DE10063428A1 - Dispersionen nanopartikulärer riechstoffhaltiger Kompositmaterialien - Google Patents
Dispersionen nanopartikulärer riechstoffhaltiger KompositmaterialienInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft wäßrige Dispersionen nanopartikulärer Kompositmaterialien, wobei die Kompositmaterialien mindestens einen Riechstoff und einen organischen Trägerstoff umfassen und die Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 500 nm aufweisen. Aus den Kompositmaterialien werden die in ihnen enthaltenen Riechstoffe verlangsamt freigesetzt. Die Kompositmaterialien eignen sich daher vorzugsweise zur lange anhaltenden Beduftung von Substraten, insbesondere von Textilien und Keratinfasern.
Description
Die Erfindung betrifft wäßrige Dispersionen nanopartikulärer Kompositmaterialien,
wobei die Kompositmaterialien mindestens einen Riechstoff und einen organischen
Trägerstoff umfassen und die Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser im
Bereich von 1 bis 500 nm aufweisen. Aus den Kompositmaterialien werden die in
ihnen enthaltenen Riechstoffe verlangsamt freigesetzt. Die Kompositmaterialien
eignen sich zur Beduftung von Substraten, insbesondere von Textilien und
Keratinfasern.
Riechstoffe, auch als Duftstoffe bezeichnet, werden seit langem beispielsweise in
Wasch-, Spül-, Reinigungs- oder Avivagemitteln wie auch in kosmetischen
Zubereitungen verwendet. Sie dienen heutzutage weniger - wie in früheren Zeiten -
dem Ziel, unangenehme Eigengerüche der in den genannten Mitteln bzw.
Zubereitungen enthaltenen Komponenten zu überdecken, sondern werden in erster
Linie deswegen verwendet, um sowohl den Produkten selbst als auch den mit den
Mitteln behandelten Gegenständen oder Flächen oder dem mit den Zubereitungen
behandelten Körper oder Teil des Körpers einen angenehmen und über die
Behandlung hinaus möglichst lang anhaltenden Duft zu verleihen. Darüber hinaus
wird über den Duft des Produktes oder über den durch das Produkt auf das
behandelte Objekt übertragenen Duft beim Verbraucher auch eine Produkt-
Identifikation erreicht; die werbemäßige Auslobung der Duftnote macht von dieser
Produkt-Identifikation Gebrauch und wird absatzfördernd eingesetzt. Besonders bei
Avivagemitteln wird der Duftnote ein besonderer Platz in der Werbung und damit
auch in der Verbrauchervorstellung eingeräumt. Es besteht infolge dessen sowohl
bei den Herstellern von Wasch-, Spül-, Reinigungs- oder Avivagemitteln als auch bei
den Herstellern kosmetischer Zubereitungen ein Bedarf nach einem Weg, einerseits
Riechstoffe auf mit solchen Mitteln behandelten Objekten zu fixieren und damit erst
zu ermöglichen, daß bei oder nach der Behandlung Riechstoffe freigesetzt werden
können, andererseits jedoch auch die Zeit für die Freisetzung der Riechstoffe nach
der Behandlung zu verlängern.
Die kontrollierte Freisetzung von Riechstoffen in unterschiedlichsten Präparaten des
Wasch-, Spül-, Reinigungs- und Körperpflegemittel-Sektors, gern als "controlled
release" oder auch "slow release" bezeichnet, ist Gegenstand zahlreicher
Veröffentlichungen und Patentanmeldungen. Dies spiegelt wider, daß auf diesem
technischen Gebiet die Freisetzung von Riechstoffen von herausragender
Bedeutung ist, da - aus den oben genannten Gründen - sowohl das Produkt, als
auch die Wasch-, Spül-, Reinigungs- oder Avivagemittel-Lösung und die mit diesen
Mitteln behandelten Objekte intensiv und langanhaltend beduftet werden sollen.
Neben den Methoden, Riechstoffe auf Trägermaterialien aufzubringen und diese
dann zu beschichten oder Riechstoffe zu verkapseln oder in Verbindungen
komplexartig einzulagern (beispielsweise Cyclodextrin-Riechstoff-Komplexe),
existiert die Möglichkeit, die Riechstoffe chemisch an Trägermedien zu binden,
wobei die chemische Bindung langsam gespalten und der Riechstoff freigesetzt wird.
Dieses Prinzip ist beispielsweise bei der Veresterung von Duftstoffalkoholen
verwirklicht worden, wie sie in der Druckschrift WO 97/30687 beschrieben ist. Die
ältere Patentanmeldung DE 198 41 147.2 (Henkel KGaA) offenbart Ester von
Oligokieselsäuren mit Duftalkoholen, die ein langanhaltendes Beduften von Objekten
(einschließlich des menschlichen Körpers oder dessen Teilen wie z. B. der Haare)
ermöglichen. Es treten jedoch beim Einsatz der genannten Verbindungen des
Standes der Technik in Wasch- und Reinigungsmitteln wie auch in kosmetischen
Zubereitungen Probleme auf. So sind viele der bekannten Verbindungen in wäßrigen
Wasch- und Reinigungsmitteln nicht einsetzbar, da sie bereits im Produkt
hydrolysieren und die verzögerte Freisetzung hierdurch bedingt später nicht mehr
eintritt. Dies ist um so mehr der Fall, als übliche Wasch- und Reinigungsmittel oft pH-
Werte aufweisen, die die Hydrolyse von Duftstoffestern begünstigen. Ein weiterer
Nachteil von Lösungsvorschlägen des Stands der Technik besteht in der häufig nur
beschränkt möglichen Einarbeitbarkeit der Controlled-release-Formulierungen der
Riechstoffe, insbesondere in Zubereitungen mit einem hohen Wasseranteil. So
kommt es vielfach zur Instabilität der Zubereitungen, z. B. in Form von
Phasentrennungen und Sedimentationserscheinungen. Weiterhin unerwünscht sind
in vielen Fällen die Begleitstoffe, welche mit den Controlled-release-Formulierungen
der Riechstoffe in die Zubereitungen eingebracht werden, wie z. B. Alkohole als
Hydrolyseprodukt der obengenannten Riechstoffester oder Cyclodextrine im Falle
von Riechstoff-Cyclodextrin-Komplexen.
Es bestand also weiterhin ein Bedürfnis, technisch gut zugängliche, kostengünstige
und breit einsetzbare Riechstoff-Angebotsformen bereitzustellen, die besonders zum
Einsatz in Wasch-, Reinigungs- oder Avivagemitteln oder kosmetischen
Zubereitungen geeignet sind und den mit ihnen behandelten Objekten einen lange
anhaltenden Duft verleihen. Aufgabe der Erfindung war auch, Verfahren zum
Waschen, Spülen, Reinigen und Avivieren sowie zur kosmetischen Behandlung des
Körpers bereitzustellen, mit welchen ein lang anhaltender Duft auf das Wasch-, Spül-
oder Reinigungsgut oder den menschlichen Körper bzw. Teile davon aufgebracht
werden kann.
Überraschend wurde nun gefunden, daß sich der Duft von Zubereitungen der
unterschiedlichsten Art, beispielsweise von Waschmitteln, Spülmitteln,
Reinigungsmitteln, Aviviermitteln oder auch von kosmetischen Zubereitungen, auf
die mit diesen Zubereitungen behandelten Objekte übertragen läßt und von diesen
der Duft über eine längere Zeit freigesetzt wird, wenn die jeweiligen Zubereitungen
eine nanopartikuläre wäßrige Dispersion eines Kompositmaterials aus einem
organischen Trägerstoff und mindestens einem Riechstoff enthalten.
