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Die Erfindung bezieht sich auf neue Detergenszusammensetzungen. Im speziellen bezieht sich die Erfindung auf flüssige Detergenszusammensetzungen, die die Haut und die Augen verhältnismässig wenig reizen und dennoch ein hohes Schaumvolumen und eine verbesserte Schaumstabilität zeigen und gute Reinigungseigenschaften entwickeln.
Detergenszusammensetzungen, wie die meisten Arten von flüssigen Reinigungsmitteln, enthalten im allgemeinen ein Gemisch aus einem oder mehreren oberflächenaktiven Mitteln als wirksamen Bestandteil mit Parfüms, Farbstoffen, Verdickungsmitteln u. dgl. Die in solchen Zusammensetzungen üblicherweise verwendeten oberflächenaktiven Mittel weisen zwei Anteile auf, nämlich
1. eine hydrophobe Kohlenwasserstoffkette, die mit organischen Materialien mischbar ist, und
2. eine mit Wasser mischbare hydrophile Endgruppe.
Wenn ein solches oberflächenaktives Mittel ein Schmutzteilchen berührt, so vermischen sich die Kohlenwasserstoffketten mit dem Schmutzteilchen, und die hydrophilen Endgruppen werden gegen die wässerige Lösung gerichtet. Dieser Emulgierungsprozess ermöglicht es, dass der Schmutz, der andernfalls einer Entfernung durch Wasser widerstehen würde, vom Körper abgetrennt werden kann und der Körper solcherart gereinigt wird. Diese oberflächenaktiven Mittel können als anionisch, kationisch, nichtionisch oder amphoter klassifiziert werden, je nach dem Charakter der Endgruppen.
Es ist sehr wünschenswert, dass flüssige Detergenszusammensetzungen ein hohes Schaumvolumen und eine gute Schaumstabilität aufweisen, die zu guten Reinigungseigenschaften führen. Wenn Zusammensetzungen mit solchen Eigenschaften formuliert werden, sind sie jedoch häufig nicht mild und führen sehr oft zu einer unerwünschten Reizung der Augen und der Haut, die insbesondere bei Benutzung der Zusammensetzungen durch Kinder unerwünscht ist. Andere wünschenswerte Eigenschaften von flüssigen Detergenszusammensetzungen sind eine gute Verteilbarkeit, auch als "Slip" bezeichnet, und eine leichte Abspülbarkeit. "Slip" kann als die Fähigkeit definiert werden, leicht über die zu reinigende Fläche ausgebreitet zu werden.
Es wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen, Zusammensetzungen mit solchen wünschens-
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gen angesehen werden. Wenn Zusammensetzungen mit guten Reinigungseigenschaften formuliert wurden, so führten solche Zusammensetzungen eher zu einer starken Augen-und Hautreizung ; wenn anderseits solche Zusammensetzungen eine geringe Augen- und Hautreizung zeigten, so hatten sie eher keine guten Reinigungswirkungen.
Es ist ein Ziel der Erfindung, verbesserte Detergenszusammensetzungen zu schaffen, insbesondere flüssige Detergenszusammensetzungen mit guten Reinigungseigenschaften und einer geringen Reizwirkung gegenüber Augen und Haut. Weitere Ziele und Aufgaben der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung angeführt oder sind aus dieser ersichtlich.
Die vorstehenden Ziele und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden mit einer Detergenszusammensetzung erreicht, die als wirksame Bestandteile ein binäres Gemisch von oberflächenaktiven Mitteln enthält. Die Erfindung bezieht sich im speziellen daher auf eine flüssige Detergenszusammensetzung, die ein binäres Gemisch aus einem speziellen Sulfobetain und einem speziellen anionischen Detergens als aktive Bestandteile enthält. Die Verwendung eines Gemisches aus diesen oberflächenaktiven Mitteln als wirksame Bestandteile in den flüssigen Detergenszusammensetzungen gemäss der Erfindung führt zu Zusammensetzungen mit guten Reinigungseigenschaften und unerwartet niedriger Reizung für die Augen und die Haut.
