Брусок мыла, содержащий частицы гидрогелевой фазы

Брусок мыла, содержащий частицы гидрогелевой фазы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ТЕХНИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ

Данное изобретение относится к бруску моющего мыла. В частности, изобретение относится к бруску моющего мыла с низким общим содержанием жирных веществ (ОЖВ), имеющему приемлемые для потребителей свойства, в частности, к брускам, изготавливаемым путем амальгамирования, пилирования, экструдирования и штамповки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционные мыльные бруски изготавливаются из мыльной стружки, содержащей 70% масс. и более общих жирных веществ (ОЖВ) и 10-14% масс. воды, куда вводятся и другие добавки (такие как диоксид титана, поверхностно-активные вещества и ароматизаторы). Такие бруски обычно изготавливаются путем смешивания мыльной стружки с другими добавками с последующими процессами пилирования, экструдирования и штамповки.

Как правило, традиционные мыла представляют собой щелочные (обычно, натриевые) соли жирных кислот, полученные из жиров и масел животного и (или) растительного происхождения. К типичным источникам масел и жиров относятся, например, пальмовое масло, косточковое пальмовое масло, кокосовое масло, говяжий жир, овечий жир, свиной жир и другие сходные масла и жиры, выделенные из других организмов. Значительную часть жиров и масел составляют глицериды с различной длиной цепей, представляющие собой эфиры глицерола (глицерина) и жирных кислот. В щелочной среде и при нагревании глицериды жирных кислот и масел образуют глицерин и щелочные соли жирных кислот, также называемые мылами.

Изготавливаемые на продажу мыла приготавливаются путем ввода добавок в мыльную стружку с переработкой получившейся смеси в мыло. Мыльная стружка, как правило, изготавливается из жира или масла, или их смесей, тремя хорошо известными специалистам способами. Один способ представляет собой прямое омыление масла/жира, при котором масло/жир вступает в реакцию с щелочью (как правило, гидроксидом натрия) с образованием глицерина и мыльной основы (содержащей щелочную соль жирной кислоты, например, натриевую соль жирной кислоты, которая также является натриевой солью карбоновой кислоты). Мыльная основа является материалом, содержащим щелочную соль жирной кислоты, которую можно использовать для приготовления мыла путем добавления наполнителей, ароматизаторов и других добавок. Таким образом, примером мыльной основы является материал, полученный после удаления глицерина (если оно требуется) и подлежащий дальнейшей переработке. Другой способ приготовления мыла связан с нейтрализацией жирной кислоты щелочью (например, NaOH), с образованием мыльной основы. В процессе мыловарения мыльная основа может быть высушена и пропущена через червячный пресс с образованием мыльных стружек или хлопьев. В настоящем документе термином «мыльная стружка» обозначаются гранулы или кусочки мыла (имеющие вид гранул, хлопьев, обрезков или другие формы). Мыльная стружка, как правило, получается в результате высушивания и экструдирования непереработанного мыла в блочную форму для дальнейшей переработки в готовые мыльные бруски путем смешивания с добавками, как это известно специалистам в области мыловарения. Мыльная стружка содержит мыльную основу, а также может включать и другие материалы, такие как глицерин. Бруски моющего мыла, как правило, производятся путем смешивания мыльной стружки с добавками, такими как ароматизаторы, наполнители и т.п., с последующим пилированием, экструдированием и штамповкой.

Традиционно, готовые бруски пилированного мыла содержат мыльную стружку с ОЖВ более 70% масс., 10-14% масс. воды и другие добавки (такие как диоксид титана, поверхностно-активные вещества и ароматизаторы). В настоящее время бруски пилированного мыла, как правило, содержат 8-15% масс. воды, а бруски твердого непилированного мыла содержат 20-35% масс. воды. Бруски твердого непилированного мыла могут иметь содержание влаги менее 35% масс. Такие бруски имеют ОЖВ около 30-65% масс. Снижение ОЖВ, как правило, производится путем ввода в мыльные бруски нерастворимых зернистых материалов и (или) растворимых силикатов. Такие непилированные бруски, как правило, очень мягкие, и подвергание мыльных брусков процессу пилирования приводит к отделению воды.