Die Erfindung betrifft daher eine wäßrige Dispersion eines nanopartikulären
Kompositmaterials, wobei das Kompositmaterial mindestens einen Riechstoff und
einen organischen Trägerstoff umfaßt und die Partikel einen mittleren
Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 500 nm und bevorzugt im Bereich von 10
bis 200 nm aufweisen.
Die Größenangaben sind zu verstehen als Durchmesser in Richtung der größten
Längenausdehnung der Teilchen. Bei der Herstellung der Partikel erhält man stets
Teilchen mit einer Größe, die einer Verteilungskurve folgt. Zur experimentellen
Bestimmung der Teilchengröße kann beispielsweise die dem Fachmann bekannte
Methode der dynamischen Lichtstreuung angewandt werden.
Als Riechstoffe, auch Duftstoffe genannt, können z. B. Verbindungen aus der Klasse
der Ester, Ether, Aldehyde, Ketone, Alkohole oder Kohlenwasserstoffe verwendet
werden. Riechstoffe vom Typ der Ester sind z. B. Benzylacetat,
Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dimethyl
benzylcarbinylacetat (DMBCA), Phenylethylacetat, Benzylacetat, Ethylmethyl
phenylglycinat, Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat, Benzylsalicylat,
Cyclohexylsalicylat, Floramat, Melusat und Jasmacyclat. Zu den Ethern zählen
beispielsweise Benzylethylether und Ambroxan, zu den Aldehyden z. B. die linearen
Alkanale mit 8-18 C-Atomen, Citral, Citronellal, Citronellyloxy-acetaldehyd,
Cyclamenaldehyd, Lilial und Bourgeonal, zu den Ketonen z. B. die Jonone, α-
Isomethylionon und Methyl-cedrylketon, zu den Alkoholen Anethol, Citronellol,
Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und Terpineol, zu den
Kohlenwasserstoffen gehören hauptsächlich die Terpene wie Limonen und Pinen.
Bevorzugt werden jedoch Mischungen verschiedener Riechstoffe verwendet, die
gemeinsam eine ansprechende Duftnote erzeugen. Solche Mischungen werden
auch als Parfümöle bezeichnet, wenn sie bei Raumtemperatur als Flüssigkeiten
vorliegen.
Als Riechstoffe oder Riechstoffgemische können auch natürliche Produkte aus
pflanzlichen Quellen verwendet werden, z. B. Pine-, Citrus-, Jasmin-, Patchouli-,
Rosen- oder Ylang-Ylang-Öl. Ebenfalls geeignet sind Muskateller-Salbeiöl,
Kamillenöl, Nelkenöl, Melissenöl, Minzöl, Zimtblätteröl, Lindenblütenöl,
Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl sowie
Orangenblütenöl, Neroliöl, Orangenschalenöl und Sandelholzöl.
Um wahrnehmbar zu sein, muss ein Riechstoff flüchtig sein, wobei neben der Natur
der funktionellen Gruppen und der Struktur der chemischen Verbindung auch die
Molmasse eine wichtige Rolle spielt. So besitzen die meisten Riechstoffe Molmassen
bis etwa 300 Dalton, während höhere Molmassen eher eine Ausnahme darstellen.
Aufgrund der unterschiedlichen Flüchtigkeit von Riechstoffen verändert sich der
Geruch eines aus mehreren Riechstoffen zusammengesetzten Parfüms bzw.
Duftstoffs während des Verdampfens, wobei man die Geruchseindrücke in
"Kopfnote" ("top note"), "Herz- bzw. Mittelnote" ("middle note" bzw. "body") sowie
"Basisnote" ("end note" bzw. "dry out") unterteilt. Da die Geruchswahrnehmung zu
einem großen Teil auch auf der Geruchsintensität beruht, besteht die Kopfnote eines
Parfüms bzw. Duftstoffs nicht allein aus leichtflüchtigen Verbindungen, während die
Basisnote zum größten Teil aus weniger flüchtigen, d. h. haftfesten Riechstoffen be
steht. Bei der Komposition von Parfüms können leichter flüchtige Riechstoffe
beispielsweise an bestimmte Fixative gebunden werden, wodurch ihr zu schnelles
Verdampfen verhindert wird. Bei der nachfolgenden Einteilung der Riechstoffe in
"leichter flüchtige" bzw. "haftfeste" Riechstoffe ist also über den Geruchseindruck
und darüber, ob der entsprechende Riechstoff als Kopf- oder Herznote wahrgenom
men wird, nichts ausgesagt.
Haftfeste Riechstoffe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Duftstoff
einsetzbar sind, sind beispielsweise die ätherischen Öle wie Angelikawurzelöl,
Anisöl, Arnikablütenöl, Basilikumöl, Bayöl, Champacablütenöl, Edeltannenöl,
Edeltannenzapfenöl, Elemiöl, Eukalyptusöl, Fenchelöl, Fichtennadelöl, Galbanumöl,
Geraniumöl, Gingergrasöl, Guajakholzöl, Gurjunbalsamöl, Helichrysumöl, Ho-Öl,
Ingweröl, Irisöl, Kajeputöl, Kalmusöl, Kamillenöl, Kampferöl, Kanagaöl, Kardamome
nöl, Kassiaöl, Kiefernnadelöl, Kopaïvabalsamöl, Korianderöl, Krauseminzeöl,
Kümmelöl, Kuminöl, Lavendelöl, Lemongrasöl, Limettenöl, Mandarinenöl,
Melissenöl, Moschuskörneröl, Myrrheöl, Nelkenöl, Neroliöl, Niaouliöl, Olibanumöl,
Origanumöl, Palmarosaöl, Patchuliöl, Perubalsamöl, Petitgrainöl, Pfefferöl,
Pfefferminzöl, Pimentöl, Pine-Öl, Rosenöl, Rosmarinöl, Sandelholzöl, Sellerieöl,
Spiköl, Sternanisöl, Terpentinöl, Thujaöl, Thymianöl, Verbenaöl, Vetiveröl,
Wacholderbeeröl, Wermutöl, Wintergrünöl, YlangYlang-Öl, Ysop-Öl, Zimtöl,
Zimtblätteröl, Zitronellöl, Zitronenöl sowie Zypressenöl. Aber auch die
höhersiedenden bzw. festen Riechstoffe natürlichen oder synthetischen Ursprungs
können im Rahmen der vorliegenden Erfindung als haftfeste Riechstoffe bzw.
Riechstoffgemische eingesetzt werden. Zu diesen Verbindungen zählen die
nachfolgend genannten Verbindungen sowie Mischungen aus diesen: Ambrettolid,
Ambroxan, α-Amylzimtaldehyd, Anethol, Anisaldehyd, Anisalkohol, Anisol,
Anthranilsäuremethylester, Acetophenon, Benzylaceton, Benzaldehyd,
Benzoesäureethylester, Benzophenon, Benzylalkohol, Benzylacetat, Benzylbenzoat,
Benzylformiat, Benzylvalerianat, Borneol, Bornylacetat, Boisambrene forte, α-
Bromstyrol, n-Decylaldehyd, n-Dodecylaldehyd, Eugenol, Eugenolmethylether, Euka
lyptol, Farnesol, Fenchon, Fenchylacetat, Geranylacetat, Geranylformiat, Heliotropin,
Heptincarbonsäuremethylester, Heptaldehyd, Hydrochinon-Dimethylether,
Hydroxyzimtaldehyd, Hydroxyzimtalkohol, Indol, Iron, Isoeugenol, Isoeugenol
methylether, Isosafrol, Jasmon, Kampfer, Karvakrol, Karvon, pKresolmethylether,
Cumarin, p-Methoxyacetophenon, Methyl-n-amylketon, Methylanthranilsäure
methylester, p-Methylacetophenon, Methylchavikol, pMethylchinolin,
Methyl-β-naphthylketon, Methyl-n-nonylacetaldehyd, Methyl-nnonylketon, Muskon,
β-Naphtholethylether, β-Naphtholmethylether, Nerol, n-Nonylaldehyd, Nonylalkohol,
n-Octylaldehyd, p-Oxy-acetophenon, Pentadekanolid, β-Phenylethylalkohol,
Phenylacetaldehyd-Dimethyacetal, Phenylessigsäure, Pulegon, Safrol, Salicyl
säureisoamylester, Salicylsäuremethylester, Salicylsäurehexylester, Salicylsäure
cyclohexylester, Santalol, Sandelice, Skatol, Terpineol, Thymen, Thymol, Troenan,
γ-Undelacton, Vanilin, Veratrumaldehyd, Zimtaldehyd, Zimatalkohol, Zimtsäure, Zimt
säureethylester, Zimtsäurebenzylester.
