用于個(gè)人護(hù)理組合物的不含乙二醛的纖維素衍生物的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年10月11日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/712, 493號(hào)的優(yōu)先 權(quán)，所述申請(qǐng)以全文引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請(qǐng)涉及用于生產(chǎn)不含乙二醛的纖維素衍生物的方法，和含有所述不含乙二醛 的纖維素衍生物的個(gè)人護(hù)理組合物。
【背景技術(shù)】
[0004] 纖維素衍生物為個(gè)人護(hù)理組合物提供多種重要的益處，取決于所選的纖維素衍生 物，包括增稠、感官益處、泡沫增強(qiáng)、SPF提高以及多種其它益處。水溶性纖維素衍生物中的 一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是使其呈溶解狀態(tài)，這需要足夠的分散和水合。分散是指使聚合物鏈的粒子 或基團(tuán)散布到整個(gè)溶液中。水合是指使聚合物鏈松開(kāi)并且使其流體動(dòng)力學(xué)體積膨脹（以及 相對(duì)應(yīng)的粘度增加）。如果分散不良，或如果水合超過(guò)分散，那么水合聚合物可能溶脹，并且 從溶液中分離出相對(duì)干燥的非水合聚合物，形成團(tuán)塊。合乎需要的分散和水合通常特征分 別在于團(tuán)塊形成極少或幾乎沒(méi)有以及粘度隨時(shí)間快速增加。
[0005] 因此，生產(chǎn)在水溶液中、更確切地說(shuō)在室溫下易于分散并且快速水合的水溶性纖 維素衍生物一直是行業(yè)的目標(biāo)。為此目的，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已將濕潤(rùn)劑或其它佐劑添 加到水溶性纖維素衍生物中以改進(jìn)分散和水合，最廣泛采納的技術(shù)是用乙二醛或乙二醛和 四硼酸鈉進(jìn)行處理。然而，與多種二醛一樣，高含量的乙二醛對(duì)健康有害并且其被認(rèn)為缺乏 環(huán)境相容性。在一些情況下，可能需要鑒別這些化合物是否具有危險(xiǎn)符號(hào)。
[0006] 因此，所需的是不含乙二醛但在水溶液中易于分散和快速水合的水溶性纖維素衍 生物，其特征在于團(tuán)塊形成極少或幾乎沒(méi)有以及粘度隨時(shí)間相對(duì)快速增加。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供個(gè)人護(hù)理組合物，其包含粒化或附聚的纖維素衍生 物，其限制條件為纖維素衍生物已經(jīng)粒化或附聚有足夠量的羧甲基纖維素作為粘合劑；其 限制條件為所述個(gè)人護(hù)理組合物實(shí)質(zhì)上不含乙二醛。
[0008] "實(shí)質(zhì)上不含"意指小于0. 001重量％，優(yōu)選小于0. 0001重量％，并且更優(yōu)選小于 Ippm0
[0009] "個(gè)人護(hù)理"涉及欲表面施用于個(gè)人（包括口、耳和鼻腔，但不被攝?。┑慕M合物。 此類組合物必須是化妝品可接受的，即含有典型地用于個(gè)人護(hù)理組合物的成分，并且此意 圖強(qiáng)調(diào)未涵蓋當(dāng)以個(gè)人護(hù)理組合物中典型可見(jiàn)的量存在時(shí)有毒的物質(zhì)作為本發(fā)明的部分。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，個(gè)人護(hù)理組合物進(jìn)一步包含表面活性劑，并且是個(gè)人護(hù)理清潔 組合物。"個(gè)人護(hù)理清潔組合物"包括皮膚護(hù)理清潔組合物（如面部清潔劑、清洗式洗劑以 及身體沐浴劑）、毛發(fā)清潔組合物（即洗發(fā)精）以及口腔清潔組合物（如牙膏、漱口劑以及 口香糖）。
[0011] "表面活性劑"是指任何化妝品可接受的陽(yáng)離子、陰離子、非離子或兩性表面活性 劑或其混合物。在一個(gè)實(shí)施例中，表面活性劑是洗滌劑表面活性劑。在此實(shí)施例中，表面活 性劑以按組合物重量計(jì)約5重量％到約25重量％，優(yōu)選按組合物重量計(jì)5重量％到約20 重量％，最優(yōu)選按組合物重量計(jì)約7重量％到約18重量％的量存在。
