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Cellulosedispersion
Die Erfindung betrifft Cellulosedispersionen, insbesondere konzentrierte Dispersionen von Alkylcellulosen, die sich zur Herstellung von Waschmitteln eignen.
Es ist bekannt, dass sich von den als Alkylcellulosen bekannten synthetischen Gummen nur schwer konzentrierte Dispersionen herstellen lassen, d. h. es treten beim Dispergieren dieser Produkte in geeigneten Lösungsmitteln Schwierigkeiten auf. Dies trifft insbesondere für Hydroxypropylmethylcellulosen und Carboxymethylcellulosen zu.
Mit der Erfindung werden nun Produkte vorgeschlagen, welche eine Kombination aus (a) einer Hydroxypropylmethylcellulose oder einer Carboxymethylcellulose, (b) einem gesättigten aliphatischen Polyalkohol mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen und je einer Hydroxylgruppe an jedem Kohlenstoffatom, (c) einem gesättigten aliphatischen einwertigen Alkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und (d) Wasser enthalten.
Die Herstellung dieser Produkte erfolgt durch Vermischen der genannten Komponenten. Ausserdem werden mit der Erfindung klare Gelshampoos vorgeschlagen, die ausser der Mischung der genannten Komponenten noch Waschrohstoff (Detergens) enthalten und nach einem im folgenden näher beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Die erfindungsgemäss verwendete Hydroxypropylmethylcellulose besteht aus einem wasserlöslichen Typ mit einem Methoxylgehalt von 25 bis 32 Gew. -0/0. vorzugsweise von 28 bis 31%, und einem Hydroxypropylgehalt von 2 bis 10go, vorzugsweise von 2 bis 7%. Dies sind im allgemeinen weisse trockene Produkte, die in Wasser löslich, in den meisten organischen Lösungsmitteln jedoch unlöslich sind, wobei die Löslichkeit in kaltem Wasser besser ist als in heissem. Diewässerige Lösung hat einen pH-Wert von 7, und die Lösungen dieser Produkte sind über einen weiten pH-Bereich beständig.
Abhängig von der Kettenlänge der Methylcellulosen werden Lösungen mit einem bestimmten Viskositätsbereich erhalten. So haben z. B. geeignete Hydroxypropylmethylcellulosen in 2% iger wässeriger Lösung einen Viskositätsbereich von durchschnittlich 10 bis 5000 cP bei20 C. Für den Zweck der Erfindung wird eine Hydroxypropylmethylcellulose mit einer durchschnittlichen Viskosität in 2% iger wässeriger Lösung von 10 bis 5000 cP und vorzugsweise von 50 bis 4000 cP bevorzugt.
Für die Erfindung geeignete Carboxymethylcellulosen sind wasserlöslich und weisen etwa den gleichen Viskositätsbereich wie die oben genannten Hydroxypropylmethylcellulosen auf. Ein besonders vorteilhaftes Produkt enthält 0, 7 Carboxylatgruppenpro Glucosegruppe und hat in Zeiger wässeriger Lösung bei 250C eine Viskosität von 300 bis 500 cP (Brookfield-Viskosimeter Typ LVF).
Zur Herstellung der erfindungsgemässen Produkte können auch Mischungen von Hydroxypropylmethylcellulose und Carboxymethylcellulose verwendet werden.
Der erfindungsgemäss verwendete Polyalkohol ist ein gesättigter mehrwertiger Alkohol mit 5 bis 8 Koh-
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lenstoffatomen und je einer Hydroxylgruppe per Kohlenstoffatom wie z. B. Erithrit, Xylit, Sorbit, Mannit oder Perseit. Vorzugsweise wird Sorbit verwendet, da mit diesem besonders vorteilhafte Ergebnisse er- zielt werden. Der Alkohol kann in wasserfreier oder wasserhaltiger Form verwendet werden.
Als gesättigte einwertige Alkohole mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen können in der Erfindung z. B.
Methanol, Äthanol, n-Propanol oder Isopropanol verwendet werden. Diese Alkohole können ebenfalls in wasserfreier oder wasserhaltiger Form verwendet werden. Die Wahl des Alkohols hängt weitgehend von dem Endprodukt ab, in dem er später zugegen ist. So ist z. B. Methanol bekanntlich giftig und sollte daher in Cellulosedispersionen für kosmetische Produkte vermieden werden. Isopropanol ist ebenfalls für kosmetische Produkte weniger geeignet als Äthanol. Für Kosmetika und Shampoos wird daher weitgehend Äthanol bevorzugt.