Zu den leichter flüchtigen Riechstoffen zählen insbesondere die niedriger siedenden
Riechstoffe natürlichen oder synthetischen Ursprungs, die allein oder in Mischungen
eingesetzt werden können. Beispiele für leichter flüchtige Riechstoffe sind
Diphenyloxid, Limonen, Linalool, Linalylacetat und -propionat, Melusat, Menthol,
Menthon, Methyl-n-heptenon, Pinen, Phenylacetaldehyd, Terpinylacetat, Citral,
Citronellal.
Erfindungsgemäß können ein einzelner Riechstoff oder Mischungen verschiedener
Riechstoffe verwendet werden. Bevorzugt sind Riechstoffgemische, insbesondere
Parfümöle.
Als organischer Trägerstoff eignen sich im Sinne der Erfindung beispielsweise
Wachse, höhere Fettalkohole, Fettalkoholatkoxylate, Fettsäureamide, quartäre
Ammoniumverbindungen und quartäre Phosphoniumverbindungen, soweit diese
einen Schmelzpunkt von mehr als 40°C aufweisen und in Wasser schwerlöslich sind.
Unter Schwerlöslichkeit ist im Sinne der Erfindung eine Löslichkeit von weniger als 5 Gew.-%,
vorzugsweise von weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Lösung, zu verstehen.
Unter Wachsen sind im Sinne der Erfindung natürliche oder synthetische Stoffe zu
verstehen, welche bei 20°C knetbar, fest bis brüchig hart, grob bis feinkristallin,
durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig sind, oberhalb von ca. 40°C
unzersetzt schmelzen und schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes niedrigviskos
und nicht fadenziehend sind. Die im Sinne der Erfindung einzusetzenden Wachse
unterscheiden sich beispielsweise von Harzen dadurch, daß sie in der Regel etwa
zwischen und 50 und 90°C, in Ausnahmefällen auch bis zu 200°C, in den
schmelzflüssigen, niedrigviskosen Zustand übergehen und praktisch frei von
aschebildenden Verbindungen sind. Nach ihrer Herkunft teilt man die Wachse in die
folgenden drei Gruppen ein: natürliche Wachse pflanzlichen oder tierischen
Ursprungs, wie z. B. Candelillawachs, Carnaubawachs, Japanwachs,
Espartograswachs, Korkwachs, Guarumawachs, Reiskeimölwachs,
Zuckerrohrwachs, Ouricurywachs, Montanwachs, Bienenwachs, Schellackwachs,
Walrat, Lanolin (Wollwachs), Bürzelfett, Ceresin, Ozokerit (Erdwachs), Petrolatum,
Paraffinwachse, Mikrowachse; chemisch modifizierte Wachse (Hartwachse), wie z. B.
Montanesterwachse, Sasolwachse, hydrierte Jojobawachse oder hydriertes
Rizinusöl sowie synthetische Wachse, wie z. B. Polyalkylenwachse und
Polyethylenglycolwachse.
Unter höheren Fettalkoholen sind primäre aliphatische Alkohole der Formel R-OH zu
verstehen, in der R für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten
Kohlenwasserstoffrest mit 14 bis 40 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppel
bindungen steht. Typische Beispiele sind Myristylalkohol, Cetylalkohol,
Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol,
Petroselinylalkohol, Linolylalkohol, Linolenylalkohol, Elaeostearylalkohol,
Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, Brassidylalkohol,
Lignocerylalkohol, Cerylalkohol, Myricylalkohol, Melissylalkohol sowie deren Mi
schungen. Die Fettalkohole können pflanzlichen, tierischen oder synthetischen
Ursprungs sein. Erfindungsgemäß verwendbare synthetische Fettalkohol-Gemische
werden z. B. bei der Hochdruckhydrierung von technischen Methylestern auf Basis
von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als
Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen erhalten.
Bevorzugt sind höhere Fettalkohole pflanzlichen Ursprungs, besonders bevorzugt
solche mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen. Weiterhin bevorzugt ist Cetylstearylalkohol,
worunter Gemische aus etwa gleichen Teilen Cetyl- und Stearylalkohol zu verstehen
sind.
Erfindungsgemäß geeignete Fettalkoholalkoxylate sind Anlagerungsprodukte von 2
bis 100 Mol Ethylenoxid und/oder 0 bis 20 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole
mit 8 bis 22 C-Atomen.
Unter quartären Ammoniumverbindungen sind im Sinne der Erfindung
beispielsweise quaternäre Ammoniumverbindungen der Formeln (I) und (II) zu
verstehen,
wobei R und R1 für einen acyclischen Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, R2
für einen gesättigten C1-C4 Alkyl- oder Hydroxyalkylrest steht, R3 entweder gleich R,
R1 oder R2 ist und COR4 und COR5 jeweils für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis
22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht sowie R6 für H oder
OH steht, wobei m, n und o jeweils unabhängig voneinander den Wert 1, 2 oder 3
haben können und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat-, Methophosphat- oder
Phosphation ist, sowie Mischungen dieser Verbindungen. Besonders bevorzugt sind
Verbindungen, die Alkylreste mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten.
Beispiele für kationische Verbindungen der Formel (I) sind
Didecyldimethylammoniumchlorid, Ditalgdimethylammoniumchlorid oder
Dihexadecylammoniumchlorid. Beispiele für Verbindungen der Formel (II) sind
Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyl-oxyethyl)ammonium-methosulfat, Bis-
(palmitoyl)-ethyl-hydroxyethyl-methyl-ammonium-methosulfat oder Methyl-N,N-
bis(acyloxyethyl)-N-(2-hydroxyethyl)ammonium-methosulfat. Werden quarternierte
Verbindungen der Formel (II) eingesetzt, die ungesättigte Alkylketten aufweisen, sind
die Acylgruppen bevorzugt, deren korrespondierenden Fettsäuren eine Jodzahl
zwischen 5 und 25, vorzugsweise zwischen 10 und 25 und insbesondere zwischen
15 und 20 aufweisen und die ein cis/trans-Isomerenverhältnis (in Gew.-%) von 30 : 70,
vorzugsweise größer als 50 : 50 und insbesondere größer als 70 : 30 haben.
Neben den oben beschriebenen quaternären Verbindungen können auch andere
bekannte Verbindungen eingesetzt werden, wie beispielsweise quaternäre
Imidazoliniumverbindungen der Formel (III)
wobei R7 und R8 jeweils eine gesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R9 einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder H bedeutet und Z eine NH-
Gruppe oder Sauerstoff bedeutet und A ein Anion ist.
Weitere geeignete quaternäre Verbindungen sind durch Formel (IV) beschrieben,
wobei R10 für eine C1-4Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkylgruppe steht, R11 und R12
jeweils unabhängig ausgewählt eine C8-28 Alkylgruppe darstellt und p eine Zahl
zwischen 0 und 5 ist.
