PL188737B1

PL188737B1 - Kompozycja syntetycznego mydła w kostkach

Info

Publication number: PL188737B1
Application number: PL97331071A
Authority: PL
Inventors: William Robert Narath; Gregory Alan Ornoski; James Joseph Corr
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 2005-04-29
Also published as: EP0915961A2; CN1191350C; KR100491059B1; ES2144320T3; WO1998002517A2; JP4208966B2; AU3540197A; DE69701530D1; BR9710239A; CA2260243A1; RU2191802C2; PL331071A1; CN1230214A; DE69701530T2; EP0915961B1; AR007852A1; CZ8899A3; KR20000023680A; WO1998002517A3; US6121216A

Abstract

1. Kompozycja syntetycznego mydla w kostkach, znamienna tym, ze zawiera: a) 10% do 70% wagowych anionowego srodka powierzchniowo czynnego lub mie- szaniny anionowych srodków powierzchniowo czynnych; b) 2% do 2 0 % wagowych obojnaczojonowego i/lub amfoterycznego srodka po- wierzchniowo czynnego; oraz c) 3% do 25% wagowych mieszaniny mydel kwasów tluszczowych, przy czym sto- sunek mydla nasyconego kwasu tluszczowego do mydla nienasyconego kwasu tluszczowe- go jest wiekszy niz 1:1. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja syntetycznego mydła w kostkach, zawierająca:

a) 10% do 70% wagowych anionowego środka powierzchniowo czynnego lub mieszaniny anionowych środków powierzchniowo czynnych;

b) 2% do 20% wagowych obojnaczojonowego i/lub amfoterycznego środka powierzchniowo czynnego; oraz

c) 3% do 25% wagowych mieszaniny mydeł kwasów tłuszczowych, przy czym stosunek mydła nasyconego kwasu tłuszczowego do mydła nienasyconego kwasu tłuszczowego jest większy niż 1:1.

Korzystnie kompozycja według wynalazku jako anionowy środek powierzchniowo czynny zawiera związek wybrany z:

a) izetionianu o wzorze RCO2CH2CH2SO3M, w którym R oznacza grupę alkilową lub alkenylową C7-21, a M oznacza kation nadający rozpuszczalność;

b) siarczanu eteru alkiloglicerolu; lub

c) acyloizetionianu.

Korzystnie kompozycja według wynalazku jako amfoteryczny środek powierzchniowo czynny zawiera związek o wzorze:

O R²

II I

R¹ - [-C-NH (CH₂) _n-] _m-N⁺-X-Y w którym:

R¹ oznacza alkil lub alkenyl o 7 do 18 atomach węgla;

R2 i r3 każdy niezależnie oznacza alkil, hydroksyalkil lub karboksyalkil o 1 do 3 atomach węgla; n ma wartość 2 do 4; m ma wartość 0 do 1;

X oznacza alkilen o 1 do 3 atomach węgla, ewentualnie podstawiony grupą hydroksylową; a

Y oznacza grupę -CO₂- lub -SO3-;

albo jest amido-betainą o wzorze:

R¹ - CONH-(CH2)m --- N⁺--- CH2CO₂ w którym m ma wartość 2 lub 3.

W innym korzystnym wykonaniu wynalazku kompozycja zawiera 2% do 10% wagowych kompozycji amfoterycznego/obojnaczojonowego środka powierzchniowo czynnego.

Także korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera 3% do 7% wagowych kompozycji amfoterycznego środka powierzchniowo czynnego.

Korzystnie w kompozycji według wynalazku 30% do 100% mieszaniny mydeł stanowią mydła o długości łańcucha Ci6 i większej, a ewentualnie do 40% stanowią mydła o długości łańcucha C6 do C14

Korzystnie mieszanina mydeł kwasów tłuszczowych zawiera mydła o łańcuchach Cs-18, a zwłaszcza w większości o łańcuchach C12-18, szczególnie korzystnie w większości o łańcuchach C16-18.

Korzystnie w kompozycji według wynalazku mydło kwasu tłuszczowego stanowi 5 do 15% wagowych kompozycji.

188 737

Faktycznie „mieszanina” tłuszczowych kwasów może zawierać 100% nasyconych kwasów tłuszczowych (to znaczy że w ogóle nie występują nienasycone kwasy tłuszczowe).

Znaczy to, że przez zapewnienie minimalnych ilości mydła (3% i więcej) i minimalnych ilości nasyconych kwasów tłuszczowych, osiąga się duże korzyści w przetwarzaniu (na przykład zwiększoną szybkość wytłaczania). Bez minimalnych ilości mydła, skutecznie mogą być przetwarzane i wytłaczane jedynie bardzo niewielkie ilości amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych (na przykład 1% lub mniej). Minimalne poziomy nasycenia nawet bardziej zwiększają szybkości wytłaczania, a ponadto wskaźnik zeiny.

Szczegółowy opis wynalazku

Przedstawiony wynalazek dotyczy syntetycznych kompozycji mydła w kostkach opartych na anionowych środkach powierzchniowo czynnych, zawierających amfoteryczne środki powierzchniowo czynne i/lub obojnaczojonowe środki powierzchniowo czynne, przy czym bazując na minimalnych ilościach mydła (to znaczy 3% i więcej), nieoczekiwanie stało się możliwe skuteczne przetwarzanie znacznie większych ilości amfoterycznego i/lub obojnaczojonowego środka powierzchniowo czynnego niż było to dotąd możliwe.

