种,使得按重量计2%的水溶性聚合物溶液在20℃下给出约4厘泊至约80厘泊;在一个可供选择的实施方案中约5厘泊至约70厘泊;并且在另一个实施方案中约6厘泊至约60厘泊的粘度。
所述水溶性聚合物可含有按所述制品的重量计约10重量%至约50重量%的一种或多种水溶性聚合物,在一个实施方案中约15重量%至约40重量%,并且在一个特定实施方案中按所述制品的重量计约20重量%至约30重量%的一种或多种水溶性聚合物。
本发明的水溶性聚合物可包括但不限于合成聚合物,包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧烷、聚丙烯酸酯、己内酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚氨酯、聚羧酸、聚乙酸乙烯酯、聚酯、聚酰胺、聚胺、聚乙烯亚胺、马来酸的/(丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)共聚物、甲基乙烯基醚和马来酸酐的共聚物、乙酸乙烯酯和巴豆酸的共聚物、乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物、乙烯基吡咯烷酮和己内酰胺的共聚物、乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物、阴离子单体、阳离子单体和两性单体的共聚物、以及它们的组合。
适合的水溶性聚合物还可选自天然来源的聚合物,包括植物来源的那些,其实例包括刺梧桐树胶、黄蓍胶、阿拉伯树胶、乙酰化甘露聚糖、魔芋甘露聚糖、金合欢树胶、茄替胶、乳清分离蛋白、以及大豆分离蛋白;种子提取物,包括瓜尔胶、刺槐豆胶、温柏树籽、以及车前籽;海藻提取物如角叉菜胶、藻酸酯、以及琼脂;果实提取物(果胶);微生物来源的那些,包括黄原胶、结冷胶、普鲁兰多糖、透明质酸、硫酸软骨素、以及葡聚糖;以及动物来源的那些,包括酪蛋白、胶质、角蛋白、角蛋白水解产物、磺化的角蛋白、白蛋白、胶原、谷蛋白、高血糖素、谷蛋白、玉米蛋白、以及紫胶。
改性的天然聚合物也用作本发明中的水溶性聚合物。合适的改性的天然聚合物包括但不限于纤维素衍生物如羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、乙酸邻苯二甲酸纤维素、硝化纤维、以及其它纤维素醚/酯;和瓜尔胶衍生物如羟丙基瓜尔胶。
本发明优选的水溶性聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧烷、淀粉和淀粉衍生物、普鲁兰多糖、胶质、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、以及羧甲基纤维素。
本发明更优选的水溶性聚合物包括聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素。合适的聚乙烯醇包括以商品名得自Celanese Corporation(Dallas,TX)的那些。合适的羟丙基甲基纤维素包括以商品名得自Dow Chemical Company(Midland,MI)的那些,包括与上述羟丙基甲基纤维素的组合。
在一个特定实施方案中,可将上述水溶性聚合物与一定量的作为填充材料的任何单独的淀粉或淀粉组合混合以降低所需的水溶性聚合物的总含量,只要其有助于为所述制品提供所需的结构和如本文所述的物理/化学特性。
在此类实例中,水溶性聚合物和淀粉基材料的合并重量百分比按相对于所述制品总重量计一般在约10%至约40重量%的范围内,在一个实施方案中在约12%至约30%的范围内,并且在一个特定实施方案中在约15%至约25%的范围内。水溶性聚合物对淀粉基材料的重量比率一般可在约1:10至约10:1的范围内,在一个实施方案中在约1:8至约8:1的范围内,在另一个实施方案中在约1:7至约7:1的范围内,并且在另一个实施方案中在约6:1至约1:6的范围内。
典型的淀粉基材料的来源可包括谷物、块茎、根、豆类和果实。天然的来源可包括玉米、豌豆、马铃薯、香蕉、大麦、小麦、水稻、西米、苋属植物、木薯、竹芋、美人蕉、高粱、以及它们的蜡质和高淀粉酶品种。
所述淀粉基材料还可包括使用本领域已知的任何改性法改性的原淀粉,包括物理改性的淀粉,其实例包括剪切的淀粉或者热抑制的淀粉;化学改性的淀粉,包括已被交联的、乙酰化的、和有机酯化的、羟乙基化的、和羟丙基化的、磷酸化的、以及无机酯化的那些,它们的阳离子的、阴离子的、非离子的、两性的和两性离子的、以及琥珀酸酯和取代的琥珀酸酯衍生物;衍生自任何淀粉的转化产物,包括通过氧化、酶转化、酸水解、加热或酸糊精化制备的流质或稀糊淀粉,加热的和/或剪切的产品也可用于本文;以及本领域已知的预先胶凝化的淀粉。
增塑剂
所述制品可包含适用于本文所述组合物中的水溶性增塑剂。合适的增塑剂的非限制性实例包括多元醇、共聚多元醇、多元羧酸、聚酯和聚二甲基硅氧烷共聚多元醇。
有用的多元醇的实例包括但不限于甘油、双甘油、丙二醇、乙二醇、丁二醇、戊二醇、环己二甲醇、己二醇、聚乙二醇(200-600)、糖醇(如山梨醇、甘露醇、乳糖醇)、以及其它一元的和多元的低分子量醇(例如C2-C8醇),单糖、二糖和低聚糖如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖,以及高果糖玉米糖浆固体和抗坏血酸。
多元羧酸的实例包括但不限于柠檬酸、马来酸、琥珀酸、聚丙烯酸、以及聚马来酸。
合适的聚酯的实例包括但不限于三乙酸甘油酯、乙酰化的-单酸甘油酯、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三乙基酯、柠檬酸三丁基酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯。