Ebenfalls einsetzbar sind Alkylamidoamine, insbesondere Fettsäureamidoamine wie
das unter der Bezeichnung Tego Amid®S 18 erhältliche
Stearylamidopropyldimethylamin, sowie die sogenannten "Esterquats", wie die unter
dem Warenzeichen Stepantex® vertriebenen Methylhydroxyalkyldialkoyloxy
alkylammoniummethosulfate oder die unter Dehyquart® bekannten Produkte von der
Cognis Deutschland GmbH.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte organische Trägerstoffe sind Paraffine und
quartäre Ammoniumverbindungen.
Weiterhin bevorzugt ist es, wenn die organischen Trägerstoffe Schmelz- bzw.
Erweichungspunkte oberhalb von 40°C und unterhalb von 100°C haben und
unzersetzt schmelzbar sind.
Im Sinne der Erfindung versteht es sich, daß das nanopartikuläre Kompositmaterial
auch zwei oder mehr organische Trägerstoffe umfassen kann.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß als organischer Trägerstoff für
das Kompositmaterial in vielen Fällen ein Stoff geeignet ist, der in den bevorzugten
Anwendungsformen des Kompositmaterials, nämlich als Bestandteil von Wasch-,
Spül- und Reinigungsmitteln sowie kosmetischen Zubereitungen, ohnehin einen
üblichen Inhaltsstoff darstellt.
Unter einer wäßrigen Dispersion ist im Sinne der Erfindung eine Dispersion zu
verstehen, deren flüssige Phase aus Wasser oder einem homogenen Gemisch von
Wasser mit einem oder mehreren nichtwässrigen polaren Lösungsmitteln, wie
beispielsweise Ethanol, Glycerin, Ethylenglykol, Propylenglykol oder N-Methyl-
pyrrolidon besteht.
Um eine Dispersion ausbilden zu können, versteht es sich, daß im Sinne der
Erfindung nur organische Trägerstoffe und Riechstoffe mit einer hinreichend
geringen Löslichkeit in der flüssigen Phase der Dispersion geeignet sind. Darunter ist
zu verstehen, daß das Kompositmaterial aus Trägerstoff und Riechstoffgemisch in
der flüssigen Phase der Dispersion schwerlöslich sein soll, wobei unter
Schwerlöslichkeit eine Löslichkeit der Bestandteile der nanopartikulären
Kompositmaterialien von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 1 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, verstanden werden soll.
Die erfindungsgemäßen nanopartikulären Kompositmaterialien sind vorzugsweise
von mindestens einem Oberflächenmodifikationsmittel ummantelt.
Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind Stoffe zu verstehen, welche der Oberflä
che der Nanopartikel physikalisch anhaften, mit diesen jedoch vorzugsweise nicht
chemisch reagieren. Die einzelnen an der Oberfläche adsorbierten Moleküle der
Oberflächenmodifikationsmittel sind im wesentlichen frei von intermolekularen
Bindungen untereinander. Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind insbesondere
Dispergiermittel zu verstehen. Dispergiermittel sind dem Fachmann beispielsweise
auch unter den Begriffen Emulgatoren, Schutzkolloide, Netzmittel und Detergentien
bekannt.
Als Oberflächenmodifikationsmittel kommen beispielsweise Emulgatoren vom Typ
der nichtionischen Tenside aus mindestens einer der folgenden Gruppen in Frage:
- 1. Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/oder 0 bis 5 Mol Pro pylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen und an Alkylphenole mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkyl gruppe;
- 2. C12/18 Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von 1 bis 30 Mol Ethylenoxid an Glycerin;
- 3. Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukte;
- 4. Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analoga;
- 5. Anlagerungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;
- 6. Polyol- und insbesondere Polyglycerinester, wie z. B. Polyglycerinpolyricino leat, Polyglycerinpoly-12-hydroxystearat oder Polyglycerindimerat. Ebenfalls geeignet sind Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Sub stanzklassen;
- 7. Anlagerungsprodukte von 2 bis 15 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder ge härtetes Ricinusöl;
- 8. Partialester auf Basis linearer, verzweigter, ungesättigter bzw. gesättigter C6/22 Fettsäuren, Ricinolsäure sowie 12-Hydroxystearinsäure und Glycerin, Polyglycerin, Pentaerythrit, Dipenta-erythrit, Zuckeralkohole (z. B. Sorbit), Al kylglucoside (z. B. Methylglucosid, Butylglucosid, Lauryl-glucosid) sowie Poly glucoside (z. B. Cellulose);
- 9. Mono-, Di- und Trialkylphosphate sowie Mono-, Di- und/oder Tri-PEG-alkyl phosphate und deren Salze;
- 10. Wollwachsalkohole;
- 11. Polysiloxan-Polyalkyl-Polyether-Copolymere bzw. entsprechende Derivate;
- 12. Mischester aus Pentaerythrit, Fettsäuren, Citronensäure und Fettalkohol und/oder Mischester von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, Methylglucose und Polyolen, vorzugsweise Glycerin oder Polyglycerin sowie
- 13. Polyalkylenglycole.
Die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder von Propylenoxid an Fettalko
hole, Fettsäuren, Alkylphenole, Glycerinmono- und -diester sowie Sorbitanmono-
und -diester von Fettsäuren oder an Ricinusöl stellen bekannte, im Handel erhält
liche Produkte dar. Es handelt sich dabei um Homologengemische, deren mittlerer
Alkoxylierungsgrad dem Verhältnis der Stoffmengen von Ethylenoxid und/ oder
Propylenoxid und Substrat, mit denen die Anlagerungsreaktion durchgeführt wird,
entspricht.
C8/18-Alkylmono- und -oligoglycoside, ihre Herstellung und ihre Verwendung sind aus
dem Stand der Technik bekannt. Ihre Herstellung erfolgt insbesondere durch
Umsetzung von Glucose oder Oligosacchariden mit primären Alkoholen mit 8 bis 18
C-Atomen. Bezüglich des Glycosidrestes gilt, daß sowohl Monoglycoside, bei denen
ein cyclischer Zuckerrest glycosidisch an den Fettalkohol gebunden ist, als auch
oligomere Glycoside mit einem Oligomerisationsgrad bis vorzugsweise etwa 8
geeignet sind. Der Oligomerisierungsgrad ist dabei ein statistischer Mittelwert, dem
eine für solche technischen Produkte übliche Homologenverteilung zugrunde liegt.
Typische Beispiele für anionische Tenside und Emulgatoren sind Seifen,
Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate,
Glycerinethersulfonate, α-Methylestersulfonate, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate,
Alkylethersulfate wie beispielsweise Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate,
Hydroxymischethersulfate, Monoglycerid(ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate,
Mono- und Dialkyl-sulfosuccinate, Mono- und Dialkylsulfo-succinamate, Sulfotriglyce
ride, Amidseifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate,
Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, N-Acylaminosäuren wie beispielsweise
Acylglutamate und Acylaspartate, Alkyloligoglucosidsulfate, Proteinfettsäure
kondensate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), und Alkyl(ether)-
phosphate. Sofern die anionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können
diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenvertei
lung aufweisen.
Weiterhin können als Emulgatoren zwitterionische Tenside verwendet werden. Als
zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeich
net, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens
eine Carboxylat- und eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete zwitterioni
sche Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dimethylammoni
umglycinate, beispielsweise das Kokosalkyldimethylammonium-glycinat, N-Acyla
mino-propyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosacyl
aminopropyldimethylammoniumglycinat, und 2-Alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxy
ethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie
das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinat. Besonders bevorzugt
ist das unter der CTFA-Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte
Fettsäureamid-Derivat. Ebenfalls geeignete Emulgatoren sind ampholytische Ten
side. Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindun
gen verstanden, die außer einer C8/18-Alkyl- oder -Acylgruppe im Molekül mindestens
eine freie Aminogruppe und mindestens eine -COOH- oder -SO3H-Gruppe enthalten
und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete
ampholytische Tenside sind N-Alkylglycine, N-Alkylpropionsäuren, N-Alkylamino
buttersäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, N-Hydroxyethyl-N-alkylamidopropylg
lycine, N-Alkyltaurine, N-Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropionsäuren und
Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe.
Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkylaminopro
pionat, das Kokosacylaminoethylaminopropionat und das C12/18-Acylsarcosin. Neben
den ampholytischen kommen auch quartäre Emulgatoren in Betracht, wobei solche
vom Typ der Esterquats, vorzugsweise methyl-quaternierte Difettsäuretriethanol
aminester-Salze, besonders bevorzugt sind.
Als Oberflächenmodifikationsmittel geeignete Schutzkolloide sind z. B. natürliche
wasserlösliche Polymere wie z. B. Gelatine, Casein, Gummi arabicum, Lysalbin
säure, Stärke, Albumin, Alginsäure sowie deren Alkali- und Erdalkalimetallsalze,
wasserlösliche Derivate von wasserunlöslichen polymeren Naturstoffen wie z. B.
Celluloseether wie Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose
oder modifizierte Carboxymethyl-cellulose, Hydroxyethyl-Stärke oder Hydroxypropyl-
Guar, sowie synthetische wasserlösliche Polymere, wie z. B. Polyvinylalkohole,
Polyvinylbutyrale, Polyvinylpyrrolidone, Polyalkylenglycole, Polyasparaginsäuren und
Polyacrylate.
Als Oberflächenmodifikationsmittel bevorzugt sind nichtionische Tenside,
insbesondere Alkylpolyglycoside, in welchen der Alkylrest zwischen 12 und 16
Kohlenstoffatome enthält, Fettalkoholalkoxylate und Fettsäurealkanolamide.
Für den Fall, daß der organische Trägerstoff eine quartäre Verbindung darstellt,
kommen als Oberflächenmodifikationsmittel nur nichtionische und/oder kationische
Stoffe in Betracht, nicht jedoch anionische wie beispielsweise Aniontenside. Die
Auswahl der für einen bestimmten organischen Trägerstoff geeigneten
Oberflächenmodifikationsmittel ist mittels einfacher Routineversuche möglich.
Die Menge des Oberflächenmodifikationsmittels in Bezug auf das Kompositmaterial
entspricht mindestens der Menge, die erforderlich ist, um eine stabile Dispersion an
Nanopartikeln des Kompositmaterials zu erhalten. Diese minimale Menge kann
jeweils durch einfache Routineversuche ermittelt werden.
In der Regel wird für die Herstellung des nanopartikulären Kompositmaterials das
Kompositmaterial und das Oberflächenmodifikationsmittel im Gewichtsverhältnis 1 : 50
bis 50 : 1, vorzugsweise 1 : 5 bis 10 : 1 und insbesondere 1 : 2 bis 2 : 1
eingesetzt. Anstelle der angegebenen Mengenanteile des Oberflächenmodi
fikationsmittels kann auch in gleicher Menge ein Gemisch aus zwei oder mehr
Oberflächenmodifikationsmitteln eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen nanopartikulärer Kompositmaterialien können
in Anlehnung an das beispielsweise aus der EP-B1 0 506 197 zur Herstellung
nanopartikulärer Wachsdispersionen bekannte Schmelzemulgierverfahren
hergestellt werden, indem in einer möglichen Variante des Verfahrens
- a) eine Schmelze des organischen Trägerstoffs mit dem mindestens einen Riechstoff, gegebenenfalls in Gegenwart eines Oberflächenmodifikationsmittels, hergestellt wird,
- b) diese Schmelze in einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, mit welcher die Schmelze nicht mischbar ist, dispergiert wird und
- c) die Temperatur anschließend unter den Schmelzpunkt des Gemischs aus Trägerstoff, Riechstoff(en) und ggf. Oberflächenmodifikationsmittel abgekühlt wird.
In der bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird das
Riechstoffgemisch zusammen mit dem organischen Trägermaterial zunächst so weit
erwärmt, bis eine flüssige Phase entsteht. Sodann werden ein oder mehrere
Oberflächenmodifikationsmittel zugegeben und die Mischung bis zur Bildung einer
homogenen flüssigen Phase vermengt. Falls erforderlich, wird hierzu weiter erwärmt.
Anschließend wird der flüssigen, mit Wasser nicht mischbaren Mischung unter
Rühren und unter Bildung einer Mikroemulsion Wasser zugesetzt, welches vorher
auf eine Temperatur erwärmt wurde, die oberhalb der Schmelztemperatur der
Mischung aus Riechstoffgemisch, organischem Trägermaterial und gegebenenfalls
Oberflächenmodifikationsmitteln liegt. Die Mikroemulsion wird anschließend langsam
bis zur Verfestigung der mikroemulgierten Partikel abgekühlt, was
zweckmäßigerweise unter Rühren erfolgt, wobei eine stabile Dispersion der
nanopartikulären Kompositmaterialien gebildet wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit Verfahren zur Herstellung einer
wäßrigen Dispersion eines nanopartikulären Kompositmaterials, wobei das
Kompositmaterial mindestens einen Riechstoff und einen organischen Trägerstoff
umfaßt und die Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis
500 nm aufweisen, in dem
- a) der geschmolzene organische Trägerstoff mit dem Riechstoff, gegebenenfalls in Gegenwart eines Oberflächenmodifikationsmittels, in Wasser emulgiert wird und
- b) die Emulsion auf eine Temperatur unterhalb von 40°C abgekühlt wird.
Des weiteren sind Abwandlungen dieses Verfahrens möglich, welche in gleicher
Weise zu den gewünschten Dispersionen führen. So kann beispielsweise im ersten
Schritt des Verfahrens das oder die Oberflächenmodifikationsmittel von Anfang an
zusammen mit dem organischen Trägermaterial und dem Riechstoffgemisch bis zur
Ausbildung einer homogenen flüssigen Phase erwärmt werden. In einer weiteren
Variante des Herstellverfahrens kann das erwärmte Wasser vorgelegt und die
flüssige Phase aus Riechstoffgemisch, organischem Trägermaterial und
gegebenenfalls Oberflächenmodifikationsmitteln zum Wasser zugefügt werden.
Es versteht sich, daß jeweils bei möglichst niedrigen Temperaturen gearbeitet
werden sollte, um Verluste an flüchtigen Riechstoffen zu vermeiden. Vorzugsweise
werden jedoch solche Riechstoffgemische eingesetzt, bei welchen im Verlauf des
Herstellverfahrens der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien keine so großen
Verdunstungsverluste eintreten, daß sich diese im Geruchsprofil der
Kompositmaterialien in unerwünschter Weise bemerkbar machen. Nach den
Erkenntnissen der Erfinder gelingt es jedoch gemäß der Lehre der Erfindung, auch
solche Riechstoffgemische in erfindungsgemäße Kompositmaterialien umzuwandeln,
welche Riechstoffkomponenten mit einem Siedepunkt unterhalb der maximalen
Arbeitstemperatur des vorstehend genannten Herstellungsverfahrens enthalten.
Sofern besonders tiefsiedende Riechstoffe zum Einsatz kommen sollen, kann es
zweckmäßig sein, zur Schmelzpunktserniedrigung der Mischung aus
Riechstoffgemisch, organischem Trägermaterial und gegebenenfalls
Oberflächenmodifikationsmitteln geeignete Hilfsstoffe zuzusetzen.