Zatem, mimo że korzyści płynące ze stosowania amfoterycznego/obojnaczojonowego środka powierzchniowo czynnego były już rozpoznane (na przykład zwiększanie łagodności), to te środki powierzchniowo czynne powodują miękkość i lepkość produktu. Dlatego trudno było przetwarzać (na przykład prasować i wytłaczać) syntetyczne kostki, zawierające takie środki powierzchniowo czynne. Zgłaszający nieoczekiwanie stwierdzili, że jedną z przyczyn trudnego przetwarzania mogło być to, że takie powierzchniowo czynne amfoteryczne/obojnaczojonowe środki były stosowane w kostkach syntetycznych w zasadzie pozbawionych mydła (to znaczy zawierających około 2% lub mniej mydła). Nieoczekiwanie zgłaszający stwierdzili, że jeśli amfoteryczne/obojnaczojonowe środki powierzchniowo czynne stosuje się w syntetycznie strukturyzowanej kostce, w której ilość mydła wynosi około 3% i więcej (na przykład 3% do 25% mydła), to przetwarzanie amfoterycznych/obojnaczojonowych środków powierzchniowo czynnych staje się o wiele łatwiejsze. Tak więc jest możliwe stosowanie o wiele większych ilości obojniaczojonowych/amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych niż to było dotąd możliwe, przy większych wskaźnikach skuteczności/ekonomiczności (na przykład powyżej 2,27 kg na minutę (5 fbntów/minutę), otrzymane na pilotowej instalacji wytłaczania).

Ponadto zgłaszający stwierdzili, że zwiększenie stosunku nasyconych do nienasyconych kwasów tłuszczowych powoduje dalsze zwiększenie przerobu. Szczególnie jeśli stosunek nasyconych do nienasyconych jest większy niż 1:1, to osiąga się zwiększony przerób.

Niżej omówiono bardziej szczegółowo poszczególne składniki wynalazku.

Anionowe środki powierzchniowo czynne

Kompozycje kostek według wynalazku zwierają 10% do 70% anionowego środka powierzchniowo czynnego, albo mieszaniny anionowych środków powierzchniowo czynnych.

Korzystnie kompozycje kostek zawierają około 10% do 70% wagowych tłuszczowego acyloizetionianu.

Acyloizetionian, jeśli się go stosuje, ma wzór:

RCO2CH2CH2SO3M w którym R oznacza grupę alkilową lub alkenylową o 6 do 21 atomach węgla, a M oznacza kation nadający rozpuszczalność taki jak sodu, potasu, amonu lub podstawionego amonu.

Na ogół estry te wytwarza się w reakcji pomiędzy izetionianem metalu alkalicznego i mieszanymi tłuszczowymi kwasami alifatycznymi, mającymi, na przykład, 6 do 18 atomów węgla i wartość liczby jodowej mniejszą niż 20.

Anionowym środkiem powierzchniowo czynnym może też być siarczan eteru o wzorze: R3O(CH2CH2O)ySO3M w którym Rj oznacza alkil lub alkenyl o 8 do 18 atomach węgla, zwłaszcza o 11 do 15 atomach węgla, y ma średnią wartość co najmniej 1,0; a M oznacza kation nadający rozpuszczał6

188 737 ność taki jak sodu, potasu amonu lub podstawionego amonu. Korzystnie y ma średnią wartość 2 lub więcej.

Mogą być stosowane inne anionowe detergenty. Możliwe do stosowania są siarczany eterów alkilowych glicerolu, sulfobursztyniany, tauryniany, sarkozyniany, sulfooctany, fosforany alkilowe i acylomleczany.

Sulfobursztyniany mogą być monoalkilowe o wzorze:

R²O2CCH2CH(SO3M)CO2M i amido-MEA sulfobursztyniany o wzorze:

R²CONHCH2CH2O2CCH2CH(SO3M)CO2M w którym R² oznacza alkil w zakresie Cg-20, korzystnie alkil Ci 1-15, a M oznacza kation nadający rozpuszczalność.

Sarkozyniany określane są na ogół wzorem:

R3CON(CH3)CH2CO2M w którym R³ oznacza alkil w zakresie Cs-20, korzystnie alkil C12-C15, a M oznacza kation nadający rozpuszczalność.

Tauryniany określane są na ogół wzorem:

R⁵CONR⁶CH2CH2SO3M w którym R5 oznacza alkil w zakresie C's-20, korzystnie alkil C12-15, R⁶ oznacza alkil Cm, a M oznacza kation nadający rozpuszczalność.

Środek powierzchniowo czynny zwiększający łagodność

Drugim składnikiem kompozycji kostki według wynalazku jest zwiększający łagodność środek powierzchniowo czynny, który może stanowić obojnaczojonowy środek powierzchniowo czynny, amfoteryczny środek powierzchniowo czynny lub ich mieszaniny.