Обычно при составлении рецептуры мыла наполнители применяются в качестве замены мыльной стружки. Например, часто применяются такие наполнители, как каолин, тальк и другие неорганические минеральные наполнители. В состав мыла с сохранением приемлемых свойств можно вводить более 16% масс. каолина, который может уменьшать ощущение жира на поверхности кожи. К другим материалам, добавляемым при приготовлении мыла, относятся силикагель, алюминат натрия и борнокислые соединения. В некоторых случаях при мыловарении добавляются водопоглощающие материалы для увеличения содержания влаги. Примерами патентных документов, относящихся к мылам, содержащим водопоглощающие материалы, являются документы US 20050276828A и WO 2007146027. Примерами патентных документов, относящихся к добавлению при мыловарении наполнителей или водопоглощающих материалов, являются документы US 2677665, US 5703026, US 6310016, US 6440908 и US 7285521.

Однако введение в мыльный брусок большого количества влаги или наполнителей может не только повлиять на чистящие свойства мыла и на ощущение, которое оно создает на коже, но также отрицательно сказаться на режимах переработки. Существует потребность в усовершенствованных мыльных брусках с повышенным содержанием влаги и наполнителей, способных, при этом, обеспечивать эффективную очистку и имеющих пониженное содержание ОЖВ.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

В настоящем изобретении предлагается способ и брусок мыла, содержащий гидрогелевые наполнители, которые могут представлять собой композитный материал без сердцевины. Предпочтительно, гидрогелевые наполнители представляют собой композитный материал гидрогелевой фазы, включающий многоатомные спирты или порошки. Благодаря включению порошкового материала в гидрогелевую фазу наполнителя, наполнитель становится композитным материалом, поскольку он включает в себя два или более компонента с существенно различными физическими или химическими свойствами. Два или более материала-компонента остаются в готовой структуре отдельными и отличаемыми на макроскопическом уровне. Включение данной уникальной гидрогелевой фазы в структуру мыла приводит к созданию новых мыл и новых процессов мыловарения, приводящих к повышению эффективности, выгодному для потребителей. Настоящее изобретение также относится к способам приготовления брусков мыла, содержащих гидрогелевые наполнители.

В одном аспекте в настоящем изобретении предлагается пригодное для пилирования твердое мыло, содержащее твердофазную мыльную основу и частицы гидрогелевой фазы, рассеянные в этой мыльной основе. Мыльная основа является для среднего человека твердой на ощупь и сохраняет свою форму неизменной при упаковке, хранении, обращении и транспортировке. Предпочтительно, чтобы частицы материала гидрогелевой фазы не имели сердцевины. Предпочтительно, чтобы частицы гидрогелевой фазы включали многоатомные спирты или порошки и содержали большое количество воды.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения твердого мыла. Данный способ получения твердого мыла включает приготовление гидрогелевой жидкости, загрузку жидкости в миксер при высокой температуре, перемешивание жидкости с мыльной стружкой и другими добавками, формирование гидрогелевых частиц без сердцевины in-situ в ходе перемешивания и формовку бруска мыла. Гидрогелевая жидкость находится, в основном, в форме раствора, но, при необходимости, может содержать некоторое количество нерастворенного материала. За формированием гидрогелевых частиц без сердцевины могут следовать процессы очистки, экструдирования и штамповки. Регулируя соотношение компонентов, смешиваемых для получения гидрогелевых частиц, можно упростить формирование гидрогелевых частиц, не внося заметных отрицательных эффектов, которые могли бы заметить потребители.

В одном аспекте изобретения предлагается новый мыльный брусок и способ получения мыльных брусков, содержащих гидрогелевые частицы, включающие в себя порошковые компоненты.