Mischungen aus Sulfobetainen und anionischen Tensiden sind an sich bekannt (AT-PS Nr. 253651, Nr. 243956 und Nr. 241656). Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, dass das Gemisch aus einem speziellen anionischen oberflächenaktiven Mittel und einem speziellen Sulfobetain bei Gebrauchskonzentrationen, die zu guten Reinigungswirkungen führen, eine geringere Augenund Hautreizung ergibt, als wenn jedes der oberflächenaktiven Mittel allein mit solchen Konzentrationen verwendet wird, um die gewünschte Reinigungswirkung zu erzielen.
Wenn das Sulfobetain oder das anionische oberflächenaktive Mittel allein mit Konzentrationen angewendet werden, um ein zufriedenstellendes Reinigungsverhalten zu erzielen, so tritt eine unerwünschte Irritation
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der Augen und der Haut ein, wogegen bei Verwendung eines Gemisches aus diesen oberflächenaktiven Mitteln in ganz speziellen Konzentrationen die Irritation der Augen und der Haut beträchtlich geringer ist und in einem Bereich liegt, der sogar für einen Gebrauch der Zusammensetzungen durch Kinder überaus annehmbar ist.
Im Rahmen der Erfindung geeignete Sulfobetaine entsprechen der allgemeinen Formel
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worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder Gemische hievon bedeutet, R'für OH oder H steht, x eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet und M für Alkalimetall, wie Lithium, Natrium oder Kalium, 1/2 Erdalkalimetall, wie Magnesium und Kalzium oder für Alkanolaminsalze, wie Mono-, Di- oder Triäthanolaminsalze, steht.
Ein bevorzugtes Sulfobetain ist eines der allgemeinen Formel
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worin R für eine Alkylgruppe mit 12 Kohlenstoffatomen oder für ein Gemisch von Alkylgruppen mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht.
Das Sulfobetain macht 1 bis 15 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung aus, vorzugsweise 2 bis 6 Gew.-%, mit der Massgabe jedoch, dass die Gesamtmenge an Sulfobetain und anionischem oberflächenaktivem Mittel nicht grösser ist als etwa 20 Gew.-% der Detergenszusammensetzung.
Wenn weniger als etwa 1 Gew.-% an Sulfobetain zum Einsatz gelangen, so wird die resultierende Detergenszusammensetzung nicht zufriedenstellend schäumen und reinigen ; wenn mehr als etwa 15% an Sulfobetain verwendet werden, wird die Augenreizung unerwünscht ansteigen und überdies aus wirtschaftlichen Überlegungen nicht tunlich sein.
Die für die Erfindung geeigneten anionischen Detergentien sind die Alkyläthersulfate der allgemeinen Formel
R"-0- (CO),-SOg-M worin R" ein gerader oder verzweigtkettiger, gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, ein alkylaromatischer Kohlenwasserstoffrest oder ein Alkylarylkohlenwasserstoffrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, x eine ganze Zahl von 1 bis 5 darstellt und M für Alkalimetall, wie Lithium, Natrium oder Kalium, 1/2 Erdalkalimetall, wie Magnesium und Kalzium, oder für Alkanolaminsalze, wie Mono-, Di- oder Triäthanolaminsalze, steht.
Ein bevorzugtes anionisches Detergens ist ein solches der allgemeinen Formel R"-0- (C2H4O) -SO3Na worin R" für einen verzweigtkettigen, aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 13 Kohlenstoffatomen steht.
Das anionische Detergens macht 1 bis 15 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung aus, vorzugs-
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ist. Wenn weniger als etwa 1 Gew.-% an anionischem oberflächenaktivem Mittel zum Einsatz gelangen, so wird die resultierende Detergenszusammensetzung nicht zufriedenstellend schäumen
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oder reinigen ; wenn anderseits mehr als etwa 15% an anionischem Detergens zum Einsatz gelangen, so wird die Augen- und Hautreizung in unerwünschtem Masse erhöht.
Zur Erreichung der erfindungsgemäss gewünschten Ergebnisse sollte das Sulfobetain in einem Gewichtsverhältnis von 3 : 1 bis 1 : 3 gegenüber dem anionischen Detergens verwendet werden, vorzugsweise unter Einhaltung eines Gewichtsverhältnisses von etwa 1 : 1.
