包含吡啶硫酮鋅的固體濃縮物組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包含吡啶硫酮鋅（ZPT)的固體濃縮物組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 已經(jīng)注意到巰基吡啶氧化物（也稱為1-羥基-2-吡啶硫酮、2-吡啶硫醇-1-氧 化物、2-巰基吡啶-N-氧化物、吡啶-2-硫酮-N-氧化物、吡啶硫酮-N-氧化物、2-吡啶硫 酮、吡啶硫酮、或簡稱為"PT"）的殺菌和殺真菌活性。巰基吡啶氧化物是二齒配體，其與大 多數(shù)過渡金屬形成穩(wěn)定復(fù)合物。巰基吡啶氧化物的金屬化常產(chǎn)生高度增強(qiáng)的生物殺滅活 性。疏基啦啶氧化物的金屬鹽例如啦啶硫酮鈉、啦啶硫酮鎂、啦啶硫酮鋇、啦啶硫酮祕、P比啶 硫酮鍶、吡啶硫酮銅、吡啶硫酮鋅、吡啶硫酮鎘和吡啶硫酮鋯，廣泛用作光譜商業(yè)產(chǎn)品如金 屬加工流體、潤滑劑、漆、化妝品和廁所用品中的廣譜殺真菌劑和殺菌劑。
[0003] 吡啶硫酮鋅（或"ZPT"）可尤其用作廣譜抗微生物劑和防腐劑。它的活性抗革蘭 氏陽性菌和革蘭氏陰性菌，以及真菌和酵母。因此，ZPT已經(jīng)用于多種個(gè)人護(hù)理組合物，例 如去頭皮肩洗發(fā)劑、毛發(fā)調(diào)理劑、洗型滋補(bǔ)劑和抗微生物腳氣粉。條皂是用于清潔的流行產(chǎn) 品形式。包含ZPT的條皂因其廣譜抗微生物功效而是特別適宜的。
[0004] ZPT是一般可以粉末形式或液體分散體混入到皂組合物中的結(jié)晶固體。粉末形式 可能難以處理，因?yàn)樗鼈円话憧赡茉谕杜浜突旌掀陂g引起粉塵。因此，粉末形式可能需要復(fù) 雜并且昂貴的粉塵處理設(shè)備。雖然液體分散體一般更易于處理，但是它們具有它們自身的 運(yùn)輸、儲(chǔ)存和加工的復(fù)雜性。例如，液體漿液在加工期間必須定期攪拌以避免沉降，并且在 每條生產(chǎn)線上必須精確投配。另外，液體漿液一般保留于需要廣泛清潔、消毒和廢水回收的 體系中，并且可能甚至需要僅用于液體漿液的單獨(dú)防腐劑。因此，需要將ZPT投配到皂組合 物中的便利方法，所述方法可克服這些困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明涉及固體濃縮物組合物，該組合物包含：(a) 5重量％至25重量％的吡啶硫 酮鋅（ZPT)，和（b) 8重量％至85重量％的至少一種表面活性劑。在一個(gè)實(shí)施例中，該固體 濃縮物組合物具有介于20N和50N之間的壓入硬度。在參見以下圖片和【具體實(shí)施方式】時(shí)， 本發(fā)明的這些方面和其它方面將變得更加明顯。
【附圖說明】
[0006] 圖1為示出七（7)種包含ZPT的本發(fā)明濃縮物組合物的ZPT損耗百分比的柱狀圖。
[0007] 圖2A-2C示出用于由濃縮物組合物形成粉餅形式以進(jìn)行壓入硬度測試的圓筒、套 筒和破碼。
[0008] 圖2D示出用于壓入硬度測試的測力儀（2-44型；IMADA Inc.，IL，USA)。
[0009] 圖3A-D為具有不同壓入硬度的固體濃縮物組合物的圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 除非另外說明，所述冠詞"一個(gè)/ 一種"和"所述"意指"一個(gè)或多個(gè)/ 一種或多 種
[0011] 術(shù)語"包含（包括）"是指可增加其它步驟和不影響最終結(jié)果的其它成分，并且該 術(shù)語涵蓋術(shù)語"由…組成"和"基本上由…組成"。本發(fā)明的組合物和方法/工藝可包括本 文所述發(fā)明的基本元素和限制條件以及本文所述的任何附加或任選成分、組分、步驟或限 制條件、由其組成和基本上由其組成。具體地講，本發(fā)明的組合物包含ZPT和一種或多種如 下文所述的附加或任選的成分。