Obojnaczojonowe środki powierzchniowo czynne są przykładowo zilustrowane przez takie, które ogólnie można określić jako pochodne alifatycznych czwartorzędowych związków amoniowych, fosfoniowych i sulfoniowych, w których alifatyczne rodniki mogą mieć łańcuchy proste lub rozgałęzione, i w których jeden z alifatycznych podstawników zawiera od około 8 do około 18 atomów węgla i jeden zawiera grupę anionową, na przykład karboksylową, sulfonianową, siarczanową, fosforanową lub fosfonianową. Związki te mają ogólny wzór:

(R³)x

I _R ² _ Y< ⁺ ) _ _Cn₂ _ _R4_Z() w którym R² stanowi rodnik alkilowy, alkenylowy lub hydroksyalkilowy o około 8 do około 18 atomach węgla, od 0 do około 10 reszt tlenku etylenu i od 0 do około 1 reszty glicerydowej, Y wybrany jest z grupy składającej się z atomów azotu, fosforu i siarki; R³ oznacza grupę alkilową lub monohydroksyalkilową, zawierającą od 1 do 3 atomów węgla; X oznacza 1 jeśli Y oznacza atom siarki i 2 jeśli Y oznacza atom azotu lub fosforu; r oznacza alkilen lub hydroksyalkilen o 1 do 4 atomach węgla, a Z oznacza rodnik wybrany z grupy składającej się z grupy karboksylowej, sulfonianowej, siarczanowej, fosfonowej lub fosforanowej .

Przykłady takich środków powierzchniowo czynnych stanowią:

butano-1 -karboksylan 4- [N,N-di-(2-hydroksyetylo)-N-oktadecyloamoniowyf];

3-hydroksypentano-1 -siarczan 5-[S-3-hydroksypropylo-S-heksadecylosulfoniowy];

188 737

2-hydroksyprop:.aio-1 -fosforan 3-[RI%iietylo-P-3,6,9-trioksatetadeksoktykfbsfoniowy']; propano-1 -fosfonian 3-[N,N-dipropvlo-N-dodekoksy-2-hydrciksypropyioamoniowyj; propano-1 -sulfonian 3-(N,N-dimetylo-N-heksadecylo-amoniowy);

2-hydroksypropano-1 -sulfonian 3-(N,N-dimetylo-N-heksadecyloamoniowy); butano-1-karboksylan 4-[N,N-di-(2-hydrcksyetylc)-N-(2-hydrcksydodecylo)amonicwy]; propano-1 -fosforan 3-[S-etylo-S-(3-dodeko^s;^^-^^łh^y^^r^r^C^:sS^ί^^ϊr^C^P^^^<^C);^^^ll’foniowy^,]; propano-1-fosfonian 3-[P,P-dimetylo-P-dcdecylcfosfonicwy];

2-hydroks\pentano-1-siarczan 5-[N,N-di-(3-hydroksypropylo)-N-heksadecyloamoniowy. Amfoteryczne detergenty, jakie mogą być stosowane w prezentowanym wynalazku zawierają co najmniej jedną grupę kwasową. Może to być kwasowa grupa karboksylowa lub sulfonowa. Obejmują one czwartorzędowy azot i stąd są to czwartorzędowe amidokwasy. Na ogół powinny one obejmować grupę alkilową lub alkenylową o 7 do 18 atomach węgla. Zwykle zgodne są one z ogólnym wzorem strukturalnym:

R¹ - [-C-NH (CH₂) _n-] _m-N⁺-X-Y w którym R¹ oznacza alkil lub alkenyl o 7 do 18 atomach węgla; R² i R³ każdy niezależnie oznacza alkil, hydroksyalkil lub karboksyalkil o 1 do 3 atomach węgla; n ma wartość 2 do 4; m ma wartość 0 do 1;

Y oznacza -CO2- lub -SO3-.

Do odpowiednich amfoterycznych detergentów objętych powyższym wzorem ogólnym należą proste betainy o wzorze:

R¹ - N⁺ - CH2CO2 ⁱ i amido-betainy o wzorze:

R¹ - CONH-(CH₂)_m

N⁺--- CH₂CO₂ w którym m ma wartość 2 lub 3.

^12 3 1

W obydwu wzorach R, R iR mają wyżej podane znaczenie. W szczególności R może stanowić mieszaninę grup alkilowych C12 i C14 wywodzących się z orzecha kokosowego, tak aby co najmniej połowa, korzystnie co najmniej trzy czwarte grup R¹ miały 10 do 14 atomów węgla. R2 i R³ korzystnie oznaczają grupę metylową.

188 737

Dalsza możliwość jest taka, że amfoteryczny detergent jest sulfobetainą o wzorze:

CH₂SO₃ lub

R¹ - --CONH-(CH2)m --- N⁺ --- (CH2)₃SO₃ w którym m ma wartość 2 lub 3, albo ich odmiany, w których -(CH2)3-SO3 jest zastąpiony przez:

OH

-ch₂chch₂-so₃ • 1 9 , τ

Znaczenia R , R i R w tych wzorach omówiono wyżej.

Amfooctany i diamfooctany są również rozpatrywane jako obojnaczojonowe i/lub amfoteryczne związki, które mogą być zastosowane.

Amfoteryczne/obojnaczojonowe środki powierzchniowo czynne na ogół stanowią około 2% do 20% wagowych, korzystnie 2% do 10%, bardziej korzystnie 3% do 8% wagowych kompozycji.