In Waschmittelkompositionen für Industrie-und Haushaltsreinigungsmittel können jedoch Methanol und Propanol verwendet werden. Isopropanhaltige gelartige Waschmittel können z. B. als Wand- und
Fussbodenreinigungsmittel, Allzweckreinigungsmittel auf Schwämmen u. dgl., Geschirrspülmittel usw.
Verwendung finden.
Die Wahl der Mengenverhältnisse von Methylcellulose, Polyalkohol und einwertigem Alkohol ist in der Erfindung von wesentlicher Bedeutung. Zur Herstellung konzentrierter Cellulosedispersionen wird ein
Gewichtsverhältnis von Celluloseprodukt zur Gesamtmenge aus mehrwertigem und einwertigem Alkohol von 0, 1 bis 0, 5 11 und vorzugsweise von 0,15 bis 0, 35 : 1 gewählt.
Der Anteil an Methylcellulose hängt von der im Endprodukt gewünschten Viskosität und von den gelbildenden Eigenschaften des speziellen synthetischen Produktes ab. Die Verwendung von weniger als
1 Gew.-% Methylcellulose im Endprodukt liefert mässig viskose Lösungen. Bei Verwendung von mehr als 3cp/o Methylcellulose in einer Dispersion (oder 50/0 in einem Waschmittelgel). werden gummiartigeschwer- lösliche Produkte erhalten.
Wie bereits erwähnt, kann weder ein gesättigter mehrwertiger Alkohol allein noch ein gesättigter einwertiger Alkohol allein für diesen Zweck verwendet werden. Mit einer Kombination der beiden Alko- hole werden jedoch ausgezeichnete Resultate erhalten, wobei das Gewichtsverhältnis von mehrwertigem zu einwertigem Alkohol zweckmässig 2 : 3 bis 3 : 2 beträgt.
Konzentrate mit hohem Gehalt an Methylcellulosen, z. B. Hydroxypropylmethy1cellulose, werden nach dem folgenden Verfahren erhalten, wobei sich alle angegebenen Mengen auf Gew.-Teilebeziehen.
Es werden 3 bis 15 Teile Cellulose mit einem Lösungsmittel vermischt, welches aus etwa 6 bis 15 Teilen
Polyalkohol wie z. B. Sorbit und etwa 6 bis 15 Teilen einwertigem Alkohol, wie z. B. Äthanol besteht.
Wie bereits erwähnt, werden für das Lösungsmittel vorzugsweise Sorbit und Äthanol verwendet. Das
Mengenverhältnis dieser beiden Komponenten beträgt vorzugsweise 1 bis 1, 5 Teile Sorbit pro 1 Teil Äthanol. Die Cellulose wird in das Lösungsmittel eingebracht, wobei keine besonderen Vorsichtsmassnahmen erforderlich sind. Das Lösungsmittel wird bei Zugabe der Cellulose gerührt, wobei im allgemeinen Temperaturen von 15 bis 38 C angewendet werden. Es wird eine glatte dünne Dispersion erhalten, die zum Entlüften stehen gelassen oder im Vakuum entlüftet werden kann.
Im Gegensatz zu dem beschriebenen Lösungsmittelsystem ergibt Äthanol allein keine befriedigenden Resultate, da zur Dispersion einer gegebenen Cellulosemenge eine wesentlich grössere Menge an Äthanol als an erfindungsgemässem Lösungsmittel erforderlich ist und durch die grosse Menge an Äthanol die Viskosität stark herabgesetzt wird.
Bei der alleinigen Verwendung von Sorbit wird zwar eine gute Dispersion der Cellulose erreicht, jedoch tritt eine vorzeitige Quellung ein, so dass das erhaltene Produkt ungeeignet ist. Ebenso sind Propylenglykol oder Glycerin als alleinige Lösungsmittel ungeeignet. Mit diesen einzelnen Lösungsmitteln werden zwar anfänglich befriedigende Dispersionen erhalten, jedoch findet bereits nach kurzer Zeit ein Viskositätsanstieg und eine Klumpenbildung statt.
Die erfindungsgemässen konzentrierten Dispersionen werden in den folgenden drei Beispielen näher erläutert, wobei sich alle Mengenangaben auf Gew.-Teile oder Gew.-% beziehen.