Die flüssige Detergenszusammensetzung gemäss der Erfindung enthält somit 1 bis 15 Gew.-% an Sulfobetain und 1 bis 15 Gew.-% an anionischem oberflächenaktivem Mittel, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, doch ist die Summe der wirksamen Komponenten nicht grösser als 20 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung. Der Rest der Zusammensetzung besteht im wesentlichen aus Wasser, doch kann die Zusammensetzung auch Verdickungsmittel, Farbstoffe, Parfüms, antibakterielle Mittel, Konservierungsmittel, pH-Wert-Regler u. dgl. im gewünschten Ausmass enthalten. Die bevorzugten Zusammensetzungen gemäss der Erfindung enthalten 2 bis 6 Gew.-% an Sulfobetain und 2 bis 6 Gew.-% an anionischem oberflächenaktivem Mittel, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.
Die flüssigen Detergenszusammensetzungen gemäss der Erfindung werden durch Vermischen des Sulfobetains und des anionischen oberflächenaktiven Mittels mit einer kleinen Menge an entionisiertem Wasser, vorzugsweise bei Raumtemperatur, unter Ausbildung eines Gemisches hergestellt ; gewünschtenfalls wird ein Verdickungsmittel eingemischt. In diesem Stadium können erhöhte Temperaturen angewendet werden, um ein leichteres Mischen der Komponenten zu fördern. Dann wird weiteres entionisiertes Wasser eingemischt, um das Gewicht der Zusammensetzung auf etwa 3/4 des Endgewichtes zu bringen. Der PH-Wert wird durch Zugabe einer Mineralsäure, z. B.
Chlorwasserstoffsäure, oder einer Lösung einer starken Base, z. B. Natriumhydroxyd, auf 5, 0 bis 8, 0, vorzugsweise 6, 5 bis 7, 0, eingestellt. Schliesslich wird der Rest an entionisiertem Wasser zugesetzt und der PH-Wert wird wieder innerhalb des gewünschten Bereiches eingestellt. In jeder beliebigen der letzten drei Stufen können weitere Komponenten, wie Konservierungsmittel, Farbstoffe, Parfüms, Hautkonditionierungsmittel, Emollientia u. dgl. zugesetzt werden.
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung an Hand spezieller Ausführungsformen näher erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein. Soferne nicht Gegenteiliges angegeben ist, sind alle Teile auf das Gewicht bezogen.
Beispiel 1 : Es wird eine flüssige Detergensreinigungszusammensetzung hergestellt, indem 226, 8 kg entionisiertes Wasser und 0, 27 kg eines Chelatisierungsmittels (Versene 100 der Fa. Dow Chemical Company) unter Rühren in einen mit einem Dampfmantel versehenen Behälter eingebracht werden. Hierauf werden 50,4 kg eines Sulfobetains der Formel
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worin R für ein Gemisch von Alkylgruppen mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht, sowie 68, 3 kg eines Alkyläthersulfats der allgemeinen Formel R"-0- (C O) -SO3Na worin R" für einen verzweigtkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 13 Kohlenstoffatomen steht, zugefügt und das gebildete Gemisch wird dann auf 50 bis 600C erwärmt.
Dann werden 6, 8 kg eines Verdickungsmittels (Polyäthylenglykoldistearat) zugesetzt und das Rühren wird fort-
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3stearyläther ; Arlamol E der Firma ICI America Inc.] zugesetzt. Das Gemisch wird dann auf 40 C abgekühlt und 0, 45 kg eines Konservierungsmittels [cis-l- (3-Chloralkyl)-3, 5, 7-triazä-l-azon- adamantin-chlorid ; Dowicil 200 der Firma Dow Chemical Company 1, 36 kg Benzylalkohol und 0, 3 kg Duftstoffe werden zugesetzt. Anschliessend werden 2, 3 kg Phosphorsäure und 9, 1 kg einer
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Phosphatpufferlösung zur Einstellung des PH-Wertes auf etwa 6, 8 zugesetzt.