Stosunek anionowych do obojnaczojonowych/amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych może zmieniać się w szerokim zakresie od 2:1 do 50:1, korzystnie 5:1 do 20:1.

Mydło

Trzecim niezbędnym składnikiem kompozycji według wynalazku jest mydło (na przykład składnik stanowiący mydło metalu alkalicznego kwasu tłuszczowego). Mydła na ogół wprowadzane są jako mieszanina nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych o dłuższym i krótszym łańcuchu.

Generalnie w mieszaninie przeważają mydła o dłuższym łańcuchu i mogą stanowić, na przykład, 30 do 100% mieszaniny (to znaczy, że wszystkie mydła mają dłuższy łańcuch, na przykład C^ i Cis), podczas gdy krótsze łańcuchy mogą stanowić 0 do 40%, jednak należy zauważyć, że krótsze łańcuchy mogą dominować, jeśli stosuje się dwuwartościowe lub trójwartościowe kationy (na przykład magnezu, wapnia).

Korzystnie mieszanina składa się z przede wszystkim z mydeł o łańcuchach Cg-is, a korzystnie Ci2-is, bardziej korzystnie C16-1S. Wiadomo, że na ogół mydła o dłuższym łańcuchu są bardziej łagodne.

Przydatne tu mydła są dobrze znanymi solami metali alkalicznych naturalnych lub syntetycznych (alkanoilowych lub alkenoilowych) kwasów, mających około 6 do 24 atomów węgla, korzystnie 8 do 18 atomów węgla, bardziej korzystnie około 12 do około 18 atomów węgla. Mogą być one określone jako karboksylany metali alkalicznych mające około 6 do około 24 atomów węgla.

Mydła mające skład kwasów tłuszczowych oleju kokosowego mogą stanowić dolną granicę szerokiego zakresu ciężarów cząsteczkowych. Natomiast mydła mające skład oleju z orzeszków ziemnych lub oleju rzepakowego, albo ich uwodornionych pochodnych mogą stanowić górną granicę szerokiego zakresu ciężarów cząsteczkowych.

188 737

Korzystne jest stosowanie mydeł mających skład kwasów tłuszczowych z oleju kokosowego lub łoju albo ich mieszanin, ponieważ stanowią one łatwo dostępne tłuszcze i oleje. Udział kwasów tłuszczowych, mających co najmniej 12 atomów węgla w mydle z oleju kokosowego stanowi około 85%. Udział ten będzie wyższy jeśli zastosuje się mieszaninę oleju kokosowego i takich tłuszczów i olejów jak łój, olej palmowy lub oleje z roślin nietropikalnych, gdzie podstawowa długość łańcucha wynosi Cj6 i więcej. Korzystne do stosowania w kompozycjach według wynalazku mydło ma co najmniej 85% kwasów tłuszczowych mających około 12 do 18 atomów węgla.

Olej kokosowy stosowany na mydło może być częściowo lub w całości zastąpiony przez inne „wysokolaurynowe” oleje, to znaczy oleje lub tłuszcze, w których co najmniej 50% całości kwasów tłuszczowych składa się z kwasu laurynowego lub mirystynowego, albo z ich mieszanin. Oleje takie na ogół reprezentowane są przez oleje z nasion tropikalnych klasy oleju kokosowego. Na przykład, należy do nich olej z orzecha palmowego, olej babassu, olej ouricuri, olej tucum, olej z orzecha cohune, olej murumuru, olej z nasion jaboty, olej z nasion khakan, olej z orzecha dika i masło ucunhuba.

Korzystne mydło stanowi mieszanina około 15% do około 20% oleju kokosowego i około 80% do 85% łoju. Mieszaniny takie zawierają około 95% kwasów tłuszczowych, mających około 12 do około 18 atomów węgla. Mydło może być wykonane z oleju kokosowego, w którym to przypadku zawartość kwasów tłuszczowych o długości łańcucha Cu-jg stanowi 85%.

Mydła mogą zawierać nienasycenie zgodnie z akceptowanymi w handlu standardami. Normalnie należy unikać zbyt wielkiego nienasycenia. Faktycznie, jak stwierdzono poniżej, nasycenie jest korzystne.

Mydła mogą być wytwarzane w klasycznym procesie warzenia w kotle lub w nowoczesnym procesie wytwarzania mydła, w którym naturalne tłuszcze i oleje, takie jak łój lub olej kokosowy, albo ich ekwiwalenty, zmydla się wodorotlenkiem metalu alkalicznego stosując postępowanie dobrze znane fachowcom z tej dziedziny.

Alternatywnie, mydła mogą być wytwarzane przez neutralizację wodorotlenkiem lub węglanem metalu alkalicznego kwasów tłuszczowych takich jak laurynowy (C12) mirystynowy (Cu), palmitynowy (Cu,) lub stearynowy (Cig).

Inną postacią w jakiej mydło może być wprowadzane, czyli nie jak wyżej opisane mydła (mieszaniny), jest zwykła sól metalu alkalicznego lub sól aminoalkanolowa alkano- lub alkeno-C4-i4, korzystnie C 1,-20 monokarboksylowego kwasu.

Przykładem tego jest stearynian sodu.

