СМЯГЧАЮЩИЕ ТКАНИ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
FABRIC SOFTENING COMPOSITIONS CONTAINING POLYMER MATERIALS

Отдушка является важным компонентом современных смягчающих ткани средств, особенно таких, которые вводятся посредством полоскания в стиральной машине, и таких, которые присутствуют в сушильных листах и других формах. По оценкам стоимость отдушки может составлять приблизительно 50% от общей стоимости рецептуры конкретного смягчающего ткани средства для полоскания. Однако часто большой объем отдушки теряется в процессе стирки; инструментальные измерения показывают, что приблизительно от 50 до 70% ингредиентов отдушки в промышленном жидком средстве для смягчения тканей, как правило, остается в промывочной жидкости, и, следовательно, никогда не осаждается на тканях, подвергающихся обработке.
Таким образом, желательно повышение эффективности осаждения отдушки на тканях, так как это может обеспечить значительное снижение потерь и стоимости промышленного смягчающего ткани продукта. Более того, за счет улучшения эффективности осаждения летучих ингредиентов в отдушке новые оттенки аромата могут быть введены в смягчающие ткани композиции и более эффективно осаждены на обрабатываемых тканях.
В продуктах для стирки, таких как смягчающие ткани средства, присутствие отдушки, как полагают, делает композиции эстетически более приятными для потребителей. Помимо перспектив покупки ароматные добавки могут придавать приятный и дольше сохраняющийся аромат тканям, которые обрабатываются с их помощью. Однако, как указывалось выше относительно жидких смягчающих ткани композиций, которые добавляют во время стирки, большая часть отдушки часто теряется в промывном растворе во время стирки и поэтому попадает в отходы.
В данной области техники предпринимались попытки повысить эффективность и осаждение отдушек на тканях. Например, применение поперечно сшитых катионных виниловых полимеров в качестве загустителя обсуждалось и проверялось в связи с рецептурами для кондиционирования тканей и композициями личной гигиены, например, в международной патентной заявке WO 90/12862 и в патенте США 4806345. Разработаны различные способы достижения контролируемого высвобождения активного компонента. Один из наиболее простых таких вариантов осуществления описан в патенте Канады 1111616 (Young) и в патенте США 6042792 (Shefer et al.), в которых рассматривается введение отдушек в воск. В патенте США 4464271 описана технология капсулирования для захвата композиций смягчающего средства и душистых масел в твердые частицы. Пример такой технологии микрокапсулирования реализован в капсулах с отдушкой, которые разрушаются при трении, обеспечивая мгновенный «выброс» душистого вещества при разрушении капсул.
Такие типы капсул могут вести себя по-разному в зависимости от композиций, с которыми они используются. В частности, они могут быть непригодны из-за того, что часто происходит просачивание в жидкие композиции, содержащие высокие количества поверхностно-активных веществ и низших спиртов. Поскольку желательно получать ароматизированные изделия, которые стабильны в текучих композициях, но все еще высвобождают отдушку при применении, были использованы различные методики; например, создание покрытия вокруг частиц, как описано в патенте США 5137646, или капсулирование материалов отдушки вместе с растворителями с высоким значением log P, чтобы дать возможность душистым веществам удерживаться в капсулах в течение длительного времени без вымывания из капсул, как описано в европейской патентной заявке 1533364 А3. Однако существует растущая потребность в улучшении эффективности и осаждения отдушки на ткани и захвата большего количества ингредиентов летучей отдушки для осаждения на ткани.
Настоящее изобретение в некоторых вариантах осуществления относится к поперечно сшитому полимерному материалу, обозначенному как «губка» для отдушки, для удерживания ингредиентов летучей отдушки. В некоторых вариантах осуществления изобретение относится к полимерному материалу, способному повышать эффективность осаждения отдушки на ткани, такой как хлопок, при использовании в сочетании со смягчающей ткани композицией для полоскания.