合适的聚二甲基硅氧烷共聚多元醇的实例包括但不限于PEG-12聚二甲基硅氧烷、PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷、以及PPG-12聚二甲基硅氧烷。
其它合适的增塑剂包括但不限于烷基和烯丙基的邻苯二甲酸酯;萘酸酯;乳酸盐(例如钠盐、铵盐和钾盐);脱水山梨糖醇聚氧乙烯醚-30;尿素;乳酸;吡咯烷酮羧酸钠(PCA);透明质酸钠或透明质酸;可溶解的胶原;修饰的蛋白;L-谷氨酸单钠;α-羟基酸和β-羟基酸如乙醇酸、乳酸、柠檬酸、马来酸和水杨酸;聚甲基丙烯酸甘油酯;聚合物型增塑剂如聚季铵盐;蛋白质和氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸、以及赖氨酸;氢淀粉水解产物;其它低分子量酯(例如C2-C10醇和酸的酯);以及食品和塑料工业领域的技术人员已知的任何其它水溶性增塑剂;以及它们的混合物。
优选的增塑剂包括甘油和丙二醇。EP 0283165B1公开了其它合适的增塑剂,包括甘油衍生物如丙氧基化的甘油。
所述增塑剂可按所述制品的重量计占0重量%至约15重量%,或者约1重量%至约15重量%,在一个实施方案中约3重量%至约12重量%,并且在另一个实施方案中按所述制品的重量计占约5重量%至约10重量%。
任选成分
所述制品还可包含已知可用的或者用于个人护理组合物中的其它任选成分,前提条件是此类任选材料与所选择的本文所述的基本材料相容,或者不会另外过分地削弱产品的性能。
此类任选成分最通常是核准用于化妆品中的那些物质,并且其描述于参考书如“CTFA Cosmetic Ingredient Handbook”第二版(The Cosmetic,Toiletries,andFragrance Association,Inc.1988,1992)中。此类任选成分的非限制性实例包括防腐剂、香料或芳香剂、着色剂或染料、调理剂、毛发漂白剂、增稠剂、保湿剂、润肤剂、药物活性物质、维生素或营养物质、防晒剂、除臭剂、感觉物质、植物提取物、营养物质、收敛剂、化妆品用颗粒、吸收剂颗粒、粘合剂颗粒、毛发固定剂、纤维、反应试剂、亮肤剂、皮肤美黑剂、去头皮屑剂、香料、剥脱剂、酸、碱、湿润剂、酶、悬浮剂、pH调节剂、毛发着色剂、烫发剂、颜料颗粒、抗痤疮剂、抗微生物剂、维生素、防晒剂、美黑剂、剥脱颗粒、毛发生长剂或修补剂、驱虫剂、剃须乳液、共溶剂或其它附加溶剂、以及其它类似的物质。
其它优选的任选成分包括有机溶剂,尤其是用作聚合的结构剂的增溶剂和用作干燥促进剂的水可混溶的溶剂和共溶剂。合适溶剂的非限制性实例包括醇、酯、酮、芳族烃、脂族烃、醚、以及它们的组合。醇和酯是更优选的。优选的醇是一元的。最优选的一元醇是乙醇、异丙醇和正丙醇。最优选的酯是乙酸乙酯和乙酸丁酯。合适的有机溶剂的其它非限制性实例是苄醇、乙酸戊酯、乙酸丙酯、丙酮、庚烷、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、甲苯、乙酸甲酯、异丁醇、正戊醇、正丁醇、己烷、以及甲基乙基酮。甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、甲基乙基酮、丙酮、以及它们的组合。
其它优选的任选成分包括胶乳或乳液聚合物、增稠剂如水溶性聚合物、粘土、二氧化硅、乙二醇二硬脂酸酯、沉积助剂,包括凝聚层形成组分和季铵化合物。
产品形式
所述制品能够以多种产品形式中的任何一种制备,包括单独使用的或与其它个人护理组分组合使用的可溶解的多孔固体。当用于个人护理组合物中时,所述可溶解的多孔固体能够以连续的或不连续的方式使用。不管产品的形式如何,本发明方法范围内所设想的全部产品形式实施方案的关键在于所选择的和所定义的制品包含固体的聚合结构剂和含表面活性剂的活性成分的组合(全部如本文所定义)。
所述制品优选是一种或多种使用者能够容易操作的足够尺寸的平坦薄板或者垫子的形式。其可具有方形、三角形或圆盘形的形状、或任何其它合适的形状。所述垫子还能够是连续条状物的形式,包括带状辊分配器所递送的,具有通过穿孔和/或切割机构分配的单独部分。作为另外一种选择,所述制品是一种或多种圆柱体、球体、管状体、或任何其它形状的物体的形式。
所述制品可包含一种或多种质构化的、浅凹的或换句话讲地形图案化的表面,包括字母、徽标或图案。所述质构化的基底优选由所述基底的外形产生,因为所述基底的最外表面包含相对于所述表面的其它区域凸起的部分。所述凸起部分可产生自所述制品所形成的外形,例如最初可使所述制品形成浅凹的或网格状图案。所述凸起部分还可以是起绉加工、所压印的涂层、压花图案、层压至具有凸起部分的其它层的结果,或者可溶解的多孔固体基底自身的物理形式的结果。所述质构化还可以是将所述基底层压至质构化的第二基底的结果。
在一个特定实施方案中,所述制品可穿孔有穿入或穿过所述多孔固体的孔或者通道。这些穿孔可在干燥过程期间通过由下面的模具、带子的表面或其它不粘的表面伸出的尖状物而形成。作为另外一种选择,这些穿孔可在干燥过程之后通过用钉子、针或其它尖锐物戳或者刺所述多孔固体而形成。优选地,单位表面积中这些穿孔的数目是巨大的,但是数目没有大到要牺牲所述多孔固体的完整性或物理外观。已发现,相对于未穿孔的多孔固体,此类穿孔增加了所述多孔固体溶于水中的速率。
所述制品还能够通过水不溶性的工具或装置递送。例如,可通过某些机构将它们连接或者粘合到施用装置上以有利于向毛发和/或皮肤施用,即梳子、碎布、棒、或任何其它可想到的水不溶性的施用装置。此外,可将所述制品吸附在单独的高表面积的水不溶性工具,即多孔的海绵、泡夫、平纸片等的表面上。对于后者,可将本发明的可溶解的多孔固体作为薄膜或薄层吸附。
产品类型
