CZ281398A3

CZ281398A3 - Prostředek pro mytí nebo praní tkanin

Info

Publication number: CZ281398A3
Application number: CZ982813A
Authority: CZ
Inventors: Milind Vinayak Bhandary; Dhanraj Kalyansundaram Chokappa; Velayudhan Nair Gopa Kumar; Devadatta Shivaji Sankholkar
Original assignee: Univler N. V.
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1999-02-17
Also published as: WO1997032965A1; HUP9904128A2; PL184540B1; CN1200761A; GB9604585D0; CN1170919C; HUP9904128A3; TR199801276T2; BR9612536A; PL328764A1; ZA97146B; AU1308197A; CZ292063B6

Description

Oblast techniky

Vynález se týká prostředků ve formě kostkových mýdel pro mytí nebo praní tkanin. Vynález se zvláště týká prostředků s vysokým obsahem vody, které si však udržují mechanické, strukturní aspekty pro vyhovující zpracovatelnost a vlastnosti uspokojující konečného uživatele, jako je lepší hmatový dojem, pěnivost, nižší rozměkavost/mazlavost a dostatečná čistící schopnost.

Dosavadní stav techniky

Běžné detergentní kostkové prostředky na bázi mýdla pro osobní mytí obsahují přibližně přes 70 hmotnostních % celkového tukového základu (TFM, total fatty matter), přičemž zbylou část tvoří voda (asi 10 až 20 %) a další přísady, např. barviva, parfém, konzervační látky a podobně. Přítomno může být rovněž mnoho konkrétních látek, které v kostce mýdla nahrazují část mýdelné složky za současného zachování vyhovující zpracovatelnosti.

Namáhání ,na mezi trvalé deformace (na mezi kluzu), potřebné k vyvolání toku v materiálu, má základní důležitost při stanovení strukturní stálosti a celistvosti (integrity) vícefázových prostředků jako jsou mýdla a detergenty. