CZ290592B6

CZ290592B6 - Amfoterní kostkové mýdlo

Info

Publication number: CZ290592B6
Application number: CZ199988A
Authority: CZ
Inventors: William Robert Narath; Gregory Alan Ornoski; James Joseph Corr
Original assignee: Unilever N. V.
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 2002-08-14
Also published as: EP0915961A2; CN1191350C; KR100491059B1; ES2144320T3; WO1998002517A2; JP4208966B2; AU3540197A; DE69701530D1; BR9710239A; CA2260243A1; RU2191802C2; PL331071A1; CN1230214A; DE69701530T2; EP0915961B1; AR007852A1; CZ8899A3; PL188737B1; KR20000023680A; WO1998002517A3

Abstract

e en se t²k kompozic syntetick ho kostkov ho m²dla, obsahuj c ch amfotern povrchov aktivn l tky /nap°. betain/, u kter²ch, za pou it prahov²ch mno stv m²dla mastn kyseliny a prahov²ch pom r /minim ln ch mno stv / nasycen ho m²dla v i nenasycen mu m²dlu, se z sk p°i vysok²ch mno stv ch amfotern l tky zv² en zpracovatelnost /m °en jako rychlost protla ov n /.\

Description

Amfoterní kostkové mýdlo

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká kompozic syntetického kostkového mýdla, obsahujících amfoterní povrchově aktivní látky (pro zvýšení jemnosti), které mohou být překvapivě snadno zpracovávány, dokonce i při poměrně vysokých úrovních amfoterní látky (tj. nad 1 % hmotn.). Zpracovatelnost se měří jako zvýšená výrobní kapacita, měřená jako uhnětené kostky v librách io (0,45 kg) za minutu. Přesněji se vynález týká kostkových kompozic, obsahujících aniontovou látku (např. acylisethionát), amfoterní látku a mýdelnou složku solí mastných kyselin (představovanou jako směs solí mastných kyselin o různých délkách řetězce nebo jako směs solí o jediné délce řetězce), kde kostky obsahující amfoterní látky (normálně je extrémně obtížné je průtlačně lisovat pokud jsou takové látky použity v množství nad 1 % hmotnosti) jsou snadno 15 zpracovatelné za použití minimálních množství solí mastné kyseliny a minimálních poměrů nasycených solí vůči nenasyceným.

Dosavadní stav techniky

Mýdlo bylo tradičně používáno jako čistící prostředek pro kůži. Pokud je mýdlo levné, snadno se vyrábí a dobře pění, je rovněž velmi nešetrné k pokožce.

Ke zmírnění drsnosti (nešetrnosti) mýdla byly používány syntetické mýdlové kostky, u nichž je 25 velká část mýdla nahrazena jemnějšími povrchově aktivními látkami, např. acylisethionáty.

Patenty, týkající se použití acylisethionátu a mýdla jsou tedy známé (viz Geitzův US patent č. 2 894 912).

Rovněž známá je výroba mýdlových kostek, které jsou ještě jemnější, nahrazením mýdla, 30 isethionátu nebo mastné kyseliny (používané prvotně jako strukturační činidlo) velmi jemnými povrchově aktivními látkami, jako jsou amfoterní povrchově aktivní látky. Běžně je však extrémně obtížné úspěšně a úsporně zpracovávat kostky, obsahující jak jemné aniontové látky, tak i amfoterní látky (např. betain).

US patent č. 5 372 751 Rys-Cicciariho a spoluautorů poskytuje kostkové kompozice, zahrnující aniontovou látku (např. acylisethionát) a betain. Reference poznamenává na několika místech, že mýdlo s výhodou není přítomno (sloupec 6, řádky 60-61, sloupec 9, řádek 47) a to je potvrzeno také příklady, v nichž není mýdlo nikdy použito ve větším množství než jsou 2 % hmotn. I když reference naznačuje, že je to z důvodu jemnosti, přihlašovatelé také nikdy předtím nebyli schopni 40 zpracovat při těchto nízkých hladinách mýdla množství betainu, převyšující 1 % hmotn.

Přihlašovatelé neočekávaně nalezli, že pokud jsou v kostkách zahrnujících systém aniontové povrchově aktivní látky přítomny minimální hladiny mýdla mastné kyseliny (např. 3 % hmotn. a více), mohou být snadno zpracována mnohem větší množství amfotemích látek (2 % hmotn. 45 a více), než bylo možné dříve.

Přihlašovatelé rovněž zjistili, že pokud je celkové množství nasyceného mýdla vzhledem k nenasycenému mýdlu větší než 1:1, výhody zpracováni (např. rychlost hnětení) jsou ještě dále zvýšeny. Současně schopnost úspěšně zpracovat více betainu umožňuje zavedeni mnohem větší 50 výhody jemnosti.