本发明的制品和方法所用的产品类型实施方案的非限制性实例包括手部清洁基底、洗发剂或其它毛发处理基底、身体清洁基底、剃刮制剂基底、宠物护理基底、包含药物或其它护肤活性物质的个人护理基底、保湿基底、防晒剂基底、慢性皮肤有益剂基底(例如含维生素的基底、含α-羟基酸的基底等)、除臭基底、含芳香剂的基底等等。
II.制备方法
所述制品能够通过包括以下步骤的方法制备:(1)制备加工混合物,所述混合物包含表面活性剂、溶解的聚合物结构剂、增塑剂以及其它任选成分;(2)通过向所述混合物中导入气体对所述混合物充气;(3)使所述充过气的湿混合物形成一种或多种期望的形状;以及(4)干燥所述充过气的湿混合物至期望的最终含水量(例如约0.5%至约15%水分,通过加入能量)。
加工混合物的制备
所述加工混合物一般通过在水、增塑剂以及其它任选成分的存在下通过加热随后冷却溶解聚合物结构剂来制备。这能够通过任何合适的加热成批搅拌系统或者通过任何合适的连续系统实现,所述系统涉及连同高剪切或静态混合的单螺杆或双螺杆挤出或者换热器。可设想任何工艺,使得所述聚合物在水、表面活性剂、增塑剂、以及其它任选成分的存在下最终被溶解,包括经由任何成分组合的预混物部分的逐步加工。
本发明的加工混合物包含:按干燥前的加工混合物的重量计约15%至约40%的固体,在一个实施方案中约20%至约35%的固体,并且在另一个实施方案中约25%至约30%的固体;并且具有约2,500cps至约30,000cps,在一个实施方案中约5,000cps至约25,000cps,在另一个实施方案中约7,500cps至约20,000cps,并且在另一个实施方案中约10,000cps至约15,000cps的粘度。
所述固体百分含量为按除了水和任何明显的挥发性物质(如低沸点醇)之外的所有固体、半固体和液体组分的总加工混合物的重量计的重量百分比的总和。所述加工混合物的粘度值在23℃下使用TA Instruments AR500流变仪(具有4.0cm直径的平行板和1,200微米间隙)以1.0秒的倒数的剪切速率进行30秒来测量。
加工混合物的充气
所述加工混合物的充气通过将气体导入所述混合物中来实现,优选通过机械混合能但也可通过化学手段来实现。所述充气可通过任何合适的机械加工手段实现,所述机械加工手段包括但不限于:(i)经由机械混合的成批罐充气,包括行星式搅拌器或其它合适的混合器皿,(ii)用于食品工业中的半连续的或连续的充气装置(加压的和非加压的),或者(iii)喷雾干燥加工混合物以形成充过气的小珠或颗粒,其能够在加热下在例如铸模中被压缩以形成所述多孔固体。
在一个特定实施方案中,已发现所述制品能够在连续的加压充气装置中制备,所述充气装置通常在食品工业中被用于棉花糖的生产中。合适的连续的加压充气装置包括Morton搅拌器(Morton Machine Co.,Motherwell,Scotland)、Oakes连续自动搅拌器(E.T.Oakes Corporation,Hauppauge,New York)、Fedco连续搅拌器(The PeerlessGroup,Sidney,Ohio)、以及Preswhip(Hosokawa Micron Group,Osaka,Japan)。
形成充过气的湿加工混合物
充过气的湿加工混合物的形成可通过任何合适的手段以形成期望形状的混合物来实现,所述手段包括但不限于:(i)将充过气的混合物放入到具有期望形状和尺寸的铸模中,所述铸模包括不相互作用的和不发粘的表面,所述表面包括铝、特氟隆、金属、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、氯丁橡胶、橡胶、低密度聚乙烯、玻璃等;(ii)将充过气的混合物放入压印在包含在浅托盘中的干燥颗粒状淀粉中的型腔中,另外被称作淀粉模制成型技术;和(iii)将充过气的混合物置于连续带或者筛网上,所述连续带或者筛网包括不相互作用的或者不粘的材料特氟隆、金属、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、氯丁橡胶、橡胶、低密度聚乙烯、玻璃等,稍后可在辊上将其印模、切割、压花或者贮存。
干燥所形成的充过气的湿加工混合物
所形成的充过气的湿加工混合物的干燥可通过任何合适的手段实现,所述手段包括但不限于:(i)干燥室,包括具有受控的温度和压力或大气条件的房间;(ii)烘箱,包括具有受控的温度和任选湿度的非对流式或对流式烘箱;(iii)车式/盘架干燥机;(iv)多级流水线干燥机;(v)冲击烘箱;(vi)旋转炉/干燥机;(vii)流水线烘烤机;(viii)快速高热传递炉和干燥器;(ix)双风箱烘烤机;以及(x)输送带式干燥机。
可在上述四个加工步骤中任一个期间或者甚至在干燥过程之后赋予任选成分。
所述制品可用化学发泡剂通过就地形成气体(经由一种或多种成分的化学反应,包括通过泡腾剂体系的CO2形成)来制备。
III.物理特性
溶解速率
所述制品具有一定的溶解速率,其使得所述多孔固体在用水使用施用期间快速崩解。根据下述两种方法测定所述制品的溶解速率。
电导率溶解方法:在一个250mL烧杯中,在室温下称出150±0.5克蒸馏水。将所述烧杯置于轨道式摇床(例如VWR DS-500E型)上并且以150RPM开始。将电导率探头(例如连接在VWR电导计上的VWR 2052型)恰好浸没在水面以下,以一定的方式使得电导率探头相对于烧杯运动静止并且不接触烧杯侧面。称出0.20±0.01克可溶解的多孔固体并且置于水中。电导率数据每15秒记录一次,记录6分钟,然后每分钟记录一次直至30分钟。当电导率值停止变化或者达到30分钟时(以更早发生的哪个为准),记录最终值。得到作为直至电导率值停止变化的时间(其以秒计)或者作为最大30分钟(以更早发生的哪个为准)的电导率溶解时间。
所述制品具有约100秒至约1,200秒,在另一个实施方案中约110秒至约900秒,在另一个实施方案中约120秒至约600秒,并且在另一个实施方案中约130秒至约300秒的电导率溶解时间。