Sprawą krytyczną dla wynalazku jest to aby mydło stanowiło co najmniej 3% wagowych (na przykład 3% do 25%, korzystnie 5% do 15% wagowych) kompozycji kostki. W stanie techniki nie określano, że niezbędna jest minimalna ilość mydła do skutecznego i ekonomicznego przetwarzania kostek, zawierających obojnaczojonowe/amfoteryczne środki powierzchniowo czynne, zwłaszcza jeśli amfoteryczne/obojnaczojonowe środki powierzchniowo czynne (na przykład betainy) zastosuje się w większych ilościach. Znaczy to, że jeśli ilość obojnaczojonowych/amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych wynosi do 2% i więcej, to wymagana jest minimalna ilość mydła 3%.

Ponadto zgłaszający stwierdzili, że przerób można dodatkowo zwiększyć przez zwiększenie stosunku mydła nasyconego do nienasyconego.

Nie chcąc wiązać się teorią, przypuszcza się, że zwiększenie nasycenia zapewnia kostce lepszą strukturę dzięki bardziej skutecznej krystalizacji.

Zgłaszający stwierdzili, że jeśli stosunek nasyconego mydła do nienasyconego mydła wynosi 1:1 lub jest większy, korzystnie 2:1 i więcej, a bardziej korzystnie 10:1 i więcej, to zwiększa się przerób (szybkość wytłaczania). Ponadto łagodność produktów jest zwiększona albo nie jest pogorszona.

Składniki ewentualne

O ile anionowy środek poecherzcłmiowo czynny, na yrzykład acyloizctionian, jak również amfoteryczny/obojnaczojonowy środek powierzchniowo czynny są wymagane, to inne środki powierzchniowo czynne mogą być też zastosowane. Należą do nich niejonowe i kationowe środki powierzchniowo czynne.

188 737

Niejonowe środki powierzchniowo czynne obejmują w szczególności produkty reakcji związków, mających hydrofobową grupę i reaktywny atom wodoru, na przykład alifatyczne alkohole, kwasy, amidy lub ałkilofenole, z tlenkami alkilenów, zwłaszcza z tlenkem etylenu, zarówno samym lub z tlenkiem propylenu. Specyficznie niejonowymi związkami detergentowymi są kondensaty (Có-—) alkilofenoli z tlenkiem etylenu, produkty kondensacji alifatycznych (C8.19) pierwszorzędowych lub drugorzędowych, liniowych lub o rozgałęzionym łańcuchu alkoholi z tlenkiem etylenu i produkty wytworzone przez kondensację tlenku etylenu z produktami reakcji tlenku propylenu z etylenodiaminą. Do innych tak zwanych niejonowych związków detergentowych należą tlenki amin o długim łańcuchu, tlenki fosfin o długim łańcuchu i dialkilosulfotlenki.

Niejonowymi środkami powierzchniowo czynnymi mogą być też amidy cukrów, takie jak amidy polisacharydów. Szczególnie środkiem powierzchniowo czynnym może być jeden z laktobionamidów opisanych w opisie patentowym US-5389279 na rzecz Au i in., który niniejszym włącza się tu jako referencję, i polihydroksyamidy takie jak opisane w opisie patentowym US-5312954 na rzecz Letton'a i in., który niniejszym włącza się do przedmiotu zgłoszenia jako odnośnik literaturowy'.

Przykładem kationowych detergentów są czwartorzędowe związki amoniowe takie jak halogenki alkilodimetyloamoniowe.

Inne środki powierzchniowo czynne, jakie mogą być zastosowane, opisane są w opisie patentowym US-3723325 na rzecz Parran'a Jr i przez Schwarz'a, Perry'ego & Berch'a w publikacji „Surface Active Agents and Detergents” (Yolumen I i II), które to pozycje włączone są do zgłoszenia jako odnośniki literaturowe.

Pożądane może też być włączenie do kompozycji według wynalazku wolnych kwasów tłuszczowych o 8-22 atomach węgla. Niektóre z tych kwasów tłuszczowych występują jako środki dodatkowo natłuszczające, a inne jako polepszające wrażenia dotykowe i kremowość. Środki dodatkowo natłuszczające zwiększają właściwości pieniące i mogą być wybrane z kwasów tłuszczowych o liczbie atomów węgla 8-18, korzystnie 10-16, w ilości do 35% wagowych kompozycji. Pożądana jest też obecność środków polepszających wrażenia dotykowe i kremowatość, z których najważniejszy jest kwas stearynowy.

Środkami poprawiającymi łagodność dla skóiy, również korzystnie stosowanymi w kompozycji według wynalazku, są sole izetionianów. Skuteczne kationy soli mogą być wybrane z grupy składającej się z jonów metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych, amonowych, alkiloamonowych i mono-, di- lub trialkanoloamonowych. Do szczególnie korzystnych kationów należą jony sodu, potasu, litu, wapnia, magnezu, amonu, trietyloamonowy, monoetanoloamonowy, dietanoloamonowy łub trietanoloamonowy.

Szczególnie korzystnym środkiem poprawiającym łagodność jest prosty, niepodstawiony izetionian sodu o powyższym ogólnym wzorze, w którym R oznacza atom wodoru.

Środek poprawiający łagodność dla skóry obecny jest w ilości od około 0,5% do około 25%. Korzystnie środek poprawiający łagodność obecny jest i stanowi od około 1% do 25%, bardziej korzystnie od około 2% do około 15%, optymalnie od 3% do 10% całej kompozycji.