Настоящее изобретение предусматривает гибкость составления рецептуры изготавливаемого мыла. При использовании частиц гидрогелевой фазы, составляющих предмет настоящего изобретения, в гидрогелевую фазу могут добавляться водорастворимые активные ингредиенты, например витамин С и т.п., причем частицы гидрогелевой фазы могут сохранять стабильность и функциональность до самого применения. Такой сохранности активных растворимых ингредиентов очень трудно достигнуть в традиционных мыльных брусках вследствие ограничения на содержание влаги в 8-15% масс. и высокого значения pH. Благодаря гидрогелевой фазе в состав мыла можно добавить больше синтетических поверхностно-активных веществ, что является еще одним способом модификации или повышения эффективности мыла. При использовании гидрогелевой фазы, составляющей предмет настоящего изобретения, долю мыльной стружки в мыле можно уменьшить до очень низкого уровня, что увеличивает мягкость мыла. Благодаря данной гидрогелевой фазе в мыло легко можно добавить глицерин, полиол и (или) другие увлажнители без увеличения трудной для устранения клейкости и предложить потребителю большее увлажнение, чем дает традиционное мыло. С другой стороны, если в традиционном процессе производства мыла добавлять в рецептуру более 5% масс. глицерина или полиола, мыльная стружка в миксере становится очень липкой, что затрудняет управление перемешиванием и увеличивает его продолжительность. Аналогично, если в состав включаются неорганические частицы, такие как тальк, эти частицы можно вводить таким образом, чтобы они в большей степени концентрировались в гидрогелевой фазе.

Настоящее изобретение также дает технологические преимущества. Гидрогелевую фазу, составляющую предмет изобретения, можно легко смешать с мыльной стружкой и вести переработку на традиционной линии окончательной обработки мыла. А при добавлении в гидрогелевую фазу глицерина или сорбитола гидрогель позволяет преодолеть технологические сложности, связанные с липкостью мыльной стружки, в сравнении с применением высокой концентрации глицерина при традиционном производстве мыла. Добавление в гидрогелевую фазу порошковых материалов, например талька, также повышает совместимость порошкового материала с мыльной стружкой, и это приводит к снижению или предотвращению растрескивания. Таким образом, при использовании гидрогелевой фазы в состав мыла можно ввести большее количество порошковых материалов, подобных тальку, по сравнению с традиционными способами производства мыла.

Гидрогелевая фаза также может быть выгодным способом введения ароматизаторов в структуру мыла, помогающим эффективно внести ароматизаторы и отдушки. Аромат или отдушка, вводимые в мыльный брусок при помощи частиц гидрогелевой фазы, могут освобождаться медленно, что производит на потребителя выгодное впечатление.

При включении в гидрогелевую фазу наполнителей, служащих заменой мыльной стружки, настоящее изобретение позволяет уменьшить дозировку мыльной стружки до очень низких значений, не влияя существенно на чистящие свойства. По сравнению с традиционным мылом такой состав может иметь относительно низкую стоимость.

Поскольку гидрогели, составляющие предмет изобретения, содержат большое количество воды (по существу состоят в основном из воды), и эти гелевые материалы, в основном, бесцветны или имеют светлую окраску, показатель преломления частиц гидрогелевой фазы можно довести до больших значений благодаря включению полиолов и регулировки количества добавляемых полиолов. При использовании прозрачной или полупрозрачной мыльной стружки, если показатель преломления материала частиц гидрогелевой фазы равен или приблизительно равен показателю преломления для стружки, частицы гидрогелевой фазы становятся гораздо менее заметными на фоне мыльной стружки. В результате с помощью наполнителей гидрогелевой фазы, составляющих предмет изобретения, можно производить прозрачные или полупрозрачные бруски мыла.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 демонстрирует в разрезе реализацию бруска твердого мыла, составляющего предмет настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую типичный процесс производства брусков твердого мыла в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к бруску мыла, содержащему твердые гидрогелевые наполнители. Предпочтительно, чтобы гидрогелевые наполнители не имели сердцевины. Предпочтительно, чтобы гидрогелевые наполнители представляли собой композитные материалы. Настоящее изобретение также относится к способам получения брусков мыла, содержащих гидрогелевые наполнители. Введение уникальной гидрогелевой фазы в структуру мыла обеспечивает беспрецедентную гибкость при составлении рецептуры и при производстве мыла, а также может предоставлять потребителям другие преимущества, связанные с эффективностью. В одной реализации брусок мыла, составляющий предмет изобретения, включает наполнители в гидрогелевой фазе, имеющие форму частиц, предпочтительно, частиц без сердцевины. Такое твердое мыло может использоваться для целей чистки в качестве туалетного или хозяйственного мыла, например, для мойки рук, стирки одежды и т.п.

В настоящем документе термином «брусок мыла» обозначается кусок твердого мыла, изготовленный в определенной форме, сохраняющий надлежащую стабильность в обычных для торговли комнатных условиях и готовый к применению. Как известно специалистам, брусок на разрезе может иметь разные формы, как то: круглую, овальную, прямоугольную, квадратную, звездообразную и т.п.