Смягчающая ткани композиция содержит:
(а) приблизительно от 0,01 до 50% катионного или неионного смягчающего соединения;
(b) отдушку; и
(c) полимерный материал, способный удерживать ингредиенты летучей отдушки, включающий:
i. по меньшей мере приблизительно 0,001 мас.% поперечно сшитого полимера, содержащего по меньшей мере один виниловый мономер; и
ii. приблизительно от 5000 до 100000 ч./млн дивинилового сшивающего агента.
Смягчающая ткани композиция содержит полимерный материал, способный удерживать компоненты летучей отдушки, причем полимерный материал содержит:
(а) по меньшей мере приблизительно 0,001 мас.% диспергируемого в воде поперечно сшитого катионного полимера, полученного полимеризацией приблизительно от 4 до 80 мас.% катионного винилового мономера присоединения;
(b) приблизительно от 50 до 95 мас.% акриламида; и
(с) приблизительно от 5000 до 100000 ч/млн дифункционального сшивающего агента винилового мономера присоединения.
Смягчающая ткани композиция содержит:
(а) приблизительно от 2 до 10% четвертичного аммониевого соединения жирного сложного эфира;
(b) приблизительно от 0,01 до 5% жирного спирта;
(с) приблизительно от 0,01 до 2% молочной кислоты;
(d) приблизительно от 0,01 до 5% поперечно сшитого полимера; и
(е) приблизительно от 0,01 до 5% отдушки, выбранной из эвгенола, фенилгексанола и гексилсалицилата.
Смягчающая ткани композиция содержит поперечно сшитый полимер, содержащий:
(а) приблизительно от 40 до 60% акриламида;
(b) приблизительно от 40 до 50% кватернизированного диметиламиноэтилметакрилата; и
(с) приблизительно от 3 до 8% метилен-бис-акриламидного сшивающего агента.
Смягчающая ткани композиция содержит полимерный материал, способный удерживать ингредиенты летучей отдушки, содержащий:
(a) приблизительно от 1 до 99% стирольного или альфа-метилстирольного мономера; и
(b) приблизительно от 5000 до 100000 ч./млн дивинилбензольного сшивающего агента.
Смягчающая ткани композиция содержит:
(a) приблизительно от 1 до 99% сополимера простого полиэфира и полиуретан-полимочевины;
(b) приблизительно от 2 до 10% четвертичного аммониевого соединения жирного сложного эфира; и
(c) приблизительно от 0,01 до 5% отдушки, выбранной из эвгенола, фенилгексанола и гексилсалицилата.
В других вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способам смягчения ткани, включающим контактирование ткани с эффективным количеством композиций смягчающего ткани средства настоящего изобретения.
Как используется в данном описании, интервалы представляют собой стенографический вариант для описания каждого и любого значения в пределах интервала, включая конечные точки. Все ссылки, цитируемые в настоящем описании, включены в описание посредством ссылки во всей их полноте. Там где имеет место противоречие между определением в настоящем изобретении и определением в цитируемой ссылке, настоящее описание является главенствующим.
В других вариантах осуществления контактирование проводят путем разбрызгивания, натирания или полоскания.
Настоящее изобретение в некоторых вариантах осуществления относится к смягчающей ткани композиции, содержащей полимерные материалы, способные удерживать ингредиенты летучей отдушки.
Настоящее изобретение в некоторых вариантах осуществления относится к полимерному материалу, который обладает способностью обеспечивать повышенную эффективность осаждения отдушки. Как используется в данном случае, определение «эффективность осаждения отдушки» относится к части отдушки, которая остается на поверхности материала и/или абсорбирована в материале после добавления отдушки к материалу, и может быть выражена, например, в виде log P. В различных вариантах осуществления композиции настоящего изобретения способны обеспечивать эффективность осаждения на ткани ингредиентов отдушки, имеющих log Р ниже приблизительно 3,5 по меньшей мере 50%, в отличие от обычных смягчающих композиций, где процент осаждения каждого из ингредиентов отдушки значительно ниже. Как используется в данном случае, определение «отдушка» относится к благоухающим материалам, которые способны придавать тканям приятный аромат, и могут охватывать обычные материалы, широко используемые в моющих средствах, смягчающих ткани композициях и других средствах ухода за домом. Дополнительное описание отдушек представлено, например, в патенте США 6864223 (Smith et al.).