-1 CZ 290592 B6

Podstata vynálezu

V jednom ztělesněni vynálezu se vynález týká kostkových kompozic, zahrnujících:

(a) 10 % až 70 % hmotn. aniontové povrchově aktivní látky (např. acylisethionátu s dlouhým alifatickým řetězcem);

(b) 2 % až 15 %, lépe 2 % až 10 % a ještě lépe 3 % až 8 % hmotn. amfotemí povrchově aktivní látky;

(c) 3 % až 25 % a lépe 5 % až 15 % hmotn. mýdelné složky jako směsi soli mastných kyselin, zahrnující směs C₆ až C₂₄ mastných kyselin, nebo soli jediné C₆ až C₂₄ mastné kyseliny;

kde je poměr soli nasycené mastné kyseliny vůči solím nenasycené mastné kyseliny větší než 1:1, s výhodou větší než 2:1, lépe větší než 5:1 a ještě lépe větší než 10:1. Ve skutečnosti může „směs“ mastných kyselin obsahovat 100% hmotn. nasycené mastné kyseliny (tj. neobsahovat vůbec žádné nenasycené mastné kyseliny).

Tedy zajištěním minimálního množství mýdelné složky (3 % hmotn. a více) a minimálních množství nasycených mastných kyselin se dosáhne velkých zpracovatelských výhod (např. zvýšené rychlosti prohnětení). Bez minimálních množství mýdelné složky mohou být účinně zpracována a prohnětena jen velmi malá množství amfotemí látky (tj. kolem 1% hmotn. či méně). Minimální úrovně nasycení zvyšují ještě dále tempo prohnětení a míru zeinu.

Předkládaný vynález se týká kompozice kostkového mýdla na syntetickém základě (např. na základě aniontových látek), zahrnujících amfotemí povrchově aktivní látky (a/nebo zwitteriontové povrchově aktivní látky), u nichž se na základě minimálního množství mýdelné složky (tj. 3% a více) nečekaně stalo možné účinně zpracovat mnohem větší množství uvedené amfotemí a/nebo zwitteriontové povrchově aktivní látky, než bylo možné dříve.

Takže ačkoli výhoda použití amfotemí a/nebo zwitteriontové povrchově aktivní látky byla zjištěna již dříve (např. pro zvýšení jemnosti), tyto povrchově aktivní látky činí výrobky měkkými a lepkavými. Bylo tedy obtížné zpracovávat (tj. lisovat a protlačovat) syntetické kostky, obsahující takové povrchově aktivní látky. Přihlašovatelé neočekávaně zjistili, že jedním důvodem, proč mohlo být zpracování tak obtížné, je to, že takové amfotemí a/nebo zwitteriontové povrchově aktivní látky byly dřivé používány v syntetických kostkách v zásadě neobsahujících mýdelnou složku (tj. majících 2% hmotn. mýdelné složky nebo méně). Přihlašovatelé však neočekávaně zjistili, že jsou-li amfotemí a/nebo zwitteriontové povrchově aktivní látky použity v syntetických strukturovaných kostkách, kde množství mýdelné složky činí kolem 3 % hmotn. více (tj. 3 % až 25 % hmotn. mýdelné složky), amfotemí a/nebo zwitteriontové povrchově aktivní látky se stanou mnohem snadněji zpracovatelnými. Nyní se tedy stalo možným použití mnohem většího množství amfotemí a/nebo zwitteriontových povrchově aktivních látek než bylo možné dříve, zatímco dochází ke zpracování účinným/úspomým tempem (např. větším než 5 liber/minutu na základě pokusného provozního protlačovacího lisu).

V druhém ztělesnění přihlašovatelé zjistili, že zvýšeni úrovně nasycených mastných kyselin vůči nenasyceným ještě dále zvyšuje zpracovávání. Zvláště pokud množství nasycených látek vůči nenasyceným převyšuje poměr 1:1, dosáhne se zvýšeného zpracovávání. Specifické složky vynálezu jsou detailněji diskutovány níže.

Aniontové látky

Kostkové kompozice podle vynálezu zahrnují 10 % až 70 % hmotn. aniontové povrchově aktivní látky nebo směsi aniontových povrchově aktivních látek.

-2CZ 290592 B6

Kostkové kompozice s výhodou zahrnuji vzhledem ke hmotnosti 10 % až 70 % acylisethionátu s dlouhým alifatickým řetězcem. :

Acylisethionát, pokud je použitý , má vzorec:

RCO₂CH₂CH₂SO₃M kde Rje alkylová nebo alkenylová skupina o 6 až 21 atomech uhlíku a M je solubilizační kation jako je sodík, draslík, amonium či substituované amonium.

Tyto estery se obecně připravují reakcí isethionátu alkalického kovu a směsných alifatickýchj mastných kyselin, majících například 6 až 18 atomů uhlíku a jodové číslo menší než 20.j

Aniontovou povrchově aktivní látkou může být také ethersulfát o vzorci:j

RiO(CH₂CH₂O)_ySO₃M kde R] je alkyl nebo alkenyl o 8 až 18 atomech uhlíku, zejména pak 11 až 15 atomech uhlíku,1 y má průměrnou hodnotu alespoň 1,0 a M je solubilizační kation jako je sodík, draslík, amoniumi či substituované amonium. S výhodou má pak y průměrnou hodnotu 2 nebo více.