Beispiel l : Zur Herstellung einer konzentrierten Dispersion wurden 2, 5 Teile Hydroxypropylmethylcellulose ("60HG 4000", DowChemical Methocel) mit einer Mischung aus 6 Teilen 7 Obigem Sorbit (30go Wassergehalt), 4 Teilen Äthanol und 10 Teilen wässeriger Triäthanolaminlaurylsulfat-Lö- sung (4cp/o Aktivsubstanz) bei 270C vermischt. Die so erhaltene glatte dünne Aufschlämmung wurde durch Stehenlassen entlüftet.
Beispiel 2 und 3 : Es wurden konzentrierte Dispersionen aus den folgenden Materialien nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt :
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<tb>
<tb> 2 <SEP> 3
<tb> 7 <SEP> Öliger <SEP> Sorbit <SEP> (30go <SEP> Wassergehalt) <SEP> 6 <SEP> 6
<tb> Äthanol <SEP> 4 <SEP> 4
<tb> Triäthanolaminlaurylsulfat-Lösung
<tb> (4 <SEP> (} <SEP> zo <SEP> Aktivsubstanz <SEP> in <SEP> Wasser) <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Laurin-/MyristinsäurediathanoIamid <SEP> 6 <SEP>
<tb> Hydroxypropylmethylcellulose
<tb> ("60 <SEP> HG <SEP> 4000" <SEP> von <SEP> Dow <SEP> Chemical
<tb> Methocel) <SEP> 3 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
EMI3.2
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Was-Amin- und Alkylolaminsalze verwendet, da sie im allgemeinen eine bessere Wasserlöslichkeit besitzen.
Insbesondere werden die Monoäthanolamin-, Diäthanolamin- und Triäthanolaminsalze sowie Mischungen derselben bevorzugt, da hiemit ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden, vor allem dann, wenn sie als Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfate und Fettsäuremonoglyceridsulfate oder Mischungen dieserWaschrohstoffe verwendet werden.
Die für den vorliegenden Zweck am besten geeigneten Verbindungen sind das Triäthanolaminlauryl- sulfat und das Magnesiumlaurylsulfat.
Weiterhin ist es vorteilhaft, den erfindungsgemässen Shampoos Dialkanolamide höherer Fettsäuren mit 10 bis 14 Kohlenstoffatomen zuzusetzen ; diese Verbindungen entsprechen der allgemeinen Formel
EMI4.1
worin R - OC eine Fettsäuregruppe mit 10 bis 14 Kohlenstoffatomen und R'und R"gleiche oder verschiedene niedere Hydroxyalkylgruppen mit vorzugsweise bis zu 5 und insbesondere 2 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellen. Die Hydroxyalkylgruppen können aus Mono-oder Polyhydroxyalkyl bestehen. Ge-
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amid.
Wegen der damit erhaltenen ausgezeichneten Ergebnisse werden vorzugsweise die Diäthanolamide und die Verbindungen mit einer Fettsäuregruppe mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen verwendet. Diese Dialkanolamide können auf beliebige Weise nach einem der vielen hiefür bekannten Verfahren hergestellt werden.
Ein geeignetes wirtschaftliches Verfahren besteht in der Kondensation einer die Fettsäuregruppe liefernden Verbindung (z. B. Laurinsäure oder Laurinsäurechlorid) mit einer zur Herstellung eines Reaktionsproduktes mit der gewünschten Amidstruktur geeigneten Aminoverbindung.
Die hiebei verwendeten Acylierungsverbindungen können sich von reinen, rohen oder handelsüblichen Caprin-, Laurin- oder Myristinsäuren u. dgl. ableiten. Insbesondere können diese Fettsäuren aus fetten Ölen, Fetten, Abfallfetten u. a. natürlichen Produkten hergestellt werden oder auf synthetischem Wege über die Oxydation von Kohlenwasserstoffen erhalten sein. Je nach Herkunft sowie Art und Grad der Reinigung können die Caprin-, Laurin- und Myristinsäuren im allgemeinen mit andern Fettsäuren von höherem oder niedrigerem Molekulargewicht vermischt bzw. verunreinigt sein.
Im Rahmen der Erfindung können die Capryl-, Lauroyl- und Myristoylverbindungen auch zusammen mit andern Fettsubstanzen od. ähnl. Stoffen verwendet werden, vorausgesetzt, dass Art und Menge dieser Stoffe den im folgenden näher erläuterten vorteilhaften Effekt der Fettsäuredialkanolamidenicht aufheben oder ungünstig beeinflussen.