Anstelle von Wasser kommen erfindungsgemäß auch Mischungen aus Wasser und
nichtwässrigen polaren Lösungsmitteln, wie beispielsweise Ethanol, Glycerin,
Ethylenglykol, Propylenglykol oder N-Methylpyrrolidon in Betracht, soweit die
nanopartikulären Kompositmaterialien in diesen wäßrigen Mischungen schwerlöslich
sind, wobei der Begriff Schwerlöslichkeit wie vorstehend definiert ist.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dispersionen der
nanopartikulären Kompositmaterialien zeichnen sich durch eine hohe Lagerstabilität
aus.
Das Kompositmaterial soll, gegebenenfalls zusammen mit dem
Oberflächenmodifikationsmittel, in der Lage sein, gemäß dem vorstehend
beschriebenen Herstellverfahren in Wasser oder wäßrigen Mischungen stabil
dispergierbare Nanopartikel zu ergeben, wobei der mittlere Teilchendurchmesser der
Nanopartikel im Bereich von 1 bis 500 nm liegt. Die brauchbaren organischen
Trägerstoffe und die gegebenenfalls zusätzlich erforderlichen
Oberflächenmodifikationsmittel lassen sich durch einfache Routineversuche
auswählen.
Das aufgeführte Herstellverfahren ist lediglich beispielhaft zu verstehen und stellt
keine Einschränkung dar.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen können zwischen 1 und 60 Gew.-% der
nanopartikulären Kompositmaterialien und/oder zwischen 0,1 und 10 Gew.-% des
Riechstoffs bzw. Riechstoffgemischs enthalten, jeweils bezogen auf das
Gesamtgewicht der Dispersion.
Es wurde gefunden, daß die Duftfreisetzung der in den erfindungsgemäßen
Kompositmaterialien vorliegenden Riechstoffe gegenüber frei vorliegenden
ansonsten identischen Riechstoffen zeitlich deutlich verzögert erfolgt. Dies bedeutet,
daß der aus dem Kompositmaterial freigesetzte Duft wesentlich länger anhält. Was
die Duftintensität über den zeitlichen Verlauf angeht, so verläuft diese bei den
erfindungsgemäßen Kompositmaterialien wesentlich gleichmäßiger. Während die
Duftintensität der frei vorliegenden Riechstoffe zu Beginn hoch ist und dann rasch
abfällt, liegt die Duftintensität des erfindungsgemäßen Kompositmaterials anfangs
zwar niedriger als beim freien Riechstoff, bleibt dann aber über längere Zeit auf
einem deutlich erhöhten Niveau.
Es wird angenommen, daß die Riechstoffe in den erfindungsgemäßen
Kompositmaterialien beispielsweise in Form fester Lösungen, in kleinen Hohlräumen
des Trägerstoffs eingeschlossen oder auch teilweise an der Partikeloberfläche
adsorbiert vorliegen können. Die Freisetzung der im Inneren der Partikel enthaltenen
Riechstoffe kann durch Diffusion an die Oberfläche erfolgen. Es ist jedoch auch
möglich, durch Erwärmen der Kompositmaterialien über ihren Schmelzpunkt hinaus
innerhalb sehr kurzer Zeit die gesamten enthaltenen Riechstoffe freizusetzen und
damit eine nahezu schlagartige Freisetzung des mit den Riechstoffen verbundenen
Dufts zu bewirken. Aus den erfindungsgemäßen Kompositmaterialien kann demnach
das enthaltene Riechstoffgemisch kontrolliert freigesetzt werden.
Je nach dem verwendeten Riechstoffgemisch kann die Duftcharakteristik des
erfindungsgemäßen Kompositmaterials mit jener des freien Riechstoffgemischs
übereinstimmen oder auch abweichen. Durch geeignete Wahl der im Gemisch
enthaltenen Riechstoffe und deren Konzentration im Riechstoffgemisch kann der
Fachmann jedoch stets auch für das erfindungsgemäße Kompositmaterial den
gewünschten Dufteindruck einstellen.
Es wurde gefunden, daß sich nach der Lehre der Erfindung nanopartikuläre
Kompositmaterialien herstellen lassen, welche besonders gut an Substraten und
insbesondere den Oberflächen von Substraten anhaften, d. h. eine besonders hohe
Substantivität aufweisen. Dies trifft insbesondere für Textilfasern und Keratinfasern,
wie z. B. menschliche Haare, zu, jedoch sind unter Oberflächen im Sinne der
Erfindung beispielsweise auch Oberflächen von harten Substraten wie z. B.
Keramikfliesen, Glas, Fußböden oder Möbeloberflächen oder auch anderen
Gegenständen zu verstehen.
Damit ist es mit den erfindungsgemäßen nanopartikulären Kompositmaterialien
möglich, Substraten und insbesondere der Oberfläche von Substraten einen lange
anhaltenden Duft zu verleihen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach die Verwendung
einer wäßrigen Dispersion eines nanopartikulären Kompositmaterials, wobei das
Kompositmaterial mindestens einen Riechstoff und einen organischen Trägerstoff
umfaßt und die Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis
500 nm aufweisen, zur Beduftung eines Substrats, insbesondere eines Textils, einer
Keratinfaser oder einer harten Oberfläche.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen von nanopartikulären
Kompositmaterialien lassen sich stabil in Formulierungen, selbst wenn sie einen
hohen Wasseranteil enthalten, einarbeiten, und können damit höhere
Einsatzkonzentrationen an Riechstoffen ermöglichen als beim Einsatz der freien
Riechstoffe.
Die Erfindung umfaßt weiterhin die Verwendung einer wäßrigen Dispersion eines
nanopartikulären Kompositmaterials, wobei das Kompositmaterial mindestens einen
Riechstoff und einen organischen Trägerstoff umfaßt und die Partikel einen mittleren
Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 500 nm aufweisen, in Wasch-, Spül-,
Reinigungs- und Avivagezubereitungen sowie in kosmetischen Zubereitungen. Es
wurde nämlich gefunden, daß die Aufgabe, durch die Anwendung von Wasch-, Spül-,
Reinigungs- und Avivagezubereitungen sowie kosmetischen Zubereitungen einen
lange anhaltenden Duft auf die mit diesen Zubereitungen behandelten Objekte bzw.
auf den menschlichen Körper bzw. Teile davon zu übertragen, gelöst werden kann,
wenn in den jeweiligen Zubereitungen Dispersionen nanopartikulärer
Kompositmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind demnach Zubereitungen,
umfassend als Waschmittel neben üblichen Bestandteilen einer
Waschmittelzubereitung, als Spülmittel neben üblichen Bestandteilen einer
Spülmittelzubereitung, als Reinigungsmittel neben üblichen Bestandteilen einer
Reinigungsmittelzubereitung, als Aviviermittel neben üblichen Bestandteilen einer
Avivagemittelzubereitung und als kosmetisches Mittel neben üblichen Bestandteilen
einer kosmetischen Zubereitung, ein wäßrige Dispersion eines nanopartikulären
Kompositmaterials, wobei das Kompositmaterial mindestens einen Riechstoff und
einen organischen Trägerstoff umfaßt und die Partikel einen mittleren
Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 500 nm aufweisen. Bevorzugte
Zubereitungen sind wäßrige Zubereitungen.
Weiterhin bevorzugt sind Flüssigwaschmittel, Avivagezubereitungen wie
Wäscheweichspüler und Bügelsprays ("Sprühstärke").