Použity mohou být i jiné aniontové detergenty. Možnosti zahrnují ethersulfáty alkylglycerylu, sulfosukcináty, tauráty, sarkosináty. sulfoacetáty, alkylfosfáty a acyllaktyláty. Sulfosukcináty mohou být monoalkylsulfosukcináty o vzorci:

R²O₂CCH₂CH(SO₃M)CO₂M;

a amido-MEA-sulfosukcináty o vzorci

R²CONHCH₂CH₂O₂CCH₂CH(SO₃M)CO₂M;

kde se R² rovná C₈-C₂o alkylu a lépe pak C₁₂-Ci₅ alkylu a M je solubilizační kation.

Sarkosináty jsou obecně označovány vzorcem:

R³CON(CH₃)CH₂CO₂M, kde se R rovná C₈-C₂₀ alkylu a lépe pak CJ-C^ alkylu a M je solubilizační kation.

Tauráty jsou obecně určeny vzorcem

R⁵CONR⁶CH₂CH₂SO₃M;

i kde se R⁵ rovná Cg-C₂o alkylu a lépe pak C₁₂-Ci₅ alkylu, R⁶ se rovná C1-C4 alkylu a M je j solubilizační kation.

Povrchově aktivní látka, zvyšující jemnost

Druhou složkou kostkových kompozic podle vynálezu je povrchově aktivní látka, zvyšující jemnost, kterou může být zwitteriontová povrchově aktivní látka, amfotemí povrchově aktivní látka nebo jejich směs.

Zwitteriontové povrchově aktivní látky jsou jako příklady doloženy těmi, které lze široce popsat jako deriváty alifatických kvartémích amoniových, fosfoniových a sulfoniových sloučenin, u nichž mohou mít alifatické radikály rovný nebo větvený řetězec a u nichž jeden z alifatických

-3CZ 290592 B6 substituentů obsahuje přibližně 8 až 18 atomů uhlíku a jeden obsahuje aniontovou skupinu, například karboxyskupinu, sulfonát, sulfát, fosfát nebo fosfonát. Obecný vzorec těchto sloučenin je:

(R³)_x

I '

R² - y^{+:-ch₂ -r⁴ z⁽‘^! kde R² obsahuje alkylový, alkenylový nebo hydroxyalkylový radikál o přibližně 8 až 18 atomech uhlíku, O až asi 10 ethylenoxidových částic a O až přibližně 1 glycerylovou částici; Y je zvoleno ze skupiny, sestávající z atomu dusíku, fosforu a síry; R³ je alkylová nebo monohydroxyalkylová skupina, obsahující přibližně 1 až 3 atomy uhlíku; X je 1 v případě, že Y je atom síry a 2, pokud Y je atom dusíku nebo fosforu; R⁴ je alkylen nebo hydroxyalkylen o přibližně 1 až 4 atomech uhlíku a Z je radikál, zvolený ze skupiny, skládající se z karboxylátové, sulfonátové, sulfátové, fosfonátové a fosfátové skupiny.

Příklady takových povrchově aktivních látek zahrnují:

4- [N,'N-di(2-hydroxyethyl)-N-oktadecylamonio]-butan-l-karboxylát;

5- [S-3-hydroxypropyl-S-hexadecylsulfonio]-3-hydroxypentan—1—sulfát;

3-[P,P-diethyl-P-3,6,9-trioxatetradexocylfosfonio]-2-hydroxypropan-l-fosfát;

3-[N,N-dipropyl-N-3-dodekoxy-2-hydroxypropylamonio]-propan-l-fosfonát;

3-(n,N-dimethyl-N-hexadecylamonio)propan-l-sulfonát;

3- (n,N-dimethyl-N-hexadecylamonio)-2-hydroxypropan-l-sulfonát;

4- [N,N-di(2-hydroxyethyl)-N-(2-hydroxydodecyl)amonio]-butan-l-karboxylát;

3-[S-ethyl-S-(3-dodekoxy-2-hydroxypropyl)sulfonio]-propan-l-fosfát;

3-[P,P-dimethyl-P-dodecylfosfonio]-propan-l-fosfonát; a

5- [N,N-di(3-hydroxypropyl)-N-hexadecylamonio]-2-hydroxypentan-l-sulfát.

Amfotemí detergenty, které mohou být použity v tomto vynálezu, zahrnují nejméně jednu kyselou skupinu. Může to být skupina kyseliny karboxylové nebo sulfonové. Zahrnují kvartémí dusík a jde tedy o kvartémí aminokyseliny. Měly by obecně zahrnovat alkylovou nebo alkenylovou skupinu o 7 až 18 atomech uhlíku. Budou obvykle odpovídat celkovému strukturnímu vzorci:

O R²

R¹ - [-C-NH (CH₂) _n~] _m-N⁺-X-Y

I

R³ kde R¹ je alkyl nebo alkenyl o 7 až 18 atomech uhlíku;

-4CZ 290592 B6

R² a R³ jsou každý nezávisle alkyl, hydroxyalkyl nebo karboxyalkyl o 1 až 3 atomech uhlíku;

n je 2 až 4;

m je 0 či 1;

X je alkylen o 1 až 3 atomech uhlíku, volitelně substituovaný hydroxylem, a

Y je -CO2' nebo -SO3'.