В настоящем документе термином «без сердцевины» обозначается форма гидрогеля, где частица гидрогеля в центральной своей части имеет концентрацию гелевого материала (например, каррагенана), не большую, чем периферические зоны этой частицы.

Термином «включенный компонент», применительно к гидрогелю, в настоящем документе называется ингредиент, в особенности, не содержащий воду материал, введенный в гидрогель. Предпочтительно, чтобы включенный компонент присутствовал в готовом бруске мыла за пределами указанных частиц в более высокой концентрации в гидрогеле, чем в материале мыльной основы.

При описании настоящего изобретения будут использоваться приведенные ниже термины, определяемые следующим образом. В настоящем описании и в прилагаемых пунктах формулы изобретения формы единственного числа включают и множественные обозначения, если только содержание текста не определяет иного.

В настоящем документе термин «термообратимый», применительно к гидрогелям, обозначает гидрогель, представляющий собой при температуре 90°C или выше текучий (способный течь под действием силы тяжести) золь или жидкость и превращающийся в нетекучий гидрогель с фазовой поверхностью в атмосфере при комнатной температуре (около 25°C), причем гидрогель может при нагреве до указанной повышенной температуры снова превратиться в текучую жидкость.

Термин «гидрогелевый раствор» обозначает раствор, в котором более 90% гелевого материала присутствует в растворенной или коллоидной форме. Данный раствор может (но не должен) быть прозрачным.

Термин «полезный агент» должен толковаться в самом широком смысле, обозначая любой материал, который должен оказывать некое биологическое, целебное, терапевтическое или иное задуманное полезное действие, например, улучшение пропитывания, создание более приятного ощущения или увлажнение.

Фиг.1 демонстрирует брусок мыла, соответствующий настоящему изобретению. Брусок твердого мыла 4 включает в себя частицы гидрогелевой фазы 6, распределенные по базовому материалу мыла 8, который состоит из мыльной основы и других добавок, за исключением частиц гидрогелевой фазы 6. Базовый материал мыла - это материал, в который заключены частицы гидрогелевой фазы. Частицы гидрогелевой фазы 6, предпочтительно, имеют четко выраженную поверхность границы фазы 10, отделяющую содержимое частиц гидрогелевой фазы 6 от базового материала мыла 8. Поверхность частицы не обязательно должна быть гладкой, поскольку многие частицы могут образовываться в результате распада более крупных фрагментов гидрогеля. Поскольку гелевый раствор перед гелеобразованием хорошо перемешивается, гелеобразующее вещество, вода, а также другие полезные агенты равномерно распределены по гидрогелевому раствору. Когда из материалов гидрогелевого раствора образуется гель, а затем формируются включенные в основу гидрогелевые частицы, содержимое гидрогелевых частиц продолжает сохранять равномерное или почти равномерное распределение. В изготовленном бруске мыла в условиях коммерческого хранения при комнатной температуре (например, при 25°C), даже в течение срока, в ходе которого вода и другие испаряющиеся или жидкие материалы могут диффундировать из гидрогелевых частиц в основной материал мыла, процесс диффузии протекает настолько медленно, что содержимое гидрогелевых частиц, за исключением ситуации на микроскопических границах поверхности фазы, остается, в основном, равномерно распределенным в гидрогелевой фазе в подавляющем большинстве частиц. Например, заключенные в гидрогель компоненты, такие как тальк и глицерин, распределены, в основном, равномерно по массе частиц гидрогелевой фазы (т.е. по внутреннему объему частицы на удалении от границ). В настоящем документе термином «фаза», применительно к гидрогелевой частице, обозначается линия раздела гидрогелевого материала и базового материала мыла по границе фрагмента гидрогеля (т.е. частицы), внутри которой содержимое (например, вода) распределено равномерно, причем за пределами границы данный материал имеет существенно иное распределение. В целях упрощения обработки такие частицы гидрогелевой фазы, предпочтительно, состоят из гелевого материала, жесткость которого обеспечивает твердость, ощущаемую потребителем, а при достаточно большом размере частиц (например, диаметром от 5 мкм до 2 мм) потребитель ощущает зернистость или гранулярность материала. Полезные агенты, которые могут включаться в частицы гидрогелевой фазы, например, витамины, ароматизаторы, увлажняющие средства и т.п., могут оказывать на кожу полезное действие при контакте частиц гидрогелевой фазы с кожей. Кроме того, подобные полезные агенты могут со временем медленно мигрировать через границу раздела фаз в базовый материал мыла и входить, в итоге, в контакт с кожей для обеспечения полезного эффекта в ходе использования бруска мыла.