Die durch Zugabe von entionisiertem Wasser auf 454 kg gebrachte Lösung wird unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt und besteht aus den folgenden Komponenten :
Alkyläthersulfat 5 Gew.-%
Emollient 0, 5 Gew.-%
Sulfobetain 4, 88 Gew.-%
Phosphatpuffer 2, 0 Gew.-%
Polyäthylenglykol 6000- - distearat 1, 5 Gew. -%
Duftstoffe 0, 075 Gew.-%
Chelatisierungsmittel 0, 05 Gew.-%
Phosphorsäure 0, 5 Gew.-%
Benzylalkohol 0, 3 Gew.-%
Konservierungsmittel 0, 1 Gew.-% entionisiertes Wasser auf 100 Gew.-%
Die flüssige Detergensreinigungszusammensetzung dieses Beispiels wird hinsichtlich der Augenreizung nach dem folgenden modifizierten Draize-Test (s. J.
H. Draize et al., Toilet Goods Associations No. 17, May, 1952, No. l Proc. Sci. Sect.) überprüft :
Eine 1 ml-Probe der neutralen zu untersuchenden Zusammensetzung wird in jeweils ein Auge von sechs Kaninchen eingetropft. Die tägliche Verbreichung der gleichen Menge jeder Probe wird während 3 aufeinanderfolgenden Tagen vorgenommen. 1 h, 1 Tag, 2 Tage, 3 Tage, 4 Tage und 7 Tage nach dem Eintropfen der Proben in die Augen werden die beobachteten Ergebnisse aufgezeichnet. Die Extreme der Ergebnisse zeigen entweder im wesentlichen überhaupt keine Änderung oder eine nur geringe Irritation (Fremdkörpereffekt) im Aussehen der Kaninchenaugen nach 7 Tagen bzw. eine schwere Irritation oder gar eine vollständige Hornhauttrübung.
Die gemäss Beispiel 1 hergestellte Zusammensetzung wird nach der vorstehenden Vorgangsweise überprüft und als nur sehr geringfügig irritierend gefunden, obwohl sie etwa 27 Gew.-% an oberflächenaktiven Substanzen enthält und daher eine ernsthafte Irritation zu erwarten gewesen wäre.
Die flüssige Detergensreinigungszusammensetzung gemäss diesem Beispiel wird auch hinsichtlich des Schaumvolumens und der Schaumstabilität untersucht, die nach der folgenden Abwandlung des wohlbekannten Ross-Miles-Schaum-Tests ["Oil and Soap", 18,99-102 (1941)] gemessen werden :
Wasserfreies Lanolin von kosmetischer Reinheit wird mit Dioxan (technisch rein) im Verhältnis von 2, 5 g Lanolin auf 100 g Dioxan vermischt. Das Lanolin wird zunächst mit 25 ml Dioxan vermischt. Dieses Gemisch wird auf einem Dampfbad auf 45 C erwärmt, um das Lanolin im Dioxan zu lösen. Dann wird das restliche Dioxan zugesetzt und vermischt. Diese Lanolin/Dioxan-Lösung, die in einer braunen Flasche aufbewahrt wird, soll an dem Tag, an welchem die Versuche ausgeführt werden, frisch hergestellt werden.
Die zu untersuchende Zusammensetzung wird durch Zugabe von 376 ml destilliertem Wasser zu 4 g der Zusammensetzung verdünnt, worauf 20 cm3 der vorstehend beschriebenen Lanolin/DioxanLösung unter Vermischen zugesetzt werden. Bei der Zugabe der Lanolin/Dioxan-Lösung zu der Lösung der Zusammensetzung in Wasser wird Wärme freigesetzt. Es muss darauf geachtet werden, dass die Temperatur dieser Lösung auf 24 bis 25 C eingestellt wird. Beide Ausgangslösungen sollten daher vor dem Vermischen auf 23 C eingestellt werden. Das Abkühlen der Lanolin/DioxanLösung soll schrittweise erfolgen, um ein Ausfällen des Lanolins zu vermeiden. Diese Vorgangsweiseführt zu einer Endlösung mit einer Temperatur von 24 bis 25 C.
