包含吡啶硫酮鋅的固體濃縮物組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及包含吡啶硫酮鋅（ZPT)的固體濃縮物組合物。
【背景技術】
[0002] 已經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 多數過渡金屬形成穩定復合物。巰基吡啶氧化物的金屬化常產生高度增強的生物殺滅活 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，廣泛用作光譜商業產品如金 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已經用于多種個人護理組合物，例 如去頭皮肩洗發劑、毛發調理劑、洗型滋補劑和抗微生物腳氣粉。條皂是用于清潔的流行產 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晶固體。粉末形式 可能難以處理，因為它們一般可能在投配和混合期間引起粉塵。因此，粉末形式可能需要復 雜并且昂貴的粉塵處理設備。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 運輸、儲存和加工的復雜性。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。
【發明內容】
[0005] 本發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。在一個實施例中，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【具體實施方式】時， 本發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。
【具體實施方式】
[0010] 除非另外說明，所述冠詞"一個/ 一種"和"所述"意指"一個或多個/ 一種或多 種
[0011] 術語"包含（包括）"是指可增加其它步驟和不影響最終結果的其它成分，并且該 術語涵蓋術語"由…組成"和"基本上由…組成"。本發明的組合物和方法/工藝可包括本 文所述發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、份數和比率均基于本發明組合物的總重量計。所有與 所列成分相關的此類重量均以活性物質的含量計，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）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。優選地，術語 "固體"是指根據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"是根據本文所述的測試方法，破碎由本發明濃縮物組合 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，而是可具有任何規則或不規則的形狀，包括但不限于：立方形、矩形、球 形、橢圓形、圓柱形、錐形等。本發明條阜的特征優選但不必定在于Icm 3至1，OOOcm 3,更優 選IOcm3至500cm3,并且最優選50cm 3至200cm3范圍內的體積，和0. 5g至5Kg，更優選Ig至 lKg，并且最更優選IOg至500g范圍內的重量。
[0016] 固體濃縮物組合物
[0017]本發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]本發明人已發現了通過將ZPT活性物質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工位制備，并且經濟有效地以其壓實形式運輸至其它位 點，以采用本領域技術人員已知的標準介質稀釋形成成品。
[0019]由此制得的固體濃縮物組合物易于儲存、運輸，并且使用已存在于皂生產線上的 簡單設備加入到任何皂生產線中，而無需投入另外的復雜材料處理資金。由于濃縮物組合 物是具有適形特性的固體如皂條，因此易于在皂生產過程期間，經由常規的皂研磨和擠出 操作，將濃縮物組合物均勻地分配到整個皂批料中。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] 根據一個實施例，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log KZnL是在pH 7、25°C、0.1 M NaCl下計算出的螯 合劑對Zn的條件穩定常數的對數。優選地，所述螯合劑對鋅具有高于3,并且更優選高于6 的條件穩定常數。已發現，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。條件穩定常數是本領域通常用于實際估計金屬-螯合劑配合物在給定 pH下的穩定性的參數。對條件穩定常數的詳細論述可見于例如由Dow Chemical Company Limited 公布的 "Dow Chelating Agents" 和美國專利公布 US2013/0174863 (P&G)，將所述 文獻以引用方式并入本文。一系列螯合劑對Zn的計算穩定常數示于下表1中：
[0021]表 1
[0022]
[0023] *離子強度0.1。
[0024] 在另一個實施例中，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。在另一個實施例中，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，優選鋅。然 而，本領域技術人員應當理解，可根據歐文-威廉斯序（Irving Williams Series)選擇其 它金屬。不受理論的束縛，根據歐文-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定的配合物。例如，Fe 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使濃縮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 挑戰性。優選地，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重要優點在于，它消除了每個生產工位對生產濃縮物的專門 設備的需要。鑒于費用考慮，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和締合水產生的潛在膠粘問題。本發明人已驚奇地發現，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，同時根據 本領域技術人員已知的基于光散射的粒度測量，使用設備如Horiba LA910粒度儀或其等 同物，ZPT顆粒具有至多約20微米，更優選至多約10微米，甚至更優選至多約5微米，并且 最優選至多約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，然后一個生產線僅需要一個粉塵處理設備。然后，生產制程不需要 任何其它生產線有賴于專門的粉塵處理機，從而使資本支出最小化。在一個優選的實施例 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厚度可采用本領域技術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，形成ZPT沉淀，如美國專利2, 809, 971的公開內容所示，或采 用例如聲能加工成片狀ZPT，如美國專利6, 682, 724所示，而進行制備，或通過本領域當前 已知的任何其它方法制備。
[0032] 可使用本發明的固體濃縮物組合物以遞送較不昂貴的產品。本發明濃縮物組合物 中的ZPT含量為5重量％至25重量％的ZPT。在一個實施例中，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，因為需要的濃縮物組合物更少， 從而使產品可能較不昂貴。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，因為需要的ZPT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] 在一個實施例中，可使用所述固體濃縮物組合物來形成條皂。優選但非必須的，本 發明的條皂包含含量按此類組合物的總重量計在約〇. 0