Одним из ингредиентов бруска твердого мыла, составляющего предмет настоящего изобретения, является мыло на основе жирных кислот, которое в ходе процесса производства мыла имеет форму мыльной стружки. Термином «мыло на основе жирных кислот» обозначаются щелочные соли карбоновых жирных кислот. Мыло может быть получено из любых триглицеридов, традиционно применяемых в производстве мыла. Соответственно, карбоксилатные анионы мыла могут содержать от 8 до 22 углеродных атомов. Мыло на основе жирных кислот может быть изготовлено из обычных источников получения жирных кислот, таких как животные жиры, растительные жиры и их смеси, куда относятся пальмовое масло, косточковое пальмовое масло, касторовое масло, рисовое масло, подсолнечное масло, кокосовое масло, соевое масло, арахисовое масло, говяжий жир, свиной жир, рыбий жир их смеси и т.п. В типовых смесях пальмового и косточкового пальмового масел, пальмового и кокосового масел соотношение разных масел и жиров может составлять от около 40/60 до 97/3. Как упоминалось выше, способы и технологические процессы производства мыла из жиров и масел хорошо известны специалистам.

Как правило, содержание мыла на основе жирных кислот (т.е. ОЖВ) может составлять 40%-90% масс., предпочтительно от около 50% до 90% масс., более предпочтительно от около 60% до 80% масс., предпочтительно 70% масс. или менее от бруска мыла, являющегося предметом настоящего изобретения. Предпочтительно, чтобы мыло на основе жирных кислот имело форму мыльной стружки, например, полученной в ходе процессов омыления. Данную мыльную стружку можно смешивать с гидрогелем и подвергать дальнейшей обработке для получения готового бруска мыла с использованием процессов смешивания, пилирования, экструдирования, штамповки и т.п. По типу мыльной стружки можно определять ОЖВ. Как правило, изготовитель мыльной стружки прилагает к своей продукции информацию об ОЖВ в стружке. Например, мыльная стружка из смеси пальмового и косточкового пальмового масел в соотношении 80:20 имеет ОЖВ около 82% масс. В зависимости от массовой процентной доли мыльной стружки, использованной в мыльном бруске, можно вычислить ОЖВ для мыльного бруска. Несмотря на то, что могут быть также изготовлены бруски синтетического мыла, включающие гидрогелевые частицы, являющиеся предметом изобретения, для того, чтобы получить физические свойства, соответствующие по качеству твердому пилированному мылу, предпочтительно, чтобы брусок мыла был изготовлен из мыльной стружки. В настоящем документе термин «брусок синтетического мыла» обозначает брусок мыла, изготовленный путем отливки из состава, содержащего синтетические поверхностно-активные вещества и связующие компоненты, а не щелочные соли жирных кислот из мыльной стружки.

Вместо гидроксида натрия и традиционных натуральных жирных кислот, полученных из животных жиров и растительных масел, при получении мыла могут также использоваться другие щелочные металлы или алканол-аммонийные щелочи и алкановые или алкеновые монокарбоновые кислоты. Могут применяться катионы натрия, магния, калия, кальция, моно-, ди- и три-этаноламмония или их сочетания. Соли, образующиеся в результате реакции между жирными кислотами и такими катионами, в настоящем документе считаются щелочными солями жирных кислот. Мыла могут быть получены из жирных кислот с числом атомов углерода от около 8 до 22, предпочтительно от около 12 до 18. Такое мыло (например, в виде мыльной стружки) образует базовый материал, с которым смешивается гидрогель, после чего производится дальнейшая обработка с получением брусков мыла с включенными частицами гидрогелевого материала, содержащего значительное количество связанной воды.