[0012] 除非另外指明，所有百分比、份數(shù)和比率均基于本發(fā)明組合物的總重量計(jì)。所有與 所列成分相關(guān)的此類重量均以活性物質(zhì)的含量計(jì)，并因此不包括可能包含在可商購獲得的 材料中的載體或副產(chǎn)物。組分（包括可能任選加入的那些）以及制備方法和使用方法更詳 細(xì)描述于下文中。
[0013] 除非另外指明，如本文所用，"固體"是指在約15%相對(duì)濕度和約25°C下為固體 (即干燥并且不像液體或半液體那樣能夠流動(dòng)）的濃縮物組合物。固體形式的濃縮物組合 物可為凝聚物、顆粒、薄片、擠出物、條狀物、片劑、或它們的任何組合的形式。優(yōu)選地，術(shù)語 "固體"是指根據(jù)本文所述的測試方法，由購自IMADA Inc. (Illinois，USA)的測力儀（Z2-44 型）測得，具有20N至50N壓入硬度的材料。
[0014] 如本文所用，"壓入硬度"是根據(jù)本文所述的測試方法，破碎由本發(fā)明濃縮物組合 物形成的粉餅所需的力（N)度的反映。"壓入硬度"還是表示濃縮物組合物粘度的方式。例 如，值越高表示材料越膠粘，而值越低表示材料越粉化。
[0015] 如本文所用，"條皂"是指用于洗滌、沐浴和清潔的固體或半固體制品，其包含如下 文所述的皂表面活性劑、合成表面活性劑、或它們的混合物（即半合成物）。如本文所用， 條皂不限于條狀，而是可具有任何規(guī)則或不規(guī)則的形狀，包括但不限于：立方形、矩形、球 形、橢圓形、圓柱形、錐形等。本發(fā)明條阜的特征優(yōu)選但不必定在于Icm 3至1，OOOcm 3,更優(yōu) 選IOcm3至500cm3,并且最優(yōu)選50cm 3至200cm3范圍內(nèi)的體積，和0. 5g至5Kg，更優(yōu)選Ig至 lKg，并且最更優(yōu)選IOg至500g范圍內(nèi)的重量。
[0016] 固體濃縮物組合物
[0017]本發(fā)明涉及固體濃縮物組合物，所述組合物包含：(a) 5重量％至25重量％的吡啶 硫酮鋅（ZPT);和（b)8重量％至85重量％的至少一種表面活性劑。
[0018]本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)了通過將ZPT活性物質(zhì)濃縮到固體濃縮物組合物中，具有5重 量％至25重量％的ZPT，將ZPT投配到皂組合物中的簡單并且可靠的方法。例如，可制備濃 度比皂組合物中所期望ZPT濃度高約10倍或甚至更高的固體濃縮物組合物。此類包含ZPT 的固體濃縮物組合物可在單一生產(chǎn)工位制備，并且經(jīng)濟(jì)有效地以其壓實(shí)形式運(yùn)輸至其它位 點(diǎn)，以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)稀釋形成成品。
[0019]由此制得的固體濃縮物組合物易于儲(chǔ)存、運(yùn)輸，并且使用已存在于皂生產(chǎn)線上的 簡單設(shè)備加入到任何皂生產(chǎn)線中，而無需投入另外的復(fù)雜材料處理資金。由于濃縮物組合 物是具有適形特性的固體如皂?xiàng)l，因此易于在皂生產(chǎn)過程期間，經(jīng)由常規(guī)的皂研磨和擠出 操作，將濃縮物組合物均勻地分配到整個(gè)皂批料中。例如，固體濃縮物組合物可被稀釋到固 體條皂中。作為另外一種選擇，固體濃縮物組合物可溶解到液體槽罐中以形成液體皂組合 物。