Vhodné amfotemí detergenty odpovídající výše uvedenému obecnému vzorci zahrnují jednoduché betainy o vzorci:

R²

I

R¹ — N⁺ — CH₂CO₂‘

I

R³ a amidobetainy o vzorci:

R²

I

R¹ - CONH (CH,) m -N⁺-CH,CO2’

I

R³ kde m je 2 nebo 3.

V obou vzorcích odpovídají R¹, R² a R³ dříve definovaným skupinám. R¹ může být zejména směsí C)₂ a C14 alkylových skupin, odvozených od kokosu tak, že alespoň polovina a lépe alespoň tři čtvrtiny skupin R¹ mají 10 až 14 atomů uhlíku. R² a R³ jsou s výhodou methylové skupiny.

Další možností je, že amfoterním detergentem je sulfobetain o vzorci:

R²

I

R¹ — N⁺ — (CH₂) ₃SO₃

I

R³

-5CZ 290592 B6 nebo

R²

I

R¹ - CONH(CH2)m -N⁺-(CH2) ₃SOj

I

R³ kde m je 2 nebo 3, anebo varianty těchto vzorců, u nichž je skupina -(CffyhSCh nahrazena skupinou

OH

I

-CH₂CHCH₂SO₃’

V těchto vzorcích R¹, R² a R³ odpovídají předchozí definici.

Rovněž amfoacetáty a diamfoacetáty jsou považovány za látky, zahrnuté do možných zwitteriontových a/nebo amfotemích sloučenin, které lze použít.

Amfotemí a/nebo zwitteriontové látky obecně tvoří asi 2 % až 20 % hmotnosti, lépe 2 % až 10 % a ještě lépe 3 % až 8 % hmotnosti kompozice.

Poměr aniontových látek vůči zwitteriontovým/amfotemím látkám se může široce lišit a může být od 2:1 do 50:1, lépe pak od 5:1 do 20:1.

Mýdelná složka

Třetí požadovanou složkou předkládaného vynálezu je mýdelná složka (např. složka alkalické kovové soli mastné kyseliny).

Mýdla jsou obecně uváděna jako směs soli delších a kratších, nasycených a nenasycených mastných kyselin.

Mýdla jako soli s dlouhým řetězcem obecně ve směsi převládají a mohou představovat například 30 až 100 % hmotn. (např. tam, kde všechny řetězce jsou dlouhé, Ci6a C]₈) směsi, zatímco krátké řetězce mohou představovat 0 až 40 % hmotn.; ovšem je třeba si povšimnout, že kratší řetězce mohou převládat, pokud jsou použity dvojmocné nebo trojmocné kationty (např. hořčík, vápník).

Směs s výhodou obsahuje většinou C₈ až Ci₈ a lépe C]₂ až Ci₈ Ještě lépe pak Ci₆ až C_]8. Obecně je známé, že mýdla s delším řetězcem jsou jemnější.

Zde použitelná mýdla jsou dobře známé alkalické kovové soli přírodních nebo syntetických alifatických (alkanoových nebo alkenoových) kyselin, mající přibližně 6 až 24 atomů uhlíku, s výhodou 8 až 18 atomů uhlíku a ještě lépe 12 až 18 atomů uhlíku. Mohou být popsány jako karboxyláty alkalického kovu, mající přibližně 6 až 24 atomů uhlíku.

Mýdla, mající distribuci mastných kyselin kokosového oleje, mohou zajišťovat dolní konec širokého rozmezí molekulových hmotností. Mýdla, mající distribuci mastných kyselin podzemnicového nebo řepkového oleje, nebo jejich hydrogenovaných derivátů, mohou představovat horní konec širokého rozmezí molekulových hmotností.

-6CZ 290592 B6

Přednost se dává použití mýdel, majících distribuci mastných kyselin kokosového oleje nebo loje, nebo směsi obou látek, neboť jde o snadněji dostupné tuky a oleje. Podíl mastných kyselin majících nejméně 12 atomů uhlíku činí v mýdle kokosového oleje asi 85 % hmotn. Tento podíl bude větší pokud jsou použity směsi kokosového oleje a tuků jako je lůj, palmový olej nebo oleje z jiných než tropických ořechů, kde základními délkami řetězce jsou C₍₆ a delší řetězce. Upřednostňované mýdlo pro použití v kompozicích podle tohoto vynálezu má nejméně asi 85 % hmotn. mastných kyselin o přibližně 12 až 18 atomech uhlíku.