手溶解方法:将0.5g可溶解的多孔固体置于戴有丁腈手套的手掌中。通过注射器将7.5cm3微温的自来水(约30℃至约35℃)快速施用到产品上。使用圆周运动,每次互相摩擦手掌2下直至溶解发生(至多30次涂擦)。将未溶解的物质(在30次涂擦后)置于预称重过的舟皿中。次日测量未溶解物质的干重。报道手溶解值为完全溶解所需的涂擦数或者最大30次涂擦。对于后一种情况,还报告未溶解物质的重量。
所述制品具有约1至约30次涂擦,在一个实施方案中约2至约25次涂擦,在另一个实施方案中约3至约20次涂擦,并且在另一个实施方案中约4至约15次涂擦的手溶解值。
泡沫体积
所述制品提供如下文所述的泡沫特征。泡沫体积评估在15g/10英寸的平直的东方人的原始发簇上进行,所述发簇已用0.098g的人造液体皮脂[10-22%橄榄油、18-20%椰子油、18-20%油酸、5-9%羊毛脂、5-9%角鲨烯、3-6%棕榈酸、3-6%石蜡油、3-6%十二烷、1-4%硬脂酸、1-4%胆固醇、1-4%椰子脂肪酸、18-20%胆甾醇聚醚-24]处理过。将所述发簇用淋浴喷头用9-11格令重的100℉的水以1.5加仑/分钟冲洗20秒。为了测试液体对照产品,将0.75cm3的液体产品施用到发簇的中心,然后将发簇上毛发的下部在毛发上的产品上以圆周运动摩擦10次,随后来回涂擦40次(总共80次涂擦)。记录起泡速度为在80次涂擦期间当泡沫第一次明显生成时的涂擦数。将来自操作者手套的泡沫转移到带刻度的量筒内,所述量筒具有3.5cm的内径并且根据所生成泡沫的总量具有70mL、110mL或140mL的总容量(通过玻璃店修改标准尺寸的带刻度量筒的高度)。用紧的发夹在发簇上使用向下的一划收集来自毛发的泡沫,并且也将其置于量筒中。以毫升记录总泡沫体积。每个测试样本进行三次运行,并且计算三个值的平均值。当测试所述制品时,在剪刀辅助下(如果需要)称出0.20±0.01克的产品并将其施用到发簇上,然后通过注射器向所述产品再添加2cm3的水。然后在等待10秒钟后,执行如用于液体产品所述的起泡技术。
层状液晶
所述加工混合物中层状液晶的存在可通过在正交偏光镜下简单的微观观察评估。将样本在载玻片和盖玻片之间挤平。层状液晶的存在可通过液晶净相的各种纹理特征形式的双折射的目视观测而评估,其可参考[Rosevear,F.B.,“The Microscopy of the LiquidCrystalline Neat and Middle Phase of Soaps and Synthetic Detergents”,TheJournal of the Americal Oil Chemists’Society,1954年12月发行,第XXXI卷,第12期,第628-639页]。
最大力下的距离方法
通过破裂法,用Texture Exponent 32软件在使用TA-57R圆柱形探头的质构分析仪上测量最大力下的距离。对于该方法,所述制品应具有介于4mm至7mm之间的厚度并且切成具有至少7mm直径的圆;或者小心地切割或堆叠以在该总厚度和直径范围内。将所述多孔固体样本用装在顶上的四根螺杆小心地安装在圆筒的顶部,使所附的顶部封盖正位于所述样本的顶上。在圆筒及其封盖中心有一个孔,其允许探头通过并且拉伸样本。在30mm的总距离内,以每秒1mm的预测试速度、每秒2mm的测试速度和每秒3mm的后测试速度测量所述样本。记录最大力下的距离。
IV.使用方法
本发明的组合物可用于清洁和另外处理哺乳动物角质组织如毛发和/或皮肤并且提供快速起泡和/或冲洗能力。清洁和调理毛发的方法可包括以下步骤:a)将有效量的可溶解的多孔固体施用到手上,b)用水润湿可溶解的多孔固体并且摩擦以溶解所述固体,c)将溶解的物质施用到毛发或皮肤上以进行处理或清洁,并且d)用水将稀释过的处理或清洁组合物从毛发或皮肤上冲洗掉。这些步骤可根据需要重复多次以达到所需的清洁和/或处理有益效果。
根据另一个实施方案,提供了向哺乳动物角质组织提供有益效果的方法,所述方法包括根据第一实施方案将组合物施用到需要调理的角质组织的步骤。
本发明提供了用于调理哺乳动物角质组织状况的方法,该方法包括将本文的一种或多种组合物施用到需要调理的哺乳动物角质组织上的步骤。
组合物的施用量、施用频率和使用时间将根据应用的目的、所给组合物的组分含量和所需的调理等级而显著不同。例如,当所述组合物被施用以对整个身体或毛发进行处理时,有效量一般在约0.3克至约10克范围内,优选在约0.4克至约5克范围内,并且更优选在约0.5克至约3克范围内。
V.商业制品
本发明提供了一种商业制品,所述商业制品包括一种或多种本文所述的组合物和一则信息,该信息指导消费者溶解所述多孔固体并且将溶解的混合物施用在角质组织上以产生清洁效果、对角质组织如皮肤和/或毛发的有益效果、快速起泡的泡沫、快速冲洗的泡沫、干净冲洗的泡沫、以及它们的组合。所述信息可以为直接或间接地附在包含组合物的包装或者所述组合物自身上的印刷材料。作为另外一种选择,所述信息可以是与所制造的制品相关联的电子或广播消息。作为另外一种选择,所述信息可描述所制造的制品的至少一种可能的用途、性能、特征和/或性质。
VI.实施例
以下实施例进一步描述和证明了本发明范围内的实施方案。所给的这些实施例仅用于说明之目的,不可理解为是对本发明的限制,因为在不脱离本发明的实质和范围的情况下其许多变型是可能的。除非另外指明,所有示例的量均为按所述总组合物的重量计的浓度,即wt/wt百分比。
实施例1:具有聚乙烯醇的溶解性的多孔固体清洁剂
根据本发明制备以下溶解性的多孔固体:
表1
1 得自Celanese Corporation(Dallas,Texas)的523