[0012] 優(yōu)選地，洗滌劑表面活性劑是陰離子表面活性劑，更優(yōu)選與兩性表面活性劑組合。 在一個(gè)實(shí)施例中，陰離子表面活性劑是月桂醇醚硫酸銨、月桂基硫酸銨、月桂醇醚硫酸鈉或 月桂基硫酸納。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，混合物是陰離子表面活性劑與第二表面活性劑的組合，所述第 二表面活性劑是椰油酰兩性基二乙酸二鈉、癸基葡糖苷或椰油酰胺基丙基甜菜堿。在一個(gè) 實(shí)施例中，第二表面活性劑以按組合物重量計(jì)約1重量％到約10重量％，優(yōu)選約1重量％ 到約8重量％，更優(yōu)選約2重量％到約6重量％的量存在。
[0014] 在一優(yōu)選實(shí)施例中，表面活性劑是月桂醇醚硫酸鈉（如可以商品名STANDAPOL ES 商購(gòu)自科寧（Cognis))與椰油酰兩性基二乙酸二鈉（如可以商品名VELVETEX CDC商購(gòu)自 漢高（Henkel))的混合物。當(dāng)表面活性劑是月桂醇醚硫酸鈉與椰油酰兩性基二乙酸二鈉的 混合物時(shí)，月桂醇醚硫酸鈉與椰油酰兩性基二乙酸二鈉的比率在約9 : 1到約2 : 1范圍 內(nèi)，最優(yōu)選是約6 : 1。
[0015] "纖維素衍生物"不包括纖維素或微晶纖維素。纖維素是由脫水葡萄糖單糖單元構(gòu) 成的線性非支鏈多糖，所述脫水葡萄糖單糖單元通過(guò)β異頭構(gòu)型連接到其1、4位置。羥基 (在2、3或6的位置下）的取代將產(chǎn)生纖維素衍生物。常見(jiàn)取代包括甲基（甲基纖維素）、 乙基（乙基纖維素）、羥乙基（羥乙基纖維素）、羥丙基（羥丙基纖維素）以及其混合物，如 羥丙基甲基纖維素。羥基取代的理論極限是三個(gè)。由于每一個(gè)脫水葡萄糖單元將不相同地 經(jīng)取代，故每個(gè)脫水葡萄糖單元中經(jīng)取代的平均羥基數(shù)被稱為取代程度，即，在整個(gè)聚合物 鏈上的平均值。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，纖維素衍生物是甲基纖維素。甲基纖維素一般可以商品名 METHOCEL Α(陶氏化學(xué)公司（The Dow Chemical Company))獲得。纖維素的聚合主鏈?zhǔn)敲撍?葡萄糖單元的重復(fù)結(jié)構(gòu)。用苛性堿溶液和氯甲烷處理纖維素纖維產(chǎn)生經(jīng)甲氧基取代的纖維 素醚。術(shù)語(yǔ)"DS"是指每個(gè)脫水葡萄糖單元的甲氧基取代程度。甲基纖維素的DS典型地是 約1. 4到約2. 5,優(yōu)選是約1. 5到約2. 2,更優(yōu)選是約1. 8。在一個(gè)實(shí)施例中，甲基纖維素以 2%的濃度在水中在20°C下的粘度是約Icp到約100, OOOcp，優(yōu)選是約5cp到約40, OOOcp。 在一個(gè)實(shí)施例中，粘度是約4000cp，在另一個(gè)實(shí)施例中，粘度是約15cp。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，纖維素衍生物是羥丙基甲基纖維素。羥丙基甲基纖維素一般可 以商品名METHOCEL E、F、J和K (陶氏化學(xué)公司）獲得。纖維素的聚合主鏈?zhǔn)敲撍咸烟菃?元的重復(fù)結(jié)構(gòu)。用苛性堿溶液和氯甲烷和環(huán)氧丙烷處理纖維素纖維產(chǎn)生經(jīng)甲氧基和羥丙基 取代的纖維素醚。術(shù)語(yǔ)"DS"是指每個(gè)脫水葡萄糖單元的甲氧基取代程度。術(shù)語(yǔ)"MS"是指 每個(gè)脫水葡萄糖單元的羥基丙氧基取代程度。通過(guò)聚合主鏈上的甲氧基和羥丙基取代區(qū)分 每個(gè)等級(jí)。適用于本發(fā)明中的羥丙基甲基纖維素的DS小于2. 0, DS優(yōu)選是約1. 8或約1. 4， 并且MS在約0. 05到約1. 2,優(yōu)選約0. 1到約0. 5范圍內(nèi)。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，纖維素衍生物是羥乙基纖維素，其一般可以商品名 CELLOSIZE (陶氏化學(xué)公司）獲得。
[0019] 取代基的末端羥基可以進(jìn)一步經(jīng)取代。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，纖維素衍生物是進(jìn)一步經(jīng)季胺取代（例如通過(guò)用縮水甘油三甲 基氯化銨或3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨使羥乙基纖維素烷化）以形成永久帶電的陽(yáng)離 子纖維素衍生物（包括聚季銨鹽、PQ-10、PQ-24以及PQ-67)的羥乙基纖維素，其一般可以 商品名S0FTCAT或UCARE (陶氏化學(xué)公司）獲得。