Kokosový olej, použitý pro mýdlo, může být nahrazen celý nebo částečně jinými oleji s vysokým obsahem kyseliny laurové, tj. oleji nebo tuky, u nichž se nejméně 50% celkových mastných kyselin skládá z kyseliny laurové nebo myristové a jejich směsí. Tyto oleje jsou obecně představovány oleji z tropických ořechů z třídy oleje z kokosových ořechů. Zahrnují například: palmojádrový olej, babassový olej, ouricuri olej, tucumový olej, olej z ořechu cohune. murumuru olej, jaboty-jádrový olej, khakano-jádrový olej, olej z ořechu dika a ucunhubové máslo.

Upřednostňovaným mýdlem je směs přibližně 15 % až 20% hmotn. kokosového oleje a asi 80 % až 85 % hmotn. Takové směsi obsahují přibližně 95 % mastných kyselin, majících asi 12 až 18 atomů uhlíku. Mýdlo může být připraveno z kokosového oleje a v takovém případě je obsah mastných kyselin o délce řetězce Ci₂ až C]₈ přibližně 85 % hmotn.

Mýdla mohou ve shodě s obchodně přijatelnými standardy obsahovat nenasycenost. Přílišná nenasycenost se normálně nevyskytuje. Ve skutečnosti, jak je uvedeno níže, se dává přednost nasycenosti.

Mýdla mohou být vyráběna klasickým postupem kotlového vaření nebo moderním nepřetržitým postupem výroby mýdla, kde se přírodní tuky a oleje jako lůj nebo kokosový olej jako jejich ekvivalenty saponifikují hydroxidem alkalického kovu za použití postupů dobře známých odborníkům v oboru. Alternativně mohou být mýdla vyráběna neutralizací mastných kyselin, jako je kyselina laurová (C|₂), myristová (Cm), palmitová (Cjů) nebo stearová (Cis) hydroxidem alkalického kovu nebo karbonátem alkalického kovu.

Druhou cestou, kterou mohou být mýdla zaváděna, je nezavádět je jako mýdla (směsi) popsaná zde, ale jednoduše jako alkalickou kovovou nebo alkanolovou amoniovou sůl alkanu nebo alkenu Ci₂-C_]6, s výhodou C]₆-C₂₀ monokarboxylové kyseliny. Příklad této možnosti zahrnuje stearát sodný.

Kritickým aspektem vynálezu je to, že mýdelná složka musí představovat alespoň přibližně 3 % hmotn. (např. 3 až 25 %, lépe pak 5 až 15 % vzhledem ke hmotnosti) kostkové kompozice. Dřívější stav techniky nedocenil, že minimální množství mýdelné složky jsou nutná k účinnému a úspornému zpracování kostek, obsahujících zwitteriontové a/nebo amfoterní látky, zejména pokud jsou amfoterní a/nebo zwitteriontové látky (např. betain) používány ve stále větších a větších množstvích. Jak se tedy množství zwitteriontové a/nebo amfoterní látky zvyšují na 2 a více % hmotn., jsou potřebná nejméně 3 % hmotn. množství mýdelné složky.

Ve druhém ztělesnění předkládaného vynálezu přihlašovatelé zjistili, že zpracování se dále zvětšuje zvýšením poměru nasyceného a nenasyceného mýdla (tj. soli nasycených a nenasycených mastných kyselin).

Aniž by bylo žádoucí vázat se teorií, předpokládá se, že zvýšená úroveň nasycení poskytuje kostce lepší strukturu vzhledem k mnohem účinnější krystalizaci.

Předkladatelé konkrétně zjistili, že pokud je úroveň soli nasycených kyselin vůči solím nenasycených kyselin 1:1 či větší, s výhodou 2:1 a větší, ještě lépe 10:1 a větší, zpracování (tempo hnětení) je zvýšeno. Dále pak jemnost je buď zvýšena, nebo není dotčena.

-7CZ 290592 B6

Volitelné látky

Ačkoli je vyžadována aniontová povrchově aktivní látka, např, acylisethionát, stejně jako zwitteriontová a/nebo amfotemí povrchově aktivní látka, mohou být použity také jiné povrchově aktivní látky.

Mezi ně patří neiontové a kationtové povrchově aktivní látky.

Neiontové povrchově aktivní látky zahrnují zejména reakční produkty sloučenin, majících hydrofobní skupinu a reaktivní vodíkový atom, například alifatické alkoholy, kyseliny, amidy nebo alkylfenoly, s alkylenovými oxidy, zvláště ethylenoxidem buď samotným, nebo spolu s propylenoxidem. Specifickými neiontovými detergentními sloučeninami jsou alkyl (C6-C22) fenol-ethylenoxidové kondenzáty, kondenzační produkty alifatických (Cg-Cis) primárních nebo sekundárních, rovných nebo větvených alkoholů s ethylenoxidem a produkty vytvořené kondenzací ethylenoxidu s reakčními produkty propylenoxidu a ethylendiaminu. Jiné tak zvané neiontové detergentní sloučeniny zahrnují terciární aminoxidy s dlouhým řetězcem, terciární fosfinové oxidy s dlouhým řetězcem a dialkylsulfoxidy.