So können zur Herstellung der Dialkanolamide die handelsüblich reinen Caprin-, Laurin- und Myristinsäuren mit einem Reinheitsgrad von 901o und darüber verwendet werden. Einetypische handelsüblich reine Laurinsäure kann z. B. 90% Laurinsäure, 9% Myristinsäure, 1% ungesättigte Säuren und Spuren Ca-
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den.
Je nach Herstellungsbedingungen für das Dialkanolamid, kann es chemisch und/oder physikalisch mit andern Stoffen wie Seife, freiem Alkanolamin, Derivaten vom Piperazintyp u. dgl., verbunden bzw. vermischt sein. Die Anwesenheit solcher od. ähnl. Stoffe in Mischung mit den Dialkanolamiden fällt in den Rahmen der Erfindung, vorausgesetzt, dass diese Stoffe die durch die Kombination des anionaktiven Waschrohstoffes mit dem Dialkanolamid zu erzielenden Vorteile nicht weitgehend aufheben oder wesentlich ungünstig beeinflussen.
Für die Zwecke der Erfindung können auch Monoalkanolamide wie Laurinsäuremonoäthanolamid und Laurinsäureisopropanolamid mit Vorteil eingesetzt werden.
Die konzentrierten Methylcellulose-Dispersionen u. a. in den Rahmen der Erfindung fallende Produkte einschliesslich der Shampoos können auch Wasser enthalten. In den Methylcellulose-Konzentraten
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In den erfindungsgemässen Shampoos sind im allgemeinen 5 bis 35 Gew.-% und vorzugsweise 10 bis 25% Waschrohstoff enthalten. Weiterhin enthalten die Shampoos die genannten Methylcellulosen in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 1, 5 bis 3, 5 Gew.-%, die genannten Polyalkohole in
Mengen von 2 bis 15 Geer%, vorzugsweise von 4 bis 8 Gew.-%, und die genannten einwertigen Alko- hole in Mengen von 3 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 4 bis 8 Gel.-%.
Ausser den bisher genannten Bestandteilen können die erfindungsgemässen Shampoos weitere Zusatz- stoffe in den üblichen Konzentrationen, soweit im folgenden nicht anders vermerkt, enthalten. Hiezu gehören Konservierungsmittel wie Formalin, Farbstoffe wie die für die Verwendung in Shampoos zuge- lassenen Farbstoffe, Trübungsmittel wie wasserlösliche Fettsäureester aliphatischer Alkohole, z. B. Poly- glykolstearate und Äthylenglykoldistearate, Parfüms wie die für kosmetische Produkte üblichen Parfüms, bakteriostatische Stoffe wie Hexachlorophen, Bithionol, polyhalogenierte Salicylanilide und Trichlor- carbanilid.
Ausser diesen Stoffen können die gebräuchlichen Seifen in verhältnismässig geringen Mengen von bis zu 2 bis 3 Gew.-% zugegen sein. Solche Seifen sind beispielsweise Kaliumlaurat, Kaliumoleat und insbesondere Triäthanolaminseifen.
Darüber hinaus ist ein Zusatz von äthoxylierten Lanolinen und flüssigen Lanolinfraktionen vorteil- haft. Zur Regulierung des PH-Wertes können Puffersubstanzen wie Citronensäure zugesetzt werden. Der PH-Wert der erfindungsgemässen Shampoos soll 3, 5 bis 8, 5 und vorzugsweise 7, 2 bis 8,0 betragen.
Die erfindungsgemässen konzentrierten Methylcellulose-Dispersionen sind besonders zur Herstellung von z. B. aus Tuben ausdrückbaren, klaren Gelshampoos geeignet. Die Shampoos werden in einem Zwei- stufenverfahren hergestellt, bei welchem das Konzentrat zuerst mit einem Waschrohstoff vermischt wird und diese Mischung dann mit einer wässerigen Lösung des gleichen oder eines andern Waschrohstoffes vermischt wird. Das Vermischen kann ohne Schwierigkeiten bei Raumtemperatur erfolgen (z. B. bei 20 bis 250C).
Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der erfindungsgemässen Shampoos, wobei sich alle Mengenangaben auf Gew.-Teile beziehen.
Beispiel4 :DiefolgendenMischungenIundIIwurdenunterleichtenRührenbeiRaumtempera- tur (etwa 20 C) vermischt.