Dabei umfassen Wasch-, Spül-, Reinigungs- und Avivagemittelzubereitungen als
Aktivstoffe Substanzen wie Tenside (anionische, nichtionische, kationische und
amphotere Tenside), Buildersubstanzen (anorganische und organische
Buildersubstanzen), Bleichmittel (wie beispielsweise Peroxo-Bleichmittel und Chlor-
Bleichmittel), Bleichaktivatoren, Bleichstabilisatoren, Bleichkatalysatoren, Enzyme,
spezielle Polymere (beispielsweise solche mit Cobuilder-Eigenschaften),
Vergrauungsinhibitoren, Farbstoffe und Duftstoffe (Parfums), ohne daß die
Inhaltsstoffe auf diese Substanzgruppen beschränkt sind. Häufig sind wichtige
Inhaltsstoffe dieser Zubereitungen auch Waschhilfsmittel und Reinigungshilfsmittel,
für die beispielhaft und nicht beschränkend optische Aufheller, UV-
Schutzsubstanzen, sog. Soil Repellents, also Polymere, die einer
Wiederanschmutzung von Fasern oder harten Oberflächen entgegenwirken, sowie
Silberschutzmittel genannt seien.
Bei den kosmetischen Zubereitungen handelt es sich in einer bevorzugten
Ausführungsform um wäßrige Zubereitungen, die sich insbesondere zur Behandlung
von Keratinfasern, insbesondere menschlichen Haaren, oder zur Behandlung der
menschlichen Haut eignen. Bei den angesprochenen Haarbehandlungsmitteln
handelt es sich dabei insbesondere um Mittel zur Behandlung von menschlichem
Kopfhaar. Zu den erfindungsgemäß besonders bevorzugten Mitteln zählen
Haarwasch- und Haarpflegemittel wie Haarshampoos, Haarspülungen und
Haarkuren.
Eine erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugte kosmetische Zubereitung ist ein
Deodorant-Spray.
Zur Herstellung der vorstehend genannten Zubereitungen wird vorzugsweise die
erfindungsgemäße wäßrige Dispersion eines nanopartikulären Kompositmaterials,
gegebenenfalls nach vorheriger Verdünnung z. B. mit Wasser, mit den weiteren
Rezepturbestandteilen in an sich bekannter Weise bei einer Temperatur unterhalb
des Schmelzpunkts des Kompositmaterials vermischt bzw. dispergiert.
In den vorstehend beschriebenen Zubereitungen werden die erfindungsgemäßen
Dispersionen in einer solchen Menge eingesetzt, daß das nanopartikuläre
Kompositmaterial in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise
einer Menge im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, und insbesondere eine Menge im
Bereich von 0,5 bis 2 Gew.-% enthalten ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Zubereitung. Im Falle von Weichspülern liegt die bevorzugte Einsatzkonzentration
des nanopartikulären Kompositmaterials im Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%, im Falle
von Haarspülungen im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zubereitungen.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beduftung eines
Substrats, bei welchem die Oberfläche des Substrats mit einer olfaktorisch, d. h.
geruchlich wirksamen Menge einer erfindungsgemäßen Dispersion wie vorstehend
beschrieben oder einer Zubereitung wie vorstehend beschrieben in Kontakt gebracht
wird.
Die Erfindung betrifft auch Waschverfahren, insbesondere zum maschinellen
Waschen von Waschgut, Spülverfahren, insbesondere zum maschinellen
Geschirrspülen, Reinigungsverfahren, insbesondere zum Reinigen von Flächen oder
Gegenständen, sowie Avivierverfahren, insbesondere für Textilien, in denen man
Zubereitungen gemäß der Erfindung in jeweilige wäßrige Flotten appliziert und die
Substrate mit den die Zubereitungen enthaltenden Flotten behandelt. Die
Behandlung kann dabei z. B. auch in der Weise erfolgen, daß das Objekt mit der
Zubereitung bzw. der Flotte besprüht wird.
Die Erfindung betrifft auch ein kosmetisches Behandlungsverfahren, worin man eine
kosmetische Zubereitung gemäß der Erfindung mit dem menschlichen Körper oder
einem Teil davon in Kontakt bringt und diesen so kosmetisch behandelt.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung verdeutlichen, ohne sie
einzuschränken. Alle Prozentanteile sind, soweit nicht anders angegeben, auf das
Gesamtgewicht der Zubereitungen bezogen.
Für die erfindungsgemäßen Beispiele 1-6 wurde ein Parfümöl folgender
Zusammensetzung eingesetzt:
3 g Parfümöl wurden in 100 g geschmolzenem Paraffin (aliphatische C15-
Kohlenwasserstoffe) und 100 g Mergital B10 (Behenylalkohol mit 10 EO) bei 90°C
gelöst. Anschließend wurden 150 g auf 90°C vorgewärmtes Wasser zugetropft unter
Ausbildung einer opaleszierenden Flüssigkeit, und es wurde für 30 Minuten bei 90°C
weitergerührt. Danach wurden weitere 150 g Wasser von 90°C zugegeben unter
Bildung einer milchigen viskosen Dispersion, für 5 Minuten bei 90°C weitergerührt
und danach auf Raumtemperatur abgekühlt. Die mittels Lichtstreuung ermittelte
Partikelgrößenverteilung ergab Partikelgrößen zwischen 30 und 120 nm mit einem
Maximum bei 100 nm.
0,5 g Parfümöl wurden in 20 g geschmolzenem Paraffin (aliphatische C15-
Kohlenwasserstoffe) bei 90°C gelöst, danach 20 g Mergital B 10 unter Rühren
hinzugefügt und für weitere 5 Minuten gerührt. Anschließend wurden 30 g 90°C
warmen Wassers langsam zugetropft unter Ausbildung eines opaleszierenden Gels.
Danach wurden weitere 29,5 g Wasser von 90°C schnell hinzugefügt, für ca. 15
Minuten gerührt und schließlich langsam auf RT abgekühlt unter Bildung einer
stabilen weißen Suspension. Diese ließ sich mit Wasser zu einer opaleszierenden
Lösung verdünnen. Die Teilchengrößenbestimmung lieferte einen
volumengewichteten Mittelwert von 31 nm.
0,5 g Parfümöl wurden in 20 g geschmolzenem Paraffin (aliphatische C15-
Kohlenwasserstoffe) bei 90°C gelöst, danach 20 g Mergital B 10 unter Rühren
hinzugefügt und für weitere 5 Minuten gerührt. Anschließend wurden 59,5 g Wasser
von 90°C langsam zugetropft unter Ausbildung eines opaleszierenden Gels. Es
wurde für ca. 15 Minuten gerührt und schließlich langsam auf RT abgekühlt unter
Bildung einer stabilen weißen Dispersion. Nach Verdünnung mit Wasser lieferte eine
Teilchengrößenbestimmung mittels Lichtstreuung eine volumengewichtete
Teilchengröße von 15 nm.
1 g Parfümöl wurden in 20 g Dehyquart AU 56 (Dipalmitoylethyl-hydroxyethyl
methyl-ammonium methosulfate) bei 85°C gelöst. Danach wurden 20 g Plantacare
1200 UP (C12-C16-Alkylpolyglycosid) unter Rühren hinzugefügt und für 5 Minuten
gerührt. Anschließend wurde diese Mischung in 55 g Wasser von 85°C gegeben und
dann unter weiterem Rühren auf 90°C erhitzt und bei dieser Temperatur für 30
Minuten gerührt. Danach wurde die Temperatur langsam auf Raumtemperatur
abgesenkt. Man erhielt eine milchigweiße, cremige stabile Dispersion. Die mittlere
Teilchengröße wurde mit 300 nm bestimmt.