在一个大小适中且干净的器皿中,在以100-300rpm的搅拌速率下加入蒸馏水和甘油。将523称量到合适的容器中,然后使用刮刀以小的增量缓慢添加到主混合物中,同时继续搅拌以避免可见的块状物形成。调节混合速度以使泡沫形成最小化。将所述混合物缓慢加热至75℃,其后添加月桂基聚氧乙烯醚-3硫酸铵和十二烷基硫酸铵。使所述混合物再次达到75℃并且添加鲸蜡醇和椰油酰胺MEA。然后在继续搅拌的同时将所述混合物加热至85℃,然后使其冷却至室温。最终的pH介于5.2至6.6之间,并且如果需要,可用柠檬酸或稀的氢氧化钠进行调节。所述混合物的粘度在1s-1为大约12,000至15,000cps。在光学显微镜下的正交偏光镜之间分析所述混合物,并且基于显著的双折射确定所述混合物包含层状液晶。
将250克的上述混合物转移到K5SS型搅拌器(得自HobartCorporation,Troy,OH)的5夸脱的不锈钢杯中,并且安装平板式拍打器附件。将所述混合物高速剧烈充气30秒。然后将一部分所得的充过气的混合物用刮刀铺展到12个具有4.2cm直径和0.6cm深度的圆形特氟隆模具中,将其称量表明湿泡沫的平均密度为大约0.31g/cm3。将剩下的混合物额外再充气30秒,总共60秒。然后将一部分所得的充过气的混合物用刮刀铺展到12个具有4.2cm直径和0.6cm深度的圆形特氟隆模具中,将其称量表明湿泡沫的平均密度为大约0.21g/cm3。将剩下的混合物额外再充气30秒,总共90秒。然后将一部分所得的充过气的混合物用刮刀铺展到12个具有4.2cm直径和0.6cm深度的圆形特氟隆模具中,将其称量表明湿泡沫的平均密度为大约0.19g/cm3。
然后将分隔开的模具置于75℃的对流炉中30分钟,然后置于40℃的对流炉中干燥过夜。次日,在薄刮刀和镊子的辅助下将所得的多孔固体从模具中移除。称量模具表明:对于30秒、60秒和90秒的混合时间近似的平均干密度分别为0.09g/cm3(540克每平方米基重)、0.07g/cm3(420克每平方米基重)和0.06g/cm3(360克每平方米基重)。所估计的表面活性剂含量为介于48重量%和64重量%之间,而所估计的聚合物含量为介于19%和26%之间,假定含水量介于0重量%和10重量%之间。30秒、60秒和90秒混合时间的泡沫体积分别为75mL、80mL和65mL。
比较实施例2:具有羟丙基甲基纤维素的非溶解性的多孔清洁剂固体
以下溶解性的多孔固体不是根据本发明制备的,并且仅仅是为了比较的目的而被包括:
表2
1 得自Dow Chemical Corporation(Midland,Michigan)的E50
在一个大小适中且干净的器皿中,在以100-300rpm的搅拌速率下加入蒸馏水和甘油。将E50称量到合适的容器中,然后使用刮刀以小的增量缓慢添加到主混合物中,同时继续搅拌而避免可见的块状物形成。调节混合速度以使泡沫形成最小化。将所述混合物缓慢加热至75℃,其后添加月桂基聚氧乙烯醚-3硫酸铵和十二烷基硫酸铵。使所述混合物再次达到75℃并且添加鲸蜡醇和椰油酰胺MEA。然后在继续搅拌的同时将所述混合物加热至85℃,然后使其冷却至室温。最终的pH介于5.2至6.6之间,并且如果需要,可用柠檬酸或稀的氢氧化钠进行调节。所述混合物的粘度为在1s-1大约55,000至65,000cps。在光学显微镜下的正交偏光镜之间分析所述混合物,并且基于不存在可观察到的双折射确定是各向同性的。
进行如实施例1中所述的相同的充气和干燥步骤,得到如表3中所示的近似的平均湿密度和干密度。所估计的表面活性剂含量介于49重量%和66重量%之间,而所估计的聚合物含量介于19重量%和26重量%之间,假定含水量介于0重量%和10重量%之间。
表3
30秒混合 | 60秒混合 | 90秒混合 | |
湿密度 | 0.64g/cm3 | 0.54g/cm3 | 0.55g/cm3 |
干密度 | 0.21g/cm3 | 0.17g/cm3 | 0.17g/cm3 |
干基重 | 1,260g/m2 | 1,020g/m2 | 1,020g/m2 |
泡沫体积 | 55mL | 60mL | 70mL |
实施例3:具有羟丙基甲基纤维素的溶解性的多孔固体清洁剂
根据本发明制备以下溶解性的多孔固体。将80份完全相同的具有羟丙基甲基纤维素的实施例2的组合物用20份蒸馏水稀释。所述混合物的粘度在1s-1为大约12,000至15,000cps。在光学显微镜下的正交偏光镜之间分析所述混合物,并且基于不存在可观察到的双折射确定是各向同性的。
进行如实施例1中所述的相同的充气和干燥步骤,得到如表4中所示的近似的平均湿密度和干密度。所估计的表面活性剂含量介于49重量%和66重量%之间,而所估计的聚合物含量介于19重量%和26重量%之间,假定含水量介于0重量%和10重量%之间。
表4
比较实施例4:具有聚乙烯醇的非溶解性的多孔清洁剂固体
以下溶解性的多孔固体不是根据本发明制备的,并且仅仅是为了比较的目的而被包括:
表5
1 得自Celanese Corporation(Dallas,Texas)的523
2 得自Rohm and Haas(Philadelphia,PA)的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
在一个大小适中且干净的器皿中,在以100-300rpm的搅拌速率下加入蒸馏水和甘油。将523称量到合适的容器中,然后使用刮刀以小的增量缓慢添加到主混合物中,同时继续搅拌而避免可见的块状物形成。调节混合速度以使泡沫形成最小化。将所述混合物缓慢加热至75℃,其后添加月桂基聚氧乙烯醚-3硫酸钠和月桂基硫酸钠。使所述混合物再次达到75℃并且添加鲸蜡醇和椰油酰胺MEA。然后在继续搅拌的同时将所述混合物加热至85℃,然后使其冷却至室温。最终的pH介于5.2至6.6之间,并且如果需要用柠檬酸或稀的氢氧化钠调节。所述混合物的粘度为在1s-1大约65,000至75,000cps。