Настоящее изобретение позволяет, используя гидрогель, заменить мыльную стружку влагосодержащими наполнителями, а также в нем предлагается новый способ введения материала в гидрогелевой фазе в технологический процесс вместе с мыльной стружкой с получением брусков мыла с низким содержанием ОЖВ. Как правило, наполнители представляют собой материалы, заменяющие мыло в бруске мыла, без негативного влияния на чистящие свойства бруска. В настоящем изобретении в качестве наполнителя применяется гидрогель. Гидрогель представляет собой гель, содержащий воду, но не растворимый в воде. Например, если на поверхность гидрогеля налить воду, гидрогель и вода четко разделятся на две фазы. Предпочтительно, чтобы материал гидрогелевой фазы являлся формируемой с участием ионов металла трехмерной сетью с физическими перекрестными связями, образованными полимерными гелеобразующими агентами, предпочтительно, полисахаридами или их производными. Предпочтительно, чтобы гелеобразующий агент представлял собой гидрофильный полимерный материал, способный образовывать трехмерную структуру с физическими перекрестными связями. Предпочтительно, чтобы физические поперечные связи были термообратимыми для достижения термообратимости геля. Хотя гидрогелевые частицы могут быть получены из полимерного материала с химическими поперечными связями, например, поли(2-гидроксиэтил метакрилатом), карбоксилированным метилкрахмалом, гидролизатом крахмала, сополимеризованного с акрилонитрилом, полиакриламидом, солью поли(акриловой кислоты), гидролизатом винил-ацетатметил-акрилатного сополимера, полиоксиэтиленом, поли(винилпирролидоном), полистирол сульфонатом, поли(виниловым спиртом), и т.д., путем химической реакции, облучения и т.п., предпочтительные гидрогели с физическими поперечными связями, в особенности, термообратимые гидрогели, позволяют производить переработку в частицы с желательными физическими и химическими свойствами в готовых брусках мыла.

Предпочтительными полимерными гелеобразующими реагентами являются полисахариды (куда могут относиться природные полисахариды и их производные), которые легко растворяются в воде при подходящей температуре и образуют гидрогель при охлаждении до пониженной температуры, например, до комнатной температуры, в некоторых случаях при использовании катионов. К полисахаридным материалам, подходящим для создания гидрогеля, относятся каррагенан, конджаковая камедь, агар/агароза, смола плодов рожкового дерева, коричная камедь, геллановая камедь, альгинат и их сочетания.

Предпочтительным гелеобразующим агентом является каррагенан. Каррагенан представляет собой высокомолекулярный линейный полисахарид, состоящий из повторяющихся звеньев галактозы и 3,6-ангидрогалактозы (3,6 AG), как сульфатированных, так и несульфатированных, соединенных перемежающимися α-(1,3) и β-(1,4) гликозидными связями. К основным видам водорослей Rhodophyceae, применяемым при коммерческом производстве каррагенанов, относятся Euchema cottonii и E. spinosum. Обычно каррагенаны делят на типы каппа, йота и лямбда, а молекулярная масса каррагенанов составляет от 5×10⁴ до 70×10⁴ дальтон. Разные типы каррагенанов могут образовывать гели, обладающие разными характеристиками мягкости или жесткости. Более предпочтительными, вследствие лучших гелеобразующих свойств, являются каррагенаны типов каппа и йота, а каррагенан каппа является еще более предпочтительным для создания гидрогелей для брусков мыла, составляющих предмет настоящего изобретения. Каррагенаны поставляются в форме стабильных натриевых, калиевых и кальциевых солей или, чаще, в виде их смеси. Все каррагенаны диспергируются в холодной воде, а при нагревании до температуры выше 80°C полностью растворяются. В ходе процесса охлаждения каррагенаны каппа и йота образуют молекулярные структуры в форме двойных спиралей, поперечно связанных ионами калия и кальция, с образованием трехмерной сети гелевого типа. Было обнаружено, что каррагенан перед солюбилизацией должен быть хорошо диспергирован для предотвращения образования комков и для достижения полных функциональных возможностей. Каррагенан предпочтительно заранее смешать с другими сухими ингредиентами и для солюбилизации добавить в холодную жидкость при перемешивании. Если нужно добиться наиболее предпочтительной температуры плавления/гелеобразования каррагенана, то самым эффективным ионом металла, позволяющим изменять температуру плавления/гелеобразования, является ион калия.