1 g Parfümöl wurden in 20 g Dehyquart AU 56 bei 80°C gelöst. Danach wurden 10 g
Genapol T 500 (C16-18-Fettalkohol+50EO) unter Rühren hinzugefügt und für 5
Minuten gerührt. Anschließend wurde diese Mischung in 69 g Wasser von 85°C
getropft und dann unter weiterem Rühren auf 90°C erhitzt und bei dieser Temperatur
für 30 Minuten gerührt. Danach wurde die Temperatur langsam auf Raumtemperatur
abgesenkt. Man erhielt eine cremige Dispersion. Die mittlere Teilchengröße wurde
mit 150 nm bestimmt.
20 g Dehyquart AU 56 wurden zusammen mit 3 g Genapol T 500 unter Rühren bei
100°C geschmolzen. Anschließend wurde diese Mischung in 76 g Wasser von 85°C
getropft und dann unter weiterem Rühren auf 90°C erhitzt und bei dieser Temperatur
für 30 Minuten gerührt. Danach wurde die Temperatur langsam auf Raumtemperatur
abgesenkt, anschließend 1 g Parfümöl unter Rühren zugefügt und für weitere 5
Minuten gerührt. Man erhielt eine dünnflüssige Dispersion. Die mittlere
Teilchengröße wurde mit 150 nm bestimmt.
In einem Modellversuch wurde die Freisetzungskinetik einzelner Riechstoffe aus der
erfindungsgemäßen Dispersion aus Beispiel 5 im Vergleich zu der konventionell
hergestellten Dispersion aus Vergleichsbeispiel 6, in welcher das Parfümöl in freier
Form, d. h. nicht als Bestandteil eines Kompositmaterials vorliegt, untersucht. Dazu
wurden jeweils gleich große Proben beider Dispersionen auf Filterpapierstreifen
aufgebracht und diese dann bei Raumtemperatur 1 Stunde bzw. 3 Stunden gelagert.
Nach den Lagerzeiten wurden die Papierstreifen in ein Headspace-Gefäß gegeben
und darin 15 Minuten bei 45°C thermostatisiert. Die dann im Dampfraum befindlichen
Riechstoffe Herbavert, Dihydromyrcenol, Tetrahydrolinalool und Isobornylacetat
wurden mittels einer GC-MS-Kopplung und Spektrenvergleich anhand einer
Substanzbibliothek identifiziert, und parallel dazu mittels eines FID quantifiziert. Die
in der folgenden Tabelle aufgeführten Zahlenwerte stellen relative Peakflächen dar
und sind ein Maß für die Konzentration des jeweiligen Riechstoffs.
Die dargestellten Ergebnisse zeigen, daß nach 1 bzw. 3 Stunden in allen Fällen die
erfindungsgemäße Dispersion zu einer wesentlich höheren Konzentration an
Riechstoff im Gasraum führte. Diese höhere Konzentration im Gasraum korreliert
direkt mit einer entsprechend höheren Duftintensität. Aus den Ergebnissen ist
ebenfalls unmittelbar abzuleiten, daß sich im Falle des Vergleichsbeispiels 6 die
Hauptmenge der dargestellten Riechstoffe bereits im Verlauf der ersten Stunde des
Versuchs verflüchtigt hatte.
Besonders zu beachten ist, daß selbst im Falle des leichtflüchtigen Riechstoffs
Herbavert nach 1 bzw. 3 Stunden die erfindungsgemäße Dispersion zu einer
wesentlich höheren Konzentration an Riechstoff im Gasraum führte, obwohl in
diesem Fall das Riechstoffgemisch im Verlauf der Herstellung der Dispersion auf
90°C erhitzt worden war, während dies im Vergleichsbeispiel nicht der Fall war.
Claims (27)
1. Wäßrige Dispersion eines nanopartikulären Kompositmaterials, wobei das
Kompositmaterial mindestens einen Riechstoff und einen organischen Trägerstoff
umfaßt und die Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1
bis 500 nm aufweisen.
2. Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der organische
Trägerstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von Wachsen,
höheren Fettalkoholen, Fettalkoholalkoxylaten, Fettsäureamiden, quartären
Ammoniumverbindungen und quartären Phosphoniumverbindungen.
3. Dispersion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der organische
Trägerstoff ein Paraffin ist.
4. Dispersion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der organische
Trägerstoff eine quartäre Ammoniumverbindung ist.
5. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
organische Trägerstoff bei einer Temperatur zwischen 40 und 100°C unzersetzt
schmelzbar ist.
6. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
mindestens eine Riechstoff ein Parfümöl ist.
7. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Partikel von mindestens einem Oberflächenmodifikationsmittel umhüllt sind.
8. Dispersion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine
Oberflächenmodifikationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird
von den nichtionischen Tensiden.
9. Dispersion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine
Oberflächenmodifikationsmittel ein Alkylpolyglycosid und/oder ein
Fettalkoholalkoxylat ist.
10. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie
zwischen 1 und 60 Gew.-% des nanopartikulären Kompositmaterials enthält,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion.
11. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie
zwischen 0,1 und 10 Gew.-% des Riechstoffs bzw. Riechstoffgemischs enthält,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion.
12. Verfahren zur Herstellung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
in dem
- a) der geschmolzene organische Trägerstoff mit dem Riechstoff, gegebenenfalls in Gegenwart eines Oberflächenmodifikationsmittels, in Wasser emulgiert wird und
- b) die Emulsion auf eine Temperatur unterhalb von 40°C abgekühlt wird.
13. Verwendung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur
kontrollierten Freisetzung mindestens eines Riechstoffs.
14. Verwendung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Beduftung
eines Substrats.
15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein
Textil, eine Keratinfaser oder eine harte Oberfläche ist.
16. Zubereitung, umfassend neben üblichen Bestandteilen einer
Waschmittelzubereitung eine Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
17. Zubereitung, umfassend neben üblichen Bestandteilen einer
Spülmittelzubereitung eine Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
18. Zubereitung, umfassend neben üblichen Bestandteilen einer
Reinigungsmittelzubereitung eine Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
19. Zubereitung, umfassend neben üblichen Bestandteilen einer
Avivagemittelmittelzubereitung eine Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis
11.
20. Zubereitung, umfassend neben üblichen Bestandteilen einer kosmetischen
Zubereitung eine Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
21. Zubereitung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß
das nanopartikuläre Kompositmaterial in der Zubereitung in einer Menge im
Bereich von 0,01 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise einer Menge im Bereich von 0,1
bis 10 Gew.-%, und insbesondere eine Menge im Bereich von 0,5 bis 2 Gew.-%
enthalten ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung.
22. Verfahren zur Beduftung eines Substrats, bei welchem die Oberfläche des
Substrats mit einer olfaktorisch wirksamen Menge einer Dispersion nach einem
der Ansprüche 1 bis 11 oder einer Zubereitung nach einem der Ansprüche 16 bis
20 in Kontakt gebracht wird.
23. Waschverfahren, insbesondere Verfahren zum maschinellen Waschen, worin
man eine Zubereitung nach Anspruch 16 in die Waschflotte appliziert und das
Waschgut damit behandelt.
24. Spülverfahren, insbesondere Verfahren zum maschinellen Geschirrspülen, worin
man eine Zubereitung nach Anspruch 17 in die Spülflotte appliziert und das
Spülgut damit behandelt.
25. Reinigungsverfahren zum Reinigen von Flächen oder Gegenständen, worin man
eine Zubereitung nach Anspruch 18 in die Reinigungsflotte appliziert und die
Flächen oder Gegenstände damit behandelt.
26. Avivageverfahren für Textilien, worin man eine Zubereitung nach Anspruch 19 in
die Waschflotte oder Avivage-Flotte appliziert und die Textilien damit behandelt.
27. Kosmetisches Behandlungsverfahren, worin man eine Zubereitung nach
Anspruch 20 mit dem menschlichen Körper oder einem Teil davon in Kontakt
bringt und diesen so kosmetisch behandelt.
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