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<tb>
<tb>
Mischung <SEP> I <SEP> Gew. <SEP> -Teile
<tb> Sorbit <SEP> (7 <SEP> (11/0 <SEP> in <SEP> Wasser) <SEP> 6. <SEP> 0
<tb> Äthanol <SEP> 4,0
<tb> Laurin-/Myristinsäurediäthanolamid <SEP> 6,0
<tb> Triäthanolaminlaurylsulfat <SEP> (40go <SEP> Aktivsubstanz <SEP> in <SEP> Wasser) <SEP> 10,0
<tb> Parfüm <SEP> 4
<tb> Diese <SEP> Mischung <SEP> wurde <SEP> versetzt <SEP> mit
<tb> Hydroxypropylmethylcellulose
<tb> ("60 <SEP> HG <SEP> 4000", <SEP> Dow <SEP> Chemical <SEP> Methocel) <SEP> 2,0
<tb> Mischung <SEP> II <SEP> Gew.-Teile
<tb> Triathanolaminlaurylsulfat
<tb> (400/0 <SEP> Aktivsubstanz <SEP> in <SEP> Wasser) <SEP> 60,0
<tb> Wasser <SEP> 11, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Farbstoffe, <SEP> Konservierungsmittel,
<tb> bakteriostatische <SEP> Stoffe, <SEP> Antioxydantien
<tb>
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Es wurde ein klares Shampoo erhalten,
das gut zu verwenden war und sich leicht aus dem Haar ausspülen liess. Es zeigte ausgezeichnete Netzeigenschaften und verteilte sich schnell auf das Haar. Das Haar wies nach dem Waschen einen guten Glanz und eine gute Frisierbarkeit auf. In der angegebenen Formel dient das Triäthanolaminlaurylsulfat der Bildung eines reichen und dichten Schaumes und der Erzielung einer guten Reinigungswirkung, ruft jedoch auf der Haut weder Reizungen noch eine Empfindlichkeit hervor. Das Laurin-/Myristinsäurediäthanolamid verstärkt die Schaumkraft und stabilisiert den Schaum in Gegenwart von Fettschmutz ; es verleiht darüber hinaus dem Haar eine gute Frisierbarkeit und dient als zusätzliches Verdickungsmittel.
Beispiel 5 : In diesem Beispiel wurde in der Formel nach Beispiel 1 das Triäthanolaminlaurylsulfat durch Magnesiumlaurylsulfat ersetzt. Es zeigte sich, dass mit 2 Teilen der Magnesiumverbindung die gleichen Resultate wie mit 3 Teilen der Triäthanolaminverbindung erzielt wurden. Ausserdem konnte hiebei zur Erzielung der gleichen Resultate der Methylcellulosegehalt von2, 0 Gew.-* auf 1, 5 Gew. reduziert werden.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung klarer Gelshampoos besteht darin, dass man zunächst eine Mischung A herstellt, indem man die folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen zusammenmischt :
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<tb>
<tb> Gew.-% <SEP> im <SEP>
<tb> fertigen <SEP> Shampoo
<tb> Methylcellulose <SEP> 1 <SEP> bis <SEP> 5
<tb> Polyalkohol <SEP> 2 <SEP> bis <SEP> 15
<tb> einwertiger <SEP> Alkohol <SEP> 3 <SEP> bis <SEP> 10
<tb> Waschrohstoff <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 35
<tb>
Dann wird eine wässerige Lösung des gleichen oder eines andern Waschrohstoffes als Mischung B hergestellt. Mischung A und 50 bis 80 Grew.-% Mischung B, bezogen auf das fertige Shampoo, werden dann gründlich miteinander vermischt, wobei ein klares Gelshampoo erhalten wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Cellulosedispersion, dadurch gekennzeichnet, dass sie (a) als Cellulosematerial Hydroxypropylmethylcellulose und/oder Carboxymethylcellulose, (b) einen gesättigten, mehrwertigen Alkohol mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül und je einer Hydroxylgruppe an jedem Kohlenstoffatom, (c) einen gesättigten, aliphatischen einwertigen Alkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Molekül, (d) Wasser und (e) gegebenenfalls ein Detergens enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von (a) zur Summe von (b) + (c) zwischen 0, 1 : 1 und 0, 5 : 1 liegt.
2. CellulosedispersionnachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, dass sie Wasser in einer Menge bis zu etwa 40 Gew.-%, bezogen auf die Cellulosedispersion, enthält.
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