[0021] 或者，例如通過(guò)將N，N-二乙氨基氯乙烷鹽酸鹽添加到羥乙基纖維素中，pH依賴性 帶電陽(yáng)離子纖維素衍生物（如經(jīng)叔胺取代的纖維素衍生物）是可能的（但還涵蓋其它纖維 素衍生物）。
[0022] 纖維素衍生物通常以固體干燥形式出售，并且因此其粉末處理和加工性質(zhì)極其重 要。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于干燥的纖維素衍生物來(lái)說(shuō)，較低的粉塵含量是合乎需要的。干燥的纖維 素衍生物從容器或盛器被傾倒的能力被描述為流動(dòng)性。流動(dòng)性受粒子形狀和尺寸分布以及 所得容積密度影響。容積密度是粉末狀固體物質(zhì)每單位體積所占據(jù)的質(zhì)量。可接受的流動(dòng) 性一般取決于相對(duì)高的容積密度和相對(duì)低的靜止角。靜止角是粉末的圓錐形排放堆垛的斜 坡與其靠置在上面的表面之間的最大角，越低角代表越廣泛散布的堆垛。
[0023] 通常，需要使纖維素衍生物呈溶解狀態(tài)作為不同應(yīng)用的使用部分。生產(chǎn)在水溶液 中、更確切地說(shuō)在室溫下易于分散并且相對(duì)快速水合的纖維素衍生物一直是行業(yè)的目標(biāo)。 合乎需要的分散和水合通常特征分別在于團(tuán)塊形成極少或幾乎沒(méi)有以及粘度隨時(shí)間相對(duì) 快速增加。
[0024] 因此，本發(fā)明的關(guān)鍵特征是纖維素衍生物粒化或附聚。與已經(jīng)制備但未進(jìn)一步加 工的纖維素衍生物物質(zhì)相對(duì)，術(shù)語(yǔ)"粒化或附聚"是指（如將描述）纖維素衍生物已在高剪 切混合器中用羧甲基纖維素 （"carboxymethyl cellulose，CMC"）處理以展現(xiàn)提高的于水 溶液中的分散性。
[0025] CMC是通過(guò)相繼用苛性堿溶液和氯乙酸處理纖維素纖維而形成的纖維素衍生物 (即，形成經(jīng)羧甲基取代的纖維素醚）。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，纖維素衍生物經(jīng)?；?。美國(guó)專利公開(kāi)2007/0175361 (其全部?jī)?nèi) 容以引用的方式并入本文中）教示通過(guò)以下步驟制得冷水可分散性纖維素衍生物的方法： 將微粒狀水溶性聚合物和包含表面處理添加劑的水溶液引入高剪切混合腔室中，隨后將其 引入氣動(dòng)干燥裝置中、例如流化床附聚機(jī)中，以及將微粒狀水溶性聚合物維持懸浮于氣動(dòng) 干燥裝置腔室內(nèi)的氣體載體中，將氣體載體維持在低于水溶性聚合物粒子降解或變得"粘 性"并且附聚使得殘余干燥表面處理添加劑以足以產(chǎn)生冷水可分散性水溶性聚合物的量涂 布在微粒狀水溶性聚合物上的溫度的溫度下。這使得纖維素衍生物在室溫下更可分散于水 溶液中并且改進(jìn)水合，然而，這具有降低容積密度以及增加靜止角（這又會(huì)降低流動(dòng)性）的 有害效應(yīng)。
[0027] 典型地，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員試圖使附聚減到最少并且促進(jìn)如上文所論述的粒 化?，F(xiàn)已出人意料地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明方法可以通過(guò)與傳統(tǒng)知識(shí)相反進(jìn)行來(lái)獲得極好的結(jié)果。
[0028] 因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，纖維素衍生物附聚。在用于生產(chǎn)水性可分散性纖維素衍生 物的此方法中，將已經(jīng)制備但未進(jìn)行進(jìn)一步加工（如添加乙二醛）的纖維素衍生物引入具 有按重量計(jì)至少20百分比的水的高剪切混合器中，并且將額外的約0. 5重量百分比到約3 重量百分比、優(yōu)選2. 5重量百分比的羧甲基纖維素添加到混合器中（優(yōu)選地，CMC與水一起 在溶液中），進(jìn)而形成纖維素衍生物附聚物。通過(guò)非接觸式干燥裝置干燥附聚物以形成水性 可分散性纖維素衍生物。已