Было обнаружено, что между некоторыми полисахаридами, в частности, между каррагенаном и конджаковой камедью, и иными малыми молекулами существует синергичное взаимодействие, улучшающее характеристики геля. Сочетание каррагенана и конджаковой камеди является более предпочтительным гелевым материалом, поскольку оно позволяет создавать гели с особенно подходящими характеристиками прочности, а также технологическими параметрами, способствующими эффективной обработке, в частности, смешиванию и формированию частиц гидрогеля желательных размеров. Предпочтительное соотношение каррагенана и конджаковой камеди в массовых процентных долях составляет от около 1:10 до 10:1, более предпочтительно от около 6:4 до 4:6. При таком предпочтительном диапазоне получающийся гидрогель может содержать большое количество воды, легко обрабатывается, а также позволяет создавать в бруске мыла частицы желательного размера. Было обнаружено, что более высокая жесткость геля улучшает разбивание фрагментов гидрогеля на более мелкие частицы при смешивании компонентов мыла. Таким образом, синергическое взаимодействие каррагенана и конджаковой камеди повышает жесткость геля и способствует образованию более мелких частиц, что уменьшает ощущение зернистости формируемого бруска мыла. В клубнях конджака содержится конджаковый маннан. Конджаковый маннан представляет собой гетерополисахарид, состоящий из β-D-глюкозы (Г) и β-D-маннозы (M), при соотношении Г/М 1:3. Типичный средний диапазон молекулярных весов для конджака составляет от 0,1×10⁵ до 10×10⁶ дальтон. Первичный гелеобразующий агент (например, каррагенан) формирует трехмерную сеть с поперечными связями, которая поддерживает структуру и связывает воду. При создании гидрогелей для улучшения структуры или повышения способности удерживать воду могут использоваться любые синергические взаимодействия трехмерной, имеющей поперечные сшивки, сети с другими полимерами (такими, как конджак). По аналогии с синергическим взаимодействием между каррагенаном и другими камедями для повышения способности гидрогеля удерживать воду можно использовать камедь бобов рожкового дерева, конджаковую камедь или некоторые полиолы.

Желательно, чтобы частицы гидрогеля были достаточно маленькими, чтобы не создавать у потребителя ощущения шероховатости, и достаточно маленькими, чтобы полезный материал, например глицерин или ароматизатор, заключенный в гидрогелевые частицы, мог высвобождаться. Желательно, чтобы 95% частиц (по количеству, а не по весу) имели диаметр, лежащий в диапазоне от около 1 мкм до 200 мкм, более предпочтительно от около 5 мкм до 100 мкм, более предпочтительно от 5 мкм до 60 мкм. Как правило, если размер частиц в бруске мыла менее 60 мкм, они оказываются при повседневном использовании незаметными для потребителя. Если размер частиц превышает 60 мкм, потребитель сможет заметить частицы. Если частицы являются твердыми, например, при использовании некоторых неорганических наполнителей, талька, кальцита и т.п., они создают у потребителя крайне нежелательное ощущение зернистости. Если частицы мягкие и эластичные, они оказывают массирующий эффект, который некоторые клиенты считают приятным. В настоящем изобретении также предлагается полноценная рецептура с широким диапазоном распределения размеров частиц. Предполагается, что в полисахариды могут вноситься модификации с получением производных, несколько отличных от природных полимеров, но сохраняющих значительную способность к связыванию воды. Например, полисахариды могут модифицироваться с получением гидроксиалкильных (например, гидроксипропильных) производных, катионных производных и т.п. Способы получения из гидроксиалкильных и катионных производных из полисахаридов известны специалистам.

Чтобы частицы гидрогелевой фазы хорошо формировались, в одном аспекте изобретения предпочтительно, чтобы гидрогель представлял собой термообратимый гидрогель. В термообратимых гелях сеть геля представляет собой сеть с физическими поперечными связями, в которой физические связи можно разрушить нагреванием, что приводит к плавлению геля, а при удалении нагрева гель снова формируется, в отличие от сети с химическими ковалентными поперечными связями. Возможно использование других термообратимых синтетических материалов, отличных от каррагенана, конджака и агара. Документ US 5306501 является примером, иллюстрирующим термообратимые полиоксиалкиленовые блок-сополимеры. Термообратимый гель является подходящим, поскольку гидрогелевый раствор можно загрузить в миксер и дать ему возможность превратиться в гель, легко распадающийся на фрагменты и частицы. Гидрогель распределяется по объему мыльной стружки и охлаждается в миксере с образованием геля, который разбивается на мелкие куски и частицы. Гидрогелевые частицы могут рассеиваться по материалу мыльной стружки. С другой стороны, нетермообратимые гели с поперечными сшивками трудно разбить на фрагменты и, следовательно, их трудно хорошо перемешать с мыльной стружкой.