Помимо экономического преимущества, приобретаемого от улучшенной эффективности осаждения отдушки, улучшенное осаждение отдушек с ингредиентами, имеющими различные значения log Р, обеспечивает приготовление и разработку рецептур различных новых оттенков отдушек для прополосканных тканей. Как используется в данном случае, «log Р» (также называется «параметром растворимости») относится к log коэффициента распределения соединения, где коэффициент распределения представляет собой отношение концентрации соединения в водной фазе к концентрации в несмешивающемся растворителе - показатель липофильности/гидрофильности соединения. Дополнительное описание log Р представлено, например, в публикации Sina D. Escher, Esther Oliveros: A Quantitative Study of Factors that influence the Substantivity of Fragrance Chemicals on Laundered and Dried Fabrics. Journal of American Oil Chemist's Society, Vol. 71, № 1, pp. 31-40 (1994).
В некоторых вариантах осуществления полимерный материал находится внутри смягчающей ткани композиции. В некоторых вариантах осуществления смягчающая ткани композиция содержит по меньшей мере один полезный для ткани или кожи ингредиент, такой как отдушка, находящийся внутри капсулы, имеющей оболочку капсулы, содержащую мочевино-формальдегидный или меламино-формальдегидный полимер. Микрокапсулы могут быть изготовлены из твердого полимерного материала, который является хрупким и который разрушается при мягком трении. В этом случае значительный выброс полезного для ткани или кожи ингредиента может быть, например, обнаружен на ткани, промытой композицией смягчающего ткани средства настоящего изобретения при обычном обращении с тканью. Отдушка затем со временем может высвобождаться при ношении одежды потребителем. Сухие полотенца, промытые с помощью смягчающего ткани средства настоящего изобретения, имеют приятный аромат и обнаруживают особенно сильный «ароматный выброс» при применении.
В некоторых вариантах осуществления композиции настоящего изобретения содержат по меньшей мере приблизительно 0,001 мас.% поперечно сшитого полимера, содержащего по меньшей мере один виниловый мономер. В некоторых вариантах осуществления виниловый мономер представляет собой катионный виниловый мономер. Осаждение на ткани, такой как хлопок, усиливается за счет присутствия виниловых мономеров, и примерами полезных виниловых мономеров являются, например, диаллилдиметиламмонийхлорид или кватернизированная форма диметиламиноэтилметакрилата.
В некоторых вариантах осуществления полимерный материал дополнительно содержит полярные мономеры, такие как, например, акриламид. В некоторых вариантах осуществления акриламид присутствует в количестве приблизительно от 20 до 95%, приблизительно от 25 до 80%, приблизительно от 30 до 75% или приблизительно от 35 до 70% из расчета на полимерный материал.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно могут содержать сшивающий агент. В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент может представлять собой дифункциональный сшивающий агент винилового мономера присоединения. В различных вариантах осуществления дифункциональный сшивающий агент винилового мономера присоединения представляет собой метилен-бис-акриламид, диэтиленненасыщенное соединение, такое как, например, диакрилат этиленгликоля, диакриламид или цианометилакрилат.
Сополимеры акриламида и катионный мономер могут проявлять загущающие/структурирующие свойства. Это не всегда может быть описано выше определенной степени; однако сродство к отдушке может привести к повышению гидродинамического объема сополимера. Чтобы предупредить неконтролируемое загущение и набухание сополимеров акриламида и катионного мономера, количество сшивающего агента можно регулировать, чтобы использовать относительно высокие количества, которые необходимы, например, в некоторых вариантах осуществления приблизительно от 5000 до 100000 ч./млн, приблизительно от 10000 до 80000 ч./млн, приблизительно от 20000 до 70000 ч./млн, приблизительно от 30000 до 60000 ч./млн или приблизительно от 45000 до 55000 ч./млн. В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент присутствует в количестве приблизительно 50000 ч/млн (то есть, 5%). В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент представляет собой метилен-бис-акриламид. В других вариантах осуществления сшивающий агент представляет собой дивинилбензольный сшивающий агент.