[0020] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，濃縮物組合物還包含（c) I. 4重量％至15重量％的螯合劑，其中 所述螯合劑具有大于2的log KZli，其中l(wèi)og KZnL是在pH 7、25°C、0.1 M NaCl下計(jì)算出的螯 合劑對(duì)Zn的條件穩(wěn)定常數(shù)的對(duì)數(shù)。優(yōu)選地，所述螯合劑對(duì)鋅具有高于3,并且更優(yōu)選高于6 的條件穩(wěn)定常數(shù)。已發(fā)現(xiàn)，為了保持所期望的螯合劑親和度，濃縮物組合物的PH還包含足 夠量的緩沖體系，所述緩沖體系包含有機(jī)酸和/或其鹽，以提供25°C下具有約4至約11的 PH的濃縮物組合物。條件穩(wěn)定常數(shù)是本領(lǐng)域通常用于實(shí)際估計(jì)金屬-螯合劑配合物在給定 pH下的穩(wěn)定性的參數(shù)。對(duì)條件穩(wěn)定常數(shù)的詳細(xì)論述可見于例如由Dow Chemical Company Limited 公布的 "Dow Chelating Agents" 和美國專利公布 US2013/0174863 (P&G)，將所述 文獻(xiàn)以引用方式并入本文。一系列螯合劑對(duì)Zn的計(jì)算穩(wěn)定常數(shù)示于下表1中：
[0021]表 1
[0022]
[0023] *離子強(qiáng)度0.1。
[0024] 在另一個(gè)實(shí)施例中，所述濃縮物組合物還包含（C)1.4重量％至15重量％的螯合 劑，其中所述螯合劑為金屬膦酸鹽配合物，包含配位結(jié)合一種或多種金屬離子的一種或多 種膦酸鹽螯合劑。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述濃縮物組合物還包含（c) 1. 4重量％至15重量％ 的螯合劑，其中所述螯合劑為配位結(jié)合金屬離子的金屬-吡啶氧化物配合物。作為另外一 種選擇，本發(fā)明的濃縮物組合物還包含（c) 1. 5重量％至5重量％，或3重量％至10重量％， 或10重量％至15重量％，或9重量％至12重量％的螯合劑，其中所述螯合劑為配位結(jié)合 一種或多種金屬離子的金屬-吡啶氧化物配合物或金屬膦酸鹽配合物。
[0025] 金屬膦酸鹽配合物或金屬吡啶氧化物配合物中的金屬選自鐵、銅和鋅，優(yōu)選鋅。然 而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可根據(jù)歐文-威廉斯序（Irving Williams Series)選擇其 它金屬。不受理論的束縛，根據(jù)歐文-威廉斯序，可在膦酸鹽或吡啶氧化物與具有更小離子 半徑的金屬離子之間形成更穩(wěn)定的配合物。例如，F(xiàn)e 3+具有0. 64A的半徑，其小于具有0. 73A 半徑的Cu2+，并且其繼而小于具有0. 74A半徑的Zn2+。因此，這可有助于解釋在其它過渡金 屬源（例如銅和鐵）存在下，包含ZPT的條皂中巰基吡啶氧化物變色的原因。
[0026] 本發(fā)明還涉及由于ZPT引入水而獲得的低水分固體濃縮物組合物。因此，濃縮物 組合物中更多的ZPT使?jié)饪s物組合物的水含量升高，使得它可變得膠粘，并且使加工更具 挑戰(zhàn)性。優(yōu)選地，通過將含水量限制在例如〇%至10%，或3%至10%，或0%至5%，低水 分的條粒將允許有更高的ZPT濃度。具有低含水量的附加有益效果意味著，需要將較少的 防腐劑或不需要將防腐劑加入到濃縮物組合物中。