Neiontovou látkou může být také cukerný amid, jako je polysacharidový amid. Konkrétně může být povrchově aktivní látkou jeden z laktobionamidů, popsaných v US patentu č. 5 389 279 (Au a spoluautoři), který je zde začleněn jako reference, a polyhydroxyamidy, jak je popsáno v US patentu č. 5 312 954 (Letton a spoluautoři), začleněném do předkládané přihlášky jako reference.

Příkladem kationtových detergentů jsou kvartémí amonné sloučeniny, jako jsou halogenidy alkyldimethylamonia.

Ostatní povrchově aktivní látky, které lze použít, jsou popsány v US patentu č. 3 723 325 (Parran Jr.) a v publikaci „Surface Active Agents and Detergents“ (díl I a II) autorů Schwartze, Perryho a Berche; obě zmíněné práce jsou rovněž začleněny do předkládané přihlášky jako reference.

Volné mastné kyseliny o 8 až 22 atomech uhlíku mohou být rovněž vhodně začleněny do kompozic podle předkládaného vynálezu. Některé z těchto mastných kyselin jsou přítomné proto, aby působily jako supermasticí činidla a další jako látky, zvyšující krémovitost a dobrý vjem na pokožce. Supermasticí činidla zvyšují pěnivost a mohou být zvolena z mastných kyselin o počtu uhlíkových atomů mezi 8 a 18 a lépe mezi 10 a 16, v množství do 35 % hmotnosti kompozice. V uvedených kostkových mýdlech jsou s výhodou rovněž přítomné látky, zlepšující pocit na pokožce a krémovitost, z nichž nejdůležitější je kyselina stearová.

Látkami zlepšujícími jemnost pokožky, používanými s výhodou také v kompozici podle vynálezu, jsou soli isethionátu. Kationty účinných soli mohou být zvoleny ze skupiny, sestávající z iontů alkalických kovů, iontů kovů alkalických zemin, amonných iontů, alkylamonných a mono-, di- nebo trialkanolamonných iontů. Zvláště upřednostňované kationty zahrnují sodné, draselné, lithné, vápenaté, horečnaté amonné, triethylamonné, mono-, di- nebo triethanolamonné ionty.

Jako látka zvyšující jemnost se zvláště upřednostňuje jednoduchý nesubstituovaný sodný isethionát o obecném vzorci, v němž R představuje vodík.

Látka zvyšující jemnost pokožky bude přítomna v množství od asi 0,5 % do asi 50 % hmotn. S výhodou je pak látka zvyšující jemnost přítomna v množství přibližně od 1 % do 25 %, lépe přibližně od 2 % do 15 % a nejlépe od 3 % do 10 % hmotnosti celkové kompozice kostkového mýdla.

-8CZ 290592 B6

V těchto kompozicích mohou být potřebné i další výkonné chemikálie a doplňky. Množství takových chemických látek a doplňků se může pohybovat přibližně od 1 % do 40 % hmotnosti celkového kompozice. Začleněno může být například 2 až 10 % detergentní soli zesilující pěnění. Ilustraci přídavných látek tohoto typu jsou soli, zvolené ze skupiny, sestávající z vyšších alifatických alkoholsulfátů alkalického kovu a organického aminu, alkylarylsulfonátů a taurinátů vyšších alifatických mastných kyselin.

Přítomné mohou být i doplňkové látky včetně germicidů, parfémů, barviv a pigmentů jako je oxid titaničitý a voda.

Následující příklady jsou zamýšleny pouze jako ilustrativní a žádným způsobem nejsou určeny k omezení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Přísady

Následující je podrobný přehled nasycených tuků (tučně) a nenasycených tuků (netučně) v různých mýdlech, použitých v příkladech.

Tabulka 1

Množství nasycených/nenasycených tuků v mýdlech^1,2

mastná kyselina	kokos, mýdlo	mýdlo z hověz. loje	stearát sodný
kapronová	0,2	—	-
kaprylová	8,0	—	-
: kaprinová	7,0	—
laurová	48,2	—	-
: myristová	17,3	2,2	-
^; palmitová	8,8	35,0 Ί	55,0
i stearová	2,0	15,7	45,0
: olejová	6,0	44,4	-
linolová	2,5	2,2	-
1 linolenová	, —	0,4	-
' arachidonová	-	0,1	-

nasycená mýdla jsou tištěna tučně

82/18 bezpříměsové (čisté) mýdlo je směs sodného lojového a sodného kokosového mýdla.

Následující prostředky jsou použity v zeinových testech i v testech hnětení.

-9CZ 290592 B6

Kontrola

přísada	\| % hmotnosti	rozmezí
kokosový isethionát sodný	i .50 %	40-60 %
kyselina stearová (např. mastná kyselina C_g až C24)	i .20 %	10-30%
směs mýdla mastné kyseliny (např. 82/18)	I J%	5-12%
stearát sodný	.3,0%	1-5 %
betain	i —	-
kokosová mastná kyselina	1 .3,0%	1-5 %
isethionát sodný	! .5,0 %	3-7 %
dodecylbenzensulfonát sodný	1 .2,0 %	1-5 %
příchutě, barviva, konzervační látky	1 .1,7%	0,5-5 %
voda	1 .5,0 %	1-10%

Příklad 1: kontrola s 3 % betainu, 10 % čistého mýdla 82/18. 5 Příklad 2: kontrola s 3 % betainu, 10 % stearátu sodného.