В некоторых вариантах осуществления полимерный материал содержит поперечно сшитый полимер, который содержит приблизительно 47,5 мас.% акриламида, приблизительно 47,5 мас.% кватернизированной формы диметиламиноэтилметакриламида и приблизительно 5 мас.% метилен-бис-акриламида в качестве сшивающего агента.
В некоторых вариантах осуществления диспергируемый в воде поперечно сшитый катионный полимер присутствует в количестве по меньшей мере приблизительно 0,001 мас.%, приблизительно от 2 до 50 мас.% или приблизительно от 5 до 35 мас.% из расчета на полимерный материал.

В некоторых вариантах осуществления полимерный материал содержит сополимер простого полиэфира и полиуретан-полимочевины. Такой полимер может быть коммерчески доступен под торговым названием Lycra. В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к смягчающей ткани композиции, содержащей:
(a) приблизительно от 1 до 99% сополимера простого полиэфира и полиуретан-полимочевины;
(b) приблизительно от 2 до 10% четвертичного аммониевого соединения жирного сложного эфира; и
(c) приблизительно от 0,01 до 5% отдушки, выбранной из эвгенола, фенилгексанола и гексилсалицилата.
В некоторых вариантах осуществления полимерный материал имеет плотность сшивки приблизительно от 5 до 10%. В некоторых вариантах осуществления полимерный материал способен абсорбировать по меньшей мере приблизительно 2% от его массы ингредиентов летучей отдушки. В некоторых вариантах осуществления полимерный материал способен абсорбировать по меньшей мере приблизительно 5% от его массы ингредиентов летучей отдушки. В некоторых вариантах осуществления катионное смягчающее соединение выбирают из четвертичных дижирных диалкиламмониевых соединений; четвертичных аммониевых соединений жирных сложных эфиров; алкилимидазолиниевых соединений; и четвертичных аммониевых соединений жирных амидов. В некоторых вариантах осуществления неионное смягчающее соединение выбирают из жирного амидамина или жирного сложного эфирамина. В некоторых вариантах осуществления композиция дополнительно содержит приблизительно до 5 мас.% нелокализованного душистого масла. В некоторых вариантах осуществления композиция представлена в форме жидкости, геля, порошка или сушильного листа. В некоторых вариантах осуществления композиция дополнительно содержит ингредиент, выбранный из консерванта, пассивирующего агента, поверхностно-активного вещества или неионного, анионного или катионного сомономера.
В других вариантах осуществления полимерный материал настоящего изобретения может быть нагружен отдушкой в дополнение к другим ингредиентам, таким как полезные для кожи ингредиенты или контролирующие пенообразование агенты, такие как, например, 2-бутилгексанол.
Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть дополнительно проиллюстрированы с помощью приведенных ниже неограничивающих примеров.
Пример 1
Способ получения полимерного материала состоит в смешении 50 г двух сомономеров и сшивающего агента в подходящих пропорциях в 250 мл растворителя, такого как бензол, толуол или даже тетрагидрофуран (ТГФ). К раствору добавляют приблизительно 2% свободно-радикального инициатора, такого как азобисизобутиронитрил (AIBN). Полученный раствор добавляют по каплям в сферическую колбу объемом 1 л, содержащую 200 мл того же растворителя при его температуре кипения. Сферическая колба снабжена охлаждающим устройством для предупреждения потери растворителя за счет испарения. Полимеризация имеет место, когда раствор, содержащий сомономеры, сшивающий агент и инициатор свободно-радикальной полимеризации попадают в кипящую среду.