W kompozycjach do przetwarzania mogą być potrzebne chemikalia i adiunkty (środki pomocnicze). Ilość tych chemikaliów i środków pomocniczych może mieścić się w zakresie od około 1% do około 40% wagowych całej kompozycji. Na przykład można włączyć 2 do 10% detergentowych soli wzmacniających pienienie. Ilustracją tego typu dodatków są sole wybrane z grupy składającej się z siarczanów metali alkalicznych i organicznych amin wyższych alifatycznych alkoholi tłuszczowych, alkiloarylosulfonianów i taurynianów wyższych alifatycznych kwasów tłuszczowych.

Do materiałów pomocniczych, które mogą być obecne, należą środki bakteriobójcze, środki zapachowe, środki koloryzujące, pigmenty takie jak dwutlenek tytanu i woda.

Poniższe przykłady służą jedynie ilustracji i nie mogą stanowić jakiegokolwiek ograniczenia wynalazku.

Składniki

Poniżej podano zestawienie nasyconych tłuszczów (Bold) i nienasyconych tłuszczów (nie z firmy Bold) różnych mydeł użytych w przykładach.

188 737

Tabela 1

Ilości nasyconych/nienasyconych tłuszczów w mydłach 1²

Kwas tłuszczowy	Orzech kokosowy	Mydło z łoju wołowego	Stearynian sodu
kapronowy	0,2	--	--
kaprylowy	8,0	--	--
kaprynowy	7,0	--	--
laurynowy	48,2	--	--
mirystynowy	17,3	2,2	--
palmitynowy	8,8	35,0	55,0
stearynowy	2,0	15,7	45,0
oleinowy	6,0	44,4	--
linolowy	2,5	2,2	--
linolenowy	--	0,4	--
arachidonowy	--	0,1	--

'Nasycone mydła znajdują się w katalogu Bold ²82/18 Neat soap (czyste mydło) jest mieszaniną łojanu sodu i kokonianu sodu.

Następujące preparaty używano zarówno w testach zeiny jak i w testach wytłaczania. Kontrola

Składnik	% wagowy	Zakres
Kokoiloizetionian sodu	50%	40-60%
Kwas stearynowy (tzn. kwasy tłuszczowe C₈ do C24)	20%	10-30%
Mieszanka mydeł kwasów tłuszczowych (np. 82/18)	8%	5-12%
Stearynian sodu	3,0%	1-5%
Betaina	-	-
Kokosowy kwas tłuszczowy	3,0%	1-5%
Izetionian sodu	5,0%	3-7%
Dodecylobenzenosulfonian sodu	2,0%	1-5%
Środek zapachowy, barwnik, środek konserwujący	1,7%	0,5-5%
Woda	5,0%	1-10%

Dośw. 1: kontrola z 3% betainy, 10% 82/18 Neat Soap Dośw. 2: kontrola z 3% betainy, 10% stearynianu sodu Dośw. 3: kontrola z 5% betainy, 8% 82/18 Neat Soap Dośw. 4: kontrola z 5% betainy, 8% stearynianu sodu Dośw. 5: kontrola z 7% betainy, 6% 82/18 Neat Soap Dośw. 6: kontrola z 7% betainy, 6% stearynianu sodu Dośw. 7: kontrola z 10% betainy, 10% 82/18 Neat Soap Dośw. 8: kontrola z 10% betainy, 10% stearynianu sodu

188 737

Test teinowy

Ocena łagodności

Zastosowano test rozpuszczania zeiny do wstępnej oceny potencjału drażnienia badanego preparatu. W 236 gramowej (8 uncji) zlewce sporządzono 30 ml wodnej dyspersji preparatu.

Dyspersję umieszczono w łaźni o temperaturze 45°C do całkowitego rozpuszczenia. Po wyrównaniu temperatury do pokojowej do każdego roztworu dodano 1,5 g proszku zeiny przy intensywnym mieszaniu przez jedną godzinę. Potem roztwory przeniesiono do probówek wirówkowych i wirowano w ciągu 30 minut przy około 3000 obrotach na minutę. Nierozpuszczoną zeinę oddzielano, przemywano i pozostawiano do wysuszenia do stałego ciężaru w suszarce próżniowej w temperaturze 60°. Procent rozpuszczonej zeiny, który jest proporcjonalny do potencjału drażnienia, określano grawimetrycznie.

Przykłady ldo7

W celu wykazania wpływu wzrostu nasycenia w kostkach (przez zastosowanie większej ilości stearynianu sodu, który jest 100% nasyconym mydłem, w stosunku do mydła 82/18, które jest mieszaniną, wzrasta nasycenie), zgłaszający testowali kompozycje ze zmiennymi ilościami betainy (3%, 5%, 7% i 10%) zarówno z mydłem 82/18 jak i ze stearynianem sodu, a wyniki przedstawiono w poniższej tabeli 2.