进行如实施例1中所述的相同的充气和干燥步骤,得到如表6中所示的近似的平均湿密度和干密度。所估计的表面活性剂含量介于50重量%和69重量%之间,而所估计的聚合物含量介于20%和27%之间,假定含水量介于0重量%和10重量%之间。
表6
30秒混合 | 60秒混合 | 90秒混合 | |
湿密度 | 0.61g/cm3 | 0.49g/cm3 | 0.42g/cm3 |
干密度 | 0.21g/cm3 | 0.16g/cm3 | 0.13g/cm3 |
干基重 | 1,260g/m2 | 960g/m2 | 780g/m2 |
泡沫体积 | 40mL | 45mL | 50mL |
实施例5:具有聚乙烯醇和水溶助长剂的溶解性的多孔清洁剂固体
根据本发明制备以下溶解性的多孔固体:
表7
组分 | 重量% |
蒸馏水 | 适量至100 |
甘油 | 1.0 |
聚乙烯醇1 | 7.3 |
月桂基聚氧乙烯醚-3硫酸钠(28%活性) | 35.7 |
月桂基硫酸钠(29%活性) | 20.7 |
鲸蜡醇 | 0.9 |
椰油酰胺MEA | 1.5 |
乙二胺四乙酸四钠 | 0.04 |
苯甲酸钠 | 0.08 |
Kathon CG2 | 0.01 |
二甲苯磺酸钠(40.5%活性) | 11.1 |
1 得自Celanese Corporation(Dallas,Texas)的523
2 得自Rohm and Haas(Philadelphia,PA)的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
在一个大小适中且干净的器皿中,在以100-300rpm的搅拌速率下加入蒸馏水和甘油。将523称量到合适的容器中,然后使用刮刀以小的增量缓慢添加到主混合物中,同时继续搅拌而避免可见的块状物形成。调节混合速度以使泡沫形成最小化。将所述混合物缓慢加热至75℃,其后添加月桂基聚氧乙烯醚-3硫酸钠和月桂基硫酸钠。使所述混合物再次达到75℃并且添加鲸蜡醇和椰油酰胺MEA。然后在继续搅拌的同时,将所述混合物加热至85℃,然后使其冷却至室温。添加二甲苯磺酸钠以降低所述混合物的粘度。最终的pH介于5.2至6.6之间,并且如果需要,可用柠檬酸或稀的氢氧化钠进行调节。所述混合物的粘度在1s-1为大约12,000至15,000cps。
进行如实施例1中所述的相同的充气和干燥步骤,得到如表8中所示的近似的平均湿密度和干密度。所估计的表面活性剂含量介于45重量%和59重量%之间,而所估计的聚合物含量介于18%和23%之间,假定含水量介于0重量%和10重量%之间。
表8
30秒混合 | 60秒混合 | 90秒混合 | |
湿密度 | 0.34g/cm3 | 0.23g/cm3 | 0.18g/cm3 |
干密度 | 0.12g/cm3 | 0.08g/cm3 | 0.07g/cm3 |
干基重 | 720g/m2 | 480g/m2 | 420g/m2 |
泡沫体积 | 50mL | 60mL | 55mL |
实施例6-18:多孔固体结构和溶解性能数据
表9总结了如实施例1至6中所述的所制备的可溶解的和比较性的不可溶解的多孔固体所呈现的溶解速率数据(电导率方法和手方法)和孔间连通性数据(结构模型指数和星体积指数)。通过本文所述的方法收集所述数据。代表性的多孔固体的可视图像可见于图1至14中。
表9
1出现在括号中的是在最大30次涂擦后以克计的未溶解物质的量。
实施例19:具有聚乙烯醇的溶解性的多孔的剃刮制备凝胶
根据本发明制备以下溶解性的多孔固体:
表10
1 Aldrich,分子量85,000-124,000,87-89%水解的
2 Hamposyl L-30(Hampshire Chemical,New Hampshire)
3 Natrosol 250HHR(Aqualon,New Jersey)
4 Alkox E30-G(Tri-tex,Canada)
在一个大小适中且干净的器皿中,在以100-300rpm的搅拌速率下加入蒸馏水。将羟乙基纤维素称量到合适的容器中,然后使用刮刀以小的增量缓慢添加到主混合物中,同时继续搅拌而避免可见的块状物形成。调节混合速度以使泡沫形成最小化。将所述混合物缓慢加热至65℃,其后添加肉豆蔻酸、PEG-150二硬脂酸酯、油基聚氧乙烯醚-20、月桂基聚氧乙烯醚-23、以及棕榈酸。然后将所述混合物加热至75℃并且添加TEA。然后将所述混合物搅拌30分钟并使其冷却至45℃,其后加入月桂酰肌氨酸钠、乙二胺四乙酸四钠、甘油和山梨醇。然后将所述混合物冷却至35℃,其后加入1,3-二羟甲基-5,5-二甲基乙内酰脲。然后将所述混合物转移到容器中并且与聚(乙烯醇)一起贮存在70-75℃的烘箱中30分钟。然后将所述混合物置于保持在70-75℃的水浴中并且用塔顶搅拌器以275rpm与缓慢加入的聚(乙烯醇)混合,然后再搅拌3分钟。然后在缓慢加入聚(环氧乙烷)的同时缓慢滴加CarbopolAqua CC,随后混合2分钟直至完全溶解。
然后将以上加热过的混合物转移到K5SS型搅拌器(得自HobartCorporation,Troy,OH)的5夸脱的不锈钢杯中,并且安装平板式打夯机附件。将所述混合物高速剧烈充气3分钟。然后将充过气的混合物用刮刀铺展到具有4.2cm直径和0.6cm深度的圆形特氟隆模具中。
然后将分隔开的模具置于75℃的对流炉中60分钟,然后置于40℃的对流炉中干燥过夜。次日,在薄刮刀和镊子的辅助下将所得的多孔固体从模具中移除,然后置于标记过的袋子中。所得的可溶解的多孔固体在手中表现出快速的溶解性并且易于发展成浓厚、丰富的泡沫以有利于皮肤的剃刮。
实施例20-23:代表性的多孔固体结构测量
以下结构测量用实施例1至3的加工混合物并且用相当于实施例8、11和14的90秒混合时间所制备的多孔固体完成。所述结构测量根据本文所述的方法进行。
结构表征
表11
实施例讨论