По окончании добавления кипение поддерживают еще 15 минут и затем дают возможность остыть. Растворитель удаляют при пониженном давлении при температуре, не превышающей 60°С. После удаления большей части растворителя полимерную массу хранят в течение ночи в эксикаторе в вакууме, для удаления остатков растворителя.
Нелипкий белый порошок получают путем добавления 5% сшивающего агента (50000 ч./млн). При использовании только 1% получают липкую, эластичную массу.
Получение премикса отдушка-полимер
Способ получения аналогичен способу получения обычного смягчающего ткани средства для полоскания, за исключением того, что отдушку заменяют премиксом отдушка-полимер, который может быть получен следующими двумя способами:
смешивание полимера и душистого вещества без воды;
смешивание полимера, душистого вещества и воды.
Принимая что поперечно сшитый полимер находится при концентрации 25% в воде, 50 г полимерного геля (12,5 г полимера) смешивают с 6,25 г отдушки в течение по меньшей мере 2 часов. Соотношение полимера и отдушки необходимо регулировать от 50:1 до 1:50, предпочтительно от 10:1 до 1:10. Долю премикса отдушка-полимер также необходимо регулировать от 0,01 до 20%.
Премикс отдушка-полимер может быть введен в рецептуру на разных стадиях, например:
в премиксе эстеркват - жирный спирт;
сразу после премикса эстерквата;
после добавления; или
в горячую воду до премикса эстерквата.
Пример 2
Полимерный материал получают следующим образом. Смесь меламино-формальдегидной и мочевино-формальдегидной смол сшивают с помощью сополимера малеинового ангидрида и простого метилвинилового эфира (коммерчески известного как Gantrez). Получают капсулы с помощью описанного выше материала и трех ингредиентов отдушки, выбранных в соответствии с log P (эвгенол, фенилгексанол и гексилсалицилат). Капсулы вводят в рецептуру смягчающего ткани средства и оценивают их способность осаждаться на хлопке.
В таблице 1 показано количество молекул отдушки, которое остается осажденным на хлопке из смягчающего ткани средства, содержащего капсулы, через один день после изготовления смягчающего ткани средства, в сравнении с тем же смягчающим ткани средством, в котором молекулы душистого вещества не капсулированы с помощью полимерного материала. Разница между осажденным количеством в случае капсулированной отдушки относительно некапсулированной полимерным материалом отдушки, как установлено, больше для эвгенола и фенилгексанола (которые имеют значения log P от низкого до среднего) и меньше в случае гексилсалицилата (который имеет более высокое значение log P). Это подтверждает тот факт, что капсулирование имеет более высокое потенциальное воздействие на осаждение отдушек с более высоким log P, например гексилсалицилата, чем на осаждение отдушек с log P от более низкого до среднего, таких как эвгенол или фенилгексанол.
Таблица 1
мкг/г хлопка (с капсулами)
мкг/г хлопка (некапсулированная)
Эвгенол (log Р=2,3)
53
Не определялось
Фенилгексанол (log P=3,3)
55
22
Гексилсалицилат (log Р=5,26)
65
52
При проведении таких же измерений через 2 недели полученные результаты показали, что более не существует какой-либо заметной разницы между уровнями отдушки капсулированных и некапсулированных рецептур.
Затем снова готовят капсулы с помощью полимерного волокнистого материала сополимера из простого полиэфира и полиуретан-полимочевины (коммерчески доступного как Lycra). Различные количества полимерного материала (приблизительно от 1 до 5 г) распределяют в 100 г стандартных композиций смягчающего ткани средства, содержащих приблизительно 3,6% эстерквата и приблизительно 0,38% отдушки (любой из эвгенола, фенилгексанола или гексилсалицилата). Контейнеры выдерживают 16 часов, чтобы дать возможность системам уравновеситься. Затем полимерный материал удаляют и эстеркват оценивают на содержание молекул отдушки (путем дозирования с помощью ВЭЖХ). Таблица 2 показывает долю молекул отдушки, экстрагированную из агрегатов эстерквата в волокна полимерного материала, то есть долю отдушки, которая абсорбирована полимерным материалом.