Příklad 3: kontrola s 5 % betainu, 8 % čistého mádla 82/18.

Příklad 4: kontrola s 5 % betainu, 8 % stearátu sodného.

Příklad 5: kontrola s 7 % betainu, 6 % čistého mýdla 82/18.

Příklad 6: kontrola s 7 % betainu, 6 % stearátu sodného.

Příklad 7: kontrola s 10 % betainu, 10 % čistého mýdla 82/18. Příklad 8: kontrola s 10 % betainu, 10 % stearátu sodného.

Zeinové testy

Stanovení jemnosti

Test rozpouštění zeinu byl použit k předběžnému testování schopnosti studovaných kompozic vyvolat podráždění. V baňce o objemu 240 ml bylo připraveno 30 ml vodné disperze kostkových mýdel. Disperze byly ponechány ve vodní lázni o teplotě 45 °C až do úplného rozpuštění. Během 20 ekvilibrace při laboratorní teplotě bylo přidáno do každého roztoku 1,5 g zeinového prášku za rychlého míchání po dobu 1 hodiny. Roztoky pak byly přeneseny do centrifugačních kyvet a odstřeďovány 30 minut rychlostí asi 3000 otáček za minutu. Nerozpuštěný zein byl izolován, promyt a ponechán vysušit ve vakuové sušičce o teplotě 60 °C do konstantní hmotnosti. Gravimetricky bylo stanoveno procentní množství rozpuštěného zeinu, které odpovídá schopnosti 25 vyvolat podráždění.

Příklady 1 až 7

Ke znázornění účinku zvýšeného nasycení kostek (použitím většího množství stearátu sodného, který je 100% nasyceným mýdlem, vzhledem k mýdlu 82/18, které je směsí, se zvýší nasycení) přihlašovatelé testovali prostředek s různými hladinami betainu (3 %, 5 %, 7 % a 10 % hmotn.) buď s mýdlem 82/18 nebo stearátem sodným a výsledky jsou shrnuty níže v tabulce 2. Veškeré procentní údaje se týkají hmotnosti.

- 10CZ 290592 B6

Zeinové výsledky vzhledem k jemnosti prostředků

kompozice	příklad	% zeinu
kontrola	srovnávací př.	46,6
kontrola s 3 % betainu a 10 % 82/18 čistého mýdla	1	42,7
kontrola s 3 % betainu a 10 % stearátu sodného	2	39,8
kontrola s 5 % betainu a 8 % 82/18 čistého mýdla	3	36,4
kontrola s 5 % betainu a 8 % stearátu sodného	4	34,1
kontrola s 7 % betainu a 6 % 82/18 čistého mýdla	5	34,7
kontrola s 7 % betainu a 6 % stearátu sodného	6	32,3
kontrola s 10 % betainu a 10 % 82/18 čistého mýdla	7	42,1
kontrola s 10 % betainu a 10 % stearátu sodného	8	37,5

Volná mastná kyselina byla konstantní u všech prostředků kromě příkladů 7 a 8.

Jak je zřejmé, vždy, když byla složka „čisté mýdlo“ nahrazeno stearátem sodným (tj. indikace vyššího nasycení), zeinový výsledek (indikace jemnosti; čím nižší zeinový výsledek tím jemnější kostkové mýdlo) pokleslo. Použití nasycených látek tedy jasně zvýšilo jemnost.

Zpracování

K prokázání toho, že použití výše nasycených látek rovněž zlepšilo zpracování, byly stejné příklady 1 až 7 vloženy do štěpinkového mixéru, rafinéru a hnětače ke stanovení tempa průtlačného lisování. Výsledky jsou uvedeny níže v tabulce 3.

Výkonnost zařízení

rafinér (v librách za minutu, tj. χ 0,45 v kg/min)
kompozice	pokus	štěpiny na nudličky¹(x 0,45=kg/min)	nudličky na nudličky²(x 0,45=kg/min)	hnětač³ (x 0,45=kg/min)
kontrola	kont.	6,3	7,7/10,6	10,6
kontrola s 3 % betainu a 10 % 82/18 čistého mýdla	1	6,9	7,2/9,1	9,4
kontrola s 3 % betainu a 10 % stearátu sodného	2	7,9	7,5/10,1	13,0
kontrola s 5 % betainu a 8 % 82/18 čistého mýdla	3	7,4	8,9/7,9	9,2
kontrola s 5 % betainu a 8 % stearátu sodného	4	7,8	7,9/11,8	11,4
kontrola s 7 % betainu a 6 % 82/18 čistého mýdla	5	4,6	5,7/-	7,3
kontrola s 7 % betainu a 6 % stearátu sodného	6	7,3	6,4/9,3	8,0
kontrola s 10 % betainu a 10 % 82/18 čistého mýdla	7	4,7	2,3/3,1	1,5
kontrola s 10 % betainu +10 % stearátu sodného	8	5,6	5,3/6,9	8,7

Rafinace (zjemňování štěpinek na nudličky: rafinér pracující při 9 otáčkách za minutu). Rafinace nudliček na nudličky: rafinér pracující při 9 a 14 otáčkách za minutu, údaje jsou poskytnuty (x 0,45 = kg/min @ 9 ot. za minutu/χ 0,45=kg/min @ 14 ot. za minutu) Hnětení kulatiny: rafinér při 14 ot. za minutu, hnětač při 14 ot. za minutu.