如实施例6至19的表格图中所示,可观的溶解不在大约1mm3以下的星体积和零以下的结构模型指数下发生。在这些界限以上,溶解速率与这两个参数的大小正相关。同时不受理论的约束,据信该数据是在所述方法的时限下可观的溶解所需的孔间连通性的最小程度的指示。在该最小程度以下,所述多孔固体可被描绘成具有很大的闭孔度,如由负的结构模型指数所支持的,其表示在孔室中有大量凹陷。如所述表中所示,比较实施例2和4具有太低的孔间连接度,其具有对应的比本发明所需的更慢的溶解速率。所述多孔固体的可视图像描绘可见于本文所给出的图1至14中。
以上实施例6至19中的数据还单独可变地证明了本发明加工混合物的粘度范围独立于聚合物类型和表面活性剂体系类型产生快速溶解的开孔的多孔固体(如单独-可变地证明的)。
实施例6至8由根据本发明的加工混合物(实施例1)制备,所述加工混合物包含聚乙烯醇和基于磺化的表面活性剂体系的铵盐,并且具有在1s-1下介于12,000至15,000cps之间的粘度。
因此,实施例6至8制备了如高星体积值和正的结构模型指数值所表明的大部分开孔的多孔固体,其具有相应的快速溶解速率(当通过电导率方法和手方法测量时)。
实施例9至11由加工混合物(实施例2)制备,所述加工混合物具有完全相同的基于磺化表面活性剂体系的铵盐,但是用羟丙基甲基纤维素单独-可变地代替聚乙烯醇,并且在1s-1下具有介于55,000至65,000cps之间粘度,其不根据本发明制备。
因此,实施例9至11制备了如1.0以下的低星体积值和负的结构模型指数值所表明的大部分闭孔的多孔固体,其具有相应的慢的溶解速率(当通过电导率方法和手方法测量时)。
实施例12至14根据本发明由加工混合物(实施例3)制备,所述加工混合物以单独可变的方式通过用20份去离子水稀释80份与实施例9至11完全相同的组合物而形成,其在1s-1下具有介于12,000至15,000cps之间的较低的所得粘度。
因此,实施例12至14制备了如高星体积值和正的结构模型指数值所表明的大部分开孔的多孔固体,其具有相应的快速溶解速率(当通过电导率方法和手方法测量时)。
实施例15和16由加工混合物(实施例4)制备,所述加工混合物具有与包含聚乙烯醇的实施例6至8完全相同的组合物,但是用基于烷基硫酸盐表面活性剂的钠盐单独-可变地代替基于烷基硫酸盐表面活性剂的铵盐,并且在1s-1下具有介于65,000至75,000cps之间的所得粘度,其不根据本发明制备。
因此,实施例15和16制备了如1.0以下的低星体积值和负的结构模型指数值所表明的大部分闭孔的多孔固体,其具有相应的较慢的溶解速率(当通过电导率方法和手方法测量时)。
实施例17和18根据本发明由加工混合物(实施例5)制备,所述加工混合物具有与包含聚乙烯醇和基于烷基硫酸盐表面活性剂的钠盐的实施例15和16完全相同的组合物,但是具有单独可变地添加的水溶助长剂,并且在1s-1下具有介于12,000至15,000cps之间的所得粘度。
因此,实施例17和18制备了如1.0以上的较高星体积值和正的结构模型指数值所表明的大部分开孔的多孔固体,其具有相应的较快的溶解速率(当通过电导率方法和手方法测量时)。
以上所证明的发现:根据本发明的快速溶解性多孔固体能够独立于聚合物类型和表面活性剂体系类型来制备,其是令人吃惊的并且违背传统上已被大家接受的知识:聚合物类型并且具体地讲分子量是固体溶解的主要驱动力(参见Eccard W.E.等人的US2003/0180242)。
实施例20至22说明了另外测定的本发明的结构参数值。代表本发明大部分开孔的多孔固体的实施例20(由实施例1的加工混合物制备并且按照实施例8产生快速的溶解性)具有0.056m2/g的BET表面积、96.5%的开孔百分比和0.112mm的孔壁厚度。相比之下,代表大部分闭孔的多孔固体且不是本发明的实施例21(由实施例2的加工混合物制备并且按照实施例11产生差的溶解性)具有0.026m2/g的较低的BET表面积、79.8%的较低的开孔百分比和0.156mm的较高的孔壁厚度。并且,代表本发明大部分开孔的多孔固体并且具有与实施例21完全相同的固体组合物的实施例22(按照实施例3由实施例2的稀释的加工混合物制备并且按照实施例14产生快速的溶解性)具有0.063m2/g的较高的BET表面积、94.1%的较高的开孔百分比和0.116mm的较低的孔壁厚度。
本文所公开的量纲和值不应被理解为严格限于所述精确值。相反,除非另外指明,每个这样的量纲旨在表示所引用的值和围绕该值功能上等同的范围。例如,所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。
本文所有引用的文献均以全文引入方式并入本文中;任何文献的引用都不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已经举例说明和描述了本发明的特定实施方案,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不背离本发明实质和范围的情况下可以做出多种其它改变和变型。因此,所附加的权利要求书旨在包括所有这些属于本发明范围内的改变和变型。
Claims (16)
1.一种个人护理制品,所述制品包含:
a.23%至75%,优选30重量%至70重量%,更优选40重量%至65重量%的表面活性剂;
b.10%至50%,优选15重量%至40重量%,更优选20重量%至30重量%的水溶性聚合物;和
c.任选地,1%至15%,优选5重量%至10重量%的增塑剂;使得所述制品为柔韧多孔的可溶解固体结构的形式,其中所述制品具有80%至100%,优选85%至97.5%的开孔百分率。
2.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有125g/m2至1,000g/m2,优选150g/m2至800g/m2,更优选200g/m2至700g/m2,更优选300g/m2至650g/m2的基重。