[0027] 濃縮物組合物的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于，它消除了每個(gè)生產(chǎn)工位對(duì)生產(chǎn)濃縮物的專門 設(shè)備的需要。鑒于費(fèi)用考慮，這可能是重要的。然而，如上所述，通過引入更高含量的ZPT，存 在由較高濃度ZPT和締合水產(chǎn)生的潛在膠粘問題。本發(fā)明人已驚奇地發(fā)現(xiàn)，固體濃縮物組 合物避免或至少緩解、有助于減少和/或消除所述膠粘問題，所述組合物包含：(a) 5重量％ 至25重量％的ZPT ;和（b)8重量％至85重量％的至少一種表面活性劑，其中根據(jù)本文所 述的測試方法，所述固體濃縮物組合物具有介于20N和50N之間的壓入硬度。
[0028] 吡啶硫酮鋅（ZPT)
[0029] 優(yōu)選地但非必須的，ZPT以球形或片狀形式存在于所述濃縮物組合物中，同時(shí)根據(jù) 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的基于光散射的粒度測量，使用設(shè)備如Horiba LA910粒度儀或其等 同物，ZPT顆粒具有至多約20微米，更優(yōu)選至多約10微米，甚至更優(yōu)選至多約5微米，并且 最優(yōu)選至多約2. 5微米至約0. 3微米、0. 2微米或0. 1微米的平均尺寸。作為另外一種選 擇，ZPT以顆粒形式存在，它是非片狀的和非球形的，具有選自棒狀、針狀、圓柱形、錐形、橢 圓形、棱柱形、平行六面體、錐體、四面體、六面體、八面體、十二面體、二十面體、以及它們的 組合的構(gòu)型，如美國專利6, 242, 007所述。
[0030] ZPT可以粉末或漿液形式摻入本發(fā)明的濃縮物組合物中。例如，ZPT可作為粉末 加入到濃縮物組合物中，然后一個(gè)生產(chǎn)線僅需要一個(gè)粉塵處理設(shè)備。然后，生產(chǎn)制程不需要 任何其它生產(chǎn)線有賴于專門的粉塵處理機(jī)，從而使資本支出最小化。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例 中，包含于固體濃縮物組合物中的ZPT為片狀顆粒形式的干粉ZPT( "片狀ZPT"）。所述片 狀ZPT可具有例如約0. 05至約10微米，或約0. 1至約8微米，或約0. 2至約5微米，或約3 微米的中值粒徑。片狀ZPT還可具有例如約0. 1至約15微米，或約0. 5至約1微米，或約 0. 6至約0. 8微米，或約0. 6至約0. 7微米的厚度，如美國專利公布2012/0219610中所述。 片狀ZPT厚度可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的電子掃描顯微鏡微觀測得，或作為另外一種選 擇，由縮微照片測得。
[0031] 如本發(fā)明所用的ZPT可通過1-羥基-2-吡啶硫酮（即吡啶硫酮酸）或其可溶性 鹽與鋅鹽（例如ZnSO 4)反應(yīng)，形成ZPT沉淀，如美國專利2, 809, 971的公開內(nèi)容所示，或采 用例如聲能加工成片狀ZPT，如美國專利6, 682, 724所示，而進(jìn)行制備，或通過本領(lǐng)域當(dāng)前 已知的任何其它方法制備。
[0032] 可使用本發(fā)明的固體濃縮物組合物以遞送較不昂貴的產(chǎn)品。本發(fā)明濃縮物組合物 中的ZPT含量為5重量％至25重量％的ZPT。在一個(gè)實(shí)施例中，所述含量為6重量％至8 重量％的ZPT。濃縮物組合物中較高含量的ZPT是有益的，因?yàn)樾枰臐饪s物組合物更少， 從而使產(chǎn)品可能較不昂貴。不受理論的束縛，濃縮物組合物中所用的ZPT原材料的較高ZPT 活性將是有利的，因?yàn)樾枰腪PT的量更少，從而引入更少的水，使得濃縮物組合物中可存 在更高的ZPT含量。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，可使用所述固體濃縮物組合物來形成條皂。優(yōu)選但非必須的，本 發(fā)明的條皂包含含量按此類組合物的總重量計(jì)在約〇. 0