Tabela 2

Wyniki zeiny oceniające łagodność preparatów

Preparat	Przykład	% zeiny
Kontrola	Porównawczy	46,6
Kontrola z 3% betainy 10% 82/18 Neat Soap	1	42,7
Kontrola z 3% betainy 10% stearynianu sodu	2	39,8
Kontrola z 5% betainy 8% 82/18 Neat Soap	3	36,4
Kontrola z 5% betainy 8% stearynianu sodu	4	34,1
Kontrola z 7% betainy 6% 82/18 Neat Soap	5	34,7
Kontrola z 7% betainy 6% stearynianu sodu	6	32,3
Kontrola z 10% betainy 10% 82/18 Neat Soap	7	42,1
Kontrola z 10% betainy 10% stearynianu sodu	8	37,5

‘Wolny kwas tłuszczowy obecny był w jednakowej ilości we wszystkich przykładach, z wyjątkiem przykładów 7 i 8.

Jak wyraźnie widać, za każdym razem gdy zastępowano mydło 82/18 Neat Soap stearynianem sodu (co oznacza zwiększenie nasycenia), wyniki testu zeiny (oznaka łagodności, tzn. im niższy wynik zeiny tym łagodniejsza kostka) były niższe. Oznacza to, że stosowanie nasycenia wyraźnie zwiększa łagodność.

Przetwarzanie

W celu wykazania że stosowanie większego nasycenia także zwiększa przerób, te same kompozycje jak w przykładach 1-7 wprowadzano do mieszalnika płatków, rozdrabniacza (refinera) i prasy dla określenia szybkości wytłaczania, przy czym wyniki przedstawiono niżej w tabeli 3.

188 737

Tabela 3

Przepustowość urządzeń

	Rozdrabniacz (refiner) (funt/min) x 0,454 kg/minutę
Preparat	Doświadczenie	Płatki na krajankę‘ [(ft/min) x 0,454 g/minutę]	Krajanka na krajankę²[(ft/min) x 0,454 kg/minutę]	Wytłaczanie3 [(ft/min) x 0,454 kg/minutę]
Kontrola z 3% betainy 10% 82/18 NeatSoap	1	6,9	7,2/9,1	9,4
Kontrola z 3% betainy 10% stearyn. sodu	2	7,9	7,5/10,1	13,0
Kontrola z 5% betainy 8% 82/18 NeatSoap	3	7,4	8,9/7,9	9,2
Kontrola z 5% betainy 8% stearyn. sodu	4	7,8	7,9/11,8	11,4
Kontrola z 7% betainy 6% 82/18 NeatSoap	5	4,6	5,7/-	7,3
Kontrola z 7% betainy 6% stearyn. sodu	6	7,3	6,4/9,3	8,0
Kontrola z 10% betainy 10% 82/18 NeatSoap	7	4,7	2,3/3,1	1,5
Kontrola z 10%o betainy 10% stearyn. sodu	8	5,6	5,3/6,9	8,7

‘Rozdrabnianie płatków na krajankę: refiner pracuje z szybkością 9 obr/min;

Rozdrabnianie krajanki na krajankę: refiner pracuje z szybkością 9 i 14 obr/min (liczby podają wartości w (ft/min x 0,454 kg/minutę) przy 9 i 14 obr/min);

3Wytłaczanie prętów: refiner przy 14 obr/min; wytłaczarka przy 14 obr/min.

Ponownie widać jasno, że zastąpienie mydła Neat Soap stearynianem sodu zwiększa szybkości wytłaczania.

Ponadto należy specjalnie podkreślić, że ilość betainy (to znaczy 2% i więcej) umożliwia skuteczne przetwarzanie (na przykład > 2,27 kg/minutę (> 5 funtów/min). Zgłaszający wcześniej nie byli w stanie osiągnąć takich szybkości przy takich ilościach betainy. Dopiero po stwierdzeniu, że niezbędna jest minimalna ilość mydła, stało się możliwe uzyskanie takich wydajnych szybkości.

188 737

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozycja syntetycznego mydła w kostkach, znamienna tym, że zawiera:

a) 10% do 70% wagowych anionowego środka powierzchniowo czynnego lub mieszaniny anionowych środków powierzchniowo czynnych;

b) 2% do 20% wagowych obojnaczojonowego i/lub amfoterycznego środka powierzchniowo czynnego; oraz

c) 3% do 25% wagowych mieszaniny mydeł kwasów tłuszczowych, przy czym stosunek mydła nasyconego kwasu tłuszczowego do mydła nienasyconego kwasu tłuszczowego jest większy niż 1:1.
2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako anionowy środek powierzchniowo czynny zawiera związek wybrany z:

a) izetionianu o wzorze RCO2CH2CH2SO3M, w którym R oznacza grupę alkilową lub alkenylową C7.21, a M oznacza kation nadający rozpuszczalność;

b) siarczanu eteru alkiloglicerolu; lub

c) acyloizetionianu.
3. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że jako amfoteryczny środek powierzchniowo czynny zawiera związek o wzorze:

O R²

II I

R¹ - [-C-NH(CH₂)_n-]_m-N⁺-X-Y w którym:

R¹ oznacza alkil lub alkenyl o 7 do 18 atomach węgla;

R² i R³ każdy niezależnie oznacza alkil, hydroksyalkil lub karboksyalkil o 1 do 3 atomach węgla; n ma wartość 2 do 4; m ma wartość 0 do 1;

X oznacza alkilen o 1 do 3 atomach węgla, ewentualnie podstawiony grupą hydroksylową; a Y oznacza grupę -CO2- lub -SO33; albo jest amido-betainą o wzorze:

R¹ - CONH-(CH2)m---N⁺---CH2CO₂'

R~ w którym m ma wartość 2 lub 3.