3.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有1mm3至90mm3的星体积。
4.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有0.02mm至0.015mm,优选0.03mm至0.09mm的孔壁厚度。
5.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有非负的并且为0.0至3.0的结构模型指数。
6.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有85%至97.5%的开孔百分率。
7.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有0.03g/cm3至0.15g/cm3,优选0.04g/cm3至0.12g/cm3,更优选0.06g/cm3至0.10g/cm3的密度。
8.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体具有由具有5mm3至80mm3的星体积限定的孔间连通性。
9.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有非负的并且为0.5至2.75的结构模型指数。
10.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有0.03m2/g至0.25m2/g,优选0.04m2/g至0.19m2/g的比表面积。
11.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述柔韧多孔的可溶解的固体结构具有1mm至10mm,优选2mm至9mm,更优选3mm至8mm,更优选4mm至7mm的厚度。
12.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述表面活性剂选自包含下列物质的组:阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂、或它们的组合。
13.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述表面活性剂选自由下列组成的组:烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐、硫酸化的单酸甘油酯、磺化的烯烃、烷基芳基磺酸盐、伯或仲链烷磺酸盐、磺基琥珀酸烷基酯、酰基牛磺酸盐、酰基羟乙基磺酸盐、烷基甘油基醚磺酸盐、磺化的甲基酯、磺化的脂肪酸、烷基磷酸盐、酰基谷氨酸盐、酰基肌氨酸盐、磺基乙酸烷基酯、酰化的肽、烷基醚羧酸盐、酰基乳酸盐、阴离子含氟表面活性剂、月桂酰谷氨酸钠、以及它们的组合。
14.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述表面活性剂选自由下列组成的组:十二烷基硫酸铵、月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂基硫酸三乙基胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙基胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸甘油单酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钾、月桂基肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂基肌氨酸、椰油基肌氨酸、椰油基硫酸铵、十二烷酰基硫酸铵、椰油基硫酸钠、月桂酰硫酸钠、椰油基硫酸钾、月桂基硫酸钾、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、椰油基硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及它们的组合。
15.如权利要求1所述的个人护理制品,其中所述水溶性聚合物选自由下列组成的组:聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧烷、淀粉和淀粉衍生物、普鲁兰多糖、胶质、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、以及羧甲基纤维素,优选选自由下列组成的组:聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素。
16.一种方法,所述方法包括以下步骤:
d.制备包含表面活性剂、水溶性聚合物、和任选的增塑剂的预混物,其中所述预混物具有:
i.15%至40%的固体,和
ii.2,500cps至30,000cps的粘度;
e.通过将气体引入到所述预混物中以形成湿的充过气的预混物来使所述预混物充满气体;
f.使所述湿的充过气的预混物形成一种或多种期望的形状以形成成型的湿预混物;和
g.干燥所述成型的湿预混物至期望的最终含水量以形成多孔的可溶解的固体结构;
h.任选地,切割所述柔韧可溶解的多孔的固体结构制品;
i.任选地,改性所述柔韧可溶解的多孔的固体结构制品,其中所述改性步骤选自包括下列步骤的组:使所述柔韧可溶解的多孔的固体结构制品形成三维结构,在所述柔韧可溶解的多孔的固体结构制品的表面上印刷,质构化所述柔韧可溶解的多孔的固体结构制品的表面,以及它们的组合。
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