Таблица 2
1,0 г полимерного материала
3,1 г полимерного материала
5,0 г полимерного материала
Эвгенол
0,24
0,45
0,57
Фенилгексанол
0,26
0,51
0,60
Гексилсалицилат
0,34
0,63
0,69
Полученные результаты показывают, что когда присутствует полимерный материал, отдушка мигрирует из эстерквата в полимерный материал.
Рецептуру меняют таким образом, чтобы использовать сополимер полиэфира и полиуретан-полимочевины в порошкообразной форме (но не форме волокна). Результаты аналогичны с немного менее эффективным осаждением на хлопке, вероятно вследствие утечки отдушки во время сушки ткани. Для улучшения осаждения и снижения потерь отдушки во время сушки заполненные отдушкой частицы покрывают аминопластовой оболочкой (состоящей из смеси меламино-формальдегидной и мочевино-формальдегидной смол, сшитых с помощью сополимера малеинового ангидрида и простого метилвинилового эфира, который доступен как Gantrez).
Пример 3
Природу полимерного материала можно менять, чтобы оптимизировать абсорбцию отдушки. Соответственно, простой полиэфир может представлять собой политетраметиленоксид (PTHF), полиэтиленоксид, полипропиленоксид или их бинарные или тройные полимеры. Молекулярная масса полиэфирных сегментов может меняться приблизительно от 300 до 10000. Длина полиуретан-полимочевинных сегментов может меняться соответственно. Также могут быть использованы полиамидные сегменты.
Пример 4
В качестве полимерного материала проверен полистирол, сшитый дивинилбензолом. Проведена оценка коэффициента распределения молекул отдушки между таким поперечно сшитым полистиролом, покрытым оболочкой аминопласта (коммерчески доступен как Serdolit III), и эстеркватом. Когда полистирольные бусинки пропитывают в композиции смягчающего ткани средства для полоскания, они, как ожидается, выкачивают отдушку из везикул эстерквата. При проведении теста на пропитывание различные количества бусинок (0,25%, 0,5% и 1%) добавляют к смягчающему ткани средству для полоскания, содержащему 3,6% EQ и 0,38% триады отдушек (эвгенол, фенилгексанол и гексилсалицилат). Полученные результаты показывают, что коэффициенты распределения (и, следовательно, сродство к отдушке) полимерного материала, содержащего полистирол, намного выше, чем в случае сополимера простого полиэфира и полиуретана, как это показано в таблице 3.
Таблица 3
Коэффициент распределения сополимера полиэфира и полиуретана
Коэффициент распределения полистирольного материала
Эвгенол
1,0
6,7
Фенилгексанол
1,1
10,3
Гексилсалицилат
1,4
6,7
Пример 5
В таблице 4 показана доля молекул отдушки, которые остаются осажденными на поверхности хлопка из смягчающей ткань композиции, содержащей 1 и 3% поперечно сшитого полистирола после изготовления смягчающей ткань композиции.
Таблица 4
Концентрация полистирола
Log P
Температура кипения (°С)
0%
1%
3%
Гексилсалицилат
5,26
290
88
87
88
Фенилгексанол
3,30
258
48
64
80
Эвгенол
2,30
253
20
42
71
Нерол
2,65
227
13
42
69
Линалоол
2,43
196
1,4
33
61
Данные таблицы 4 однозначно показывают преимущество использования поперечно сшитого полистирола при доставке отдушки со значением log P от среднего до низкого. Результаты особенно впечатляют в случае отдушек, которые являются более летучими (имеют более низкую температуру кипения); отдушки, такие как нерол, и даже в большей степени, линалоол, которые по отдельности осаждаются неэффективно, как показано, значительно лучше оседают в присутствии полистирола.