»»
4. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera 2% do 10% wagowych kompozycji amfoterycznego/obojnaczojonowego środka powierzchniowo czynnego.
5. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera 3% do 7% wagowych kompozycji amfoterycznego środka powierzchniowo czynnego.
6. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że 30% do 100% mieszaniny mydeł stanowią mydła o długości łańcucha Ci6 i większej, a ewentualnie do 40% stanowią mydła odługości łańcucha C do C_u.

188 737
7. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że mieszanina mydeł kwasów tłuszczowych zawiera mydła o łańcuchach Cg-ig.
8. Kompozycja według zastrz. 7, znamienna tym, że zawiera w większości mydła kwasów tłuszczowych o łańcuchach C12-189. Kompozycja według zastrz. 8, znamienna tym, że zawiera w większości mydła kwasów tłuszczowych o łańcuchach Cjó-is10. Kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że mydło kwasu tłuszczowego stanowi 5 do 15% wagowych kompozycji.

Przedstawiony wynalazek dotyczy kompozycj i syntetycznego mydła w kostkach, zawierających amfoteryczne środki powierzchniowo czynne (na przykład dla zwiększenia łagodności), które to kompozycje nieoczekiwanie łatwo mogą być przetwarzane, nawet przy stosunkowo wysokich (tj. powyżej 1%) zawartościach amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych. Zdolność przetwarzania jest mierzona jako zwiększona wydajność mierzona jako zagniatanie kostek określone w kilogramach na minutę (funtach na minutę). Wynalazek dotyczy zwłaszcza kompozycji na kostki, zawierających anionowe środki powierzchniowo czynne (na przykład acyloizetionian), amfoteryczne środki powierzchniowo czynne i mydło kwasu tłuszczowego (wprowadzone jako mieszanina mydeł kwasów tłuszczowych o różnej długości łańcuchów lub jako mydło o jednolitej długości łańcucha), przy czym kostki zawierające amfoteryczne środki powierzchniowo czynne (normalnie wyjątkowo trudne do wytłaczania jeśli zawierają ilości wyższe niż 1% wagowy), dają się łatwo przetwarzać przez stosowanie mydeł kwasów tłuszczowych w minimalnej ilości i przy minimalnych stosunkach mydeł nasyconych do nienasyconych.

Stan techniki

Tradycyjnie mydła stosuje się jako środek do utrzymywania czystości skóry. O ile mydło jest tanie, łatwe do wytwarzania i dobrze się pieni, to jest jednak też bardzo ostre (nieprzyjemne) dla skóry.

W celu złagodzenia ostrości mydła wytwarza się syntetyczne kostki, w których większość mydła zastępuje się łagodniejszymi środkami powierzchniowo czynnymi, na przykład acyloizetionianami. Znane są opisy patentowe opisujące stosowanie acyloizetionianu i mydła (patrz opis patentowy US-2894912 na rzecz Geitz'a).

Znane jest również wytwarzanie kostek, które są nawet łagodniejsze, przez zastępowanie mydła, izetionianu lub kwasu tłuszczowego (stosowanych przede wszystkim jako środki nadające strukturę) przez bardzo łagodne środki powierzchniowo czynne, takie jak amfoteryczne środki powierzchniowo czynne. Normalnie, jednak jest wyjątkowo trudno z powodzeniem i ekonomicznie wytwarzać kostki, zawierające zarówno łagodne anionowe, jak i amfoteryczne środki powierzchniowo czynne (na przykład betainy).

Opis patentowy US-5372751 na rzecz Rys-Cicciari'ego i in. ujawnia kompozycje kostek zawierające anionowy środek powierzchniowo czynny (na przykład acyloizetionian) i betainę. Publikacja w kilku miejscach podaje, że korzystnie mydło jest nieobecne (kolumna 6, wiersze 60-61; kolumna 9, wiersz 47) i potwierdza się to w przykładach, gdzie nigdy nie stosowano mydła w ilościach większych niż 2%. Chociaż publikacja ta podaje, że robi się to ze względu na łagodność kostek, to również zgłaszający wcześniej nie byli w stanie przetwarzać betainy w ilościach większych niż 1% przy tak niskich zawartościach mydła.

Zgłaszający nieoczekiwanie stwierdzili, że jeśli mydło kwasu tłuszczowego zastosuje się w minimalnej ilości (na przykład 3% i więcej) w kostkach zawierających anionowy układ powierzchniowo czynny, to możliwe jest ich łatwe przetwarzanie z o wiele większą ilością amfoterycznego środka powierzchniowo czynnego (2% i więcej) niż było to dotąd możliwe.

Zgłaszający stwierdzili ponadto, że jeśli dla całkowitej zawartości mydła stosunek mydła nasyconego do mydła nienasyconego jest większy niż 1:1, to jeszcze bardziej zwiększają się korzyści przerobowe (na przykład szybkość wytłaczania). Jednocześnie zdolność do przetwarzania z powodzeniem większej ilości betainy, pozwala na uzyskanie znacznie większej łagodności.

188 737

Krótki opis wynalazku