- 11 CZ 290592 B6

Uváděná % jsou hmotnostní.

Opět je zřejmé, že nahrazení stearátem ve směsích čistého mýdla zvyšuje tempa protlačování.

Co by mělo být nadto zvláště zmíněno, je, že množství betainu (tj. 2 % a více) by mohla být účině zpracovávána (např. > 5 liber/min = 5 x 0,45 kg/min). Přihlašovatelé nebyli dříve schopni získat takové rychlosti protlačování při takových množstvích betainu. Těchto účinných rychlostí bylo možné dosáhnout pouze za objevu toho, že minimální množství mýdla jsou potřebná.

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kostkové mýdlo, v y z n a č u j í c í se tím, že obsahuje:

Claims

Co by mělo být nadto zvláště zmíněno, je, že množství betainu (tj. 2 % a více) by mohla být účině zpracovávána (např. > 5 liber/min = 5 x 0,45 kg/min). Přihlašovatelé nebyli dříve schopni získat takové rychlosti protlačování při takových množstvích betainu. Těchto účinných rychlostí bylo možné dosáhnout pouze za objevu toho, že minimální množství mýdla jsou potřebná.

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kostkové mýdlo, v y z n a č u j í c í se tím, že obsahuje:

(a) 10 % hmotnostních až 70 % hmotnostních aniontové povrchově aktivní látky, anitonových povrchově aktivních látek nebo jejich směsí;

(b) 2 % hmotnostní až 20 % hmotnostních zwitteriontové a/nebo amfotemí povrchově aktivní látky; a (c) 3 % hmotnostní až 25 % hmotnostních mýdelné složky jako směsi solí mastných kyselin, kde poměr solí nasycené mastné kyseliny a solí nenasycené mastné kyseliny převyšuje hodnotu 1:1.
2. Kostkové mýdlo podle nároku 1, v y z n a č uj í c í se tím, že aniontovou látkou je buď

a) isethionát o vzorci RCO2CH2CH2SO3M, kde R je C₇ až C₂i alkylová nebo alkenylová skupina a M je solubilizační kation;

b) alkylglycerylethersulfát; nebo

c) acylisethionát.
3. Kostkové mýdlo podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že amfotemí látka má buď vzorec

O R²

II I

R¹ - [-C-NH (CH₂) _n-] _m-N⁺-X-Y

I

R³ kde R¹ je alkyl nebo alkenyl o 7 až 18 atomech uhlíku;

R² a R³ jsou každý nezávisle alkyl, hydroxyalkyl nebo karboxyalkyl o 1 až 3 atomech uhlíku; n je 2 až 4;

m je 0 čil;

- 12CZ 290592 B6

X je alkylen o 1 až 3 atomech uhlíku, volitelně substituovaný hydroxylem, a

Y je -CO₂“ nebo -SO₃~, neboje amidobetainem o vzorci

R²

I

R¹ - CONH(CH,)m -N⁺-CH2CO₂’

I

R³ kde m je 2 nebo 3.
4. Kostkové mýdlo podle kteréhokoli z předcházejících nároků, v y z n a č uj í c í se tím, že amfoterní a/nebo zwitteriontová látka představuje 2 % až 10 % hmotnosti kostkového mýdla.
5. Kostkové mýdlo podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vy z n a č uj í c í se tím, že amfoterní látka představuje 3 % až 7 % hmotnosti kostkového mýdla.
6. Kostkové mýdlo podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vy z n a č u j í c í se tím, že ve směsi solí mastných kyselin mýdelné složky představují řetězce o délce C]₆ a delší 30 až 100 % hmotnostních této směsi a řetězce o délce Ce až Cp představují 0 až 40 % hmotnostních této směsi.
7. Kostkové mýdlo podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vy z n a č uj í c í se tím, že směs soli mastných kyselin mýdelné složky obsahuje řetězce o délce C₈ až Cjg.
8. Kostkové mýdlo podle nároku 7, vyznačující se tím, že směs soli mastných kyselin mýdelné složky obsahuje především řetězce o délce Cj6 až C^.
9. Kostkové mýdlo podle nároku 7, vyznačující se tím, že směs solí mastných kyselin mýdelné složky obsahuje především řetězce o délce Ci6 až Cis-
10. Kostkové mýdlo podle kteréhokoli z předcházejících nároků, v y z n a č uj í c í se tím, že mýdelná složka jako směs soli mastných kyselin představuje 5 až 15 % hmotnostních kostkového mýdla.