Гидрогелевые частицы, составляющие предмет настоящего изобретения, могут использоваться в значительном количестве для замены мыльной стружки. Гидрогель может составлять в итоговом составе мыла любую процентную долю до около 50% масс., предпочтительно от около 5 до 45% масс., более предпочтительно от около 5 до 35% масс., еще более предпочтительно от около 5 до 25% масс. Использование гидрогеля в предпочтительном количестве позволяет получать бруски мыла, удобные в обработке и демонстрирующие желательные чистящие свойства. Что касается содержания влаги в готовом бруске мыла, то, как правило, оно составляет 15-50% масс., предпочтительно 15-30% масс., предпочтительно более 15% масс., более предпочтительно 20-25% масс. Что касается содержания гидрогеля в бруске мыла, то содержание гелеобразующего материала (например, полисахарида, такого как каппа-каррагенан, или комбинации гелеобразующих агентов) составляет, предпочтительно, от около 0,05 до 10% масс., более предпочтительно от около 0,1 до около 5% массы бруска мыла.

Включение в брусок мыла материала гидрогелевой фазы обеспечивает преимущества относительно брусков мыла, в котором гелеобразующий материал не является гидрогелем, загустевающим из настоящего гидрогелевого раствора, а представляет собой просто набухшие частицы геля. В частицах гидрогелевой фазы, являющихся предметом изобретения, включенные компоненты введены в гидрогелевый раствор при получении геля до того, как гидрогель разделится на частицы. Вследствие этого включенные компоненты распределены в гидрогелевых частицах более равномерно и не вымываются легко из них в ходе процесса получения мыла, даже под давлением и при повышенной температуре, которые наблюдаются при перемешивании, пилировании, экструдировании и штамповке. Это значительно снижает потери ароматизаторов в ходе процесса (если ароматизаторы используются), уменьшает вязкость, что способствует облегчению перемешивания, если используется глицерин, и облегчает перемешивание и разбивание кусков гидрогеля на мелкие частицы, если в гидрогель включен тальк или другие неорганические порошки.

В рамках настоящего изобретения гидрогель изготовляется таким образом, чтобы он захватывал большое количество воды при перемешивании с мыльной стружкой в амальгаматоре или миксере. Поскольку гидрогель приготовляется путем растворения в горячей воде с последующим загустеванием, именно гидрогель с сетью, имеющей поперечные сшивки, связывает воду более или менее равномерно по всему своему объему. Таким образом, частицы, формируемые из гидрогеля, могут не иметь сердцевины. Фактически, когда частицы гидрогеля фиксируются в материале бруска мыла, часть воды из гидрогеля может уходить в базовый материал и в атмосферу, и концентрация воды во внутренней и центральной части гидрогелевой частицы будет не меньшей, чем в периферической части частицы. Включенные в гидрогель компоненты, такие как тальк, смачивающие вещества, некоторые ароматизаторы и т.п., которые не переходят легко через границу фазы в основной материал, покидая, таким образом, частицу, сохраняют относительно равномерную концентрацию в объеме гидрогеля, даже когда брусок мыла, содержащего гидрогель, помещается на некоторое время на коммерческий склад при стабильных условиях хранения. Таким образом, гидрогелевые частицы отличаются от гелевых частиц, которые просто смешиваются с мыльной смесью или с жидкостью, в результате чего происходит увлажнение гелеобразующего материала. Если гелевые частицы для поглощения воды просто диспергировать в мыльной основе, смешанной с водой, или диспергировать в водном растворе без растворения, они просто набухнут. При таком набухании вода должна медленно мигрировать в сухую сердцевину. Таким образом, образуются набухшие частицы, где сердцевина содержит меньше воды, чем периферическая часть. В некоторых случаях сердцевина может вообще оказаться негидратированной, поскольку периферическая часть препятствует проникновению воды, и вода не диффундирует в сухой материал. Таким образом, внешняя часть частицы может быть очень влажной, тогда как внутренняя может оставаться сухой. Такие набухшие частицы, сформированн