Die vorstehend beschriebene Endlösung aus der zu untersuchenden Zusammensetzung Wassser, Dioxan und Lanolin wird dann in üblicher Weise in eine modifzierte Ross-Miles-Schaumsäule
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<tb>
<tb> :Schaumvolumen <SEP> (mm) <SEP> % <SEP> Abnahme
<tb> Zusammensetzung <SEP> von
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 180 <SEP> 17,0
<tb> handelsübliches
<tb> Produkt <SEP> 175 <SEP> 85,0
<tb>
Beispiele 2 bis 5 :
Gemäss der Vorgangsweise von Beispiel 1 werden die folgenden flüssigen Detergensreinigungszusammensetzungen aus den nachstehend angegebenen Komponenten hergestellt :
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<tb>
<tb> Gew.-%
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP>
<tb> Sulfobetain <SEP> gemäss
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 4,950 <SEP> 1,000 <SEP> 5,000 <SEP> 15,000
<tb> Alkyläthersulfat <SEP> gemäss
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 4,096 <SEP> 1,000 <SEP> 15,000 <SEP> 5,000
<tb> Phosphatpuffer <SEP> 2,000 <SEP> 2,000 <SEP> 2,000 <SEP> 2,000
<tb> entionisiertes <SEP> Wasser <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> auf <SEP> 100
<tb>
Alle diese Zusammensetzungen zeigen eine niedrige Augen- und Hautreizung und eine hervorragende Schaumstabilität.
Beispiele 6 und 7 : Nach der in Beispiel 1 angegebenen Vorgangsweise werden aus den nachstehend angegebenen Komponenten flüssige Detergensreinigungszusammensetzungen hergestellt :
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<tb>
<tb> Gew.-%
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP>
<tb> Sulfobetain <SEP> gemäss
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 9, <SEP> 046
<tb> Alkyläthersulfat <SEP> gemäss
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 9, <SEP> 046
<tb> Phosphatpuffer <SEP> 2,000 <SEP> 2,000
<tb> entionisiertes <SEP> Wasser <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> auf <SEP> 100
<tb>
Die Zusammensetzungen gemäss den Beispielen 2,6 und 7 werden auf ihre Augenreizung nach dem in Beispiel 1 beschriebenen modifizierten Draize-Test untersucht. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben.
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Tabelle 1
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<tb>
<tb> Zusammensetzung <SEP> gemäss <SEP> Bewertung <SEP> der <SEP> Augenreizung
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> 11,3
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> 47, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> 12,0
<tb>
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 1 leicht zu ersehen ist, zeigte die Zusammensetzung gemäss Beispiel 2 mit einem Gehalt an Sulfobetain und Alkyläthersulfat eine unerwartet niedrigere Bewertung der Augenreizung als die Zusammensetzung von Beispiel 6 (Sulfobetain allein) oder Beispiel 7 (Alkyläthersulfat allein), obwohl die Gesamtkonzentration an wirksamen oberflächenaktiven Komponenten in jeder der Zusammensetzungen ungefähr die gleiche ist.
Die erfindungsgemässe Kombination von oberflächenaktiven Mitteln in den erfindungsgemässen Zusammensetzungen zeigt somit eine synergistische Verminderung der Augenreizung sowie gute Reinigungseigenschaften.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wenig reizende flüssige Detergenszusammensetzung auf der Basis von Mischungen aus Sulfobetainen und anionischen Tensiden, dadurch gekennzeichnet, dass die reinigungswirksamen Komponenten aus einem binären Gemisch von a) 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, eines
Sulfobetains der allgemeinen Formel
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worin R für eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder für Gemische hievon steht, RI für OH oder H steht, x eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet und M für Alkalimetall, 1/2 Erdalkalimetall oder Alkanolaminsalze steht ;
und b) 1 bis 15%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, eines anionischen
Detergens der allgemeinen Formel R"-0- (C2H40) x-SO3M worin R" für einen geraden oder verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, für einen alkylaromatischen Kohlenwasserstoff- rest oder Alkylarylkohlenwasserstoffrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen steht, x eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet und M für Alkalimetall, 1/2 Erdalkalimetall oder Alkanolaminsalz steht, bestehen, wobei die Summe aus a) und b) etwa
20% des Gewichtes der Gesamtzusammensetzung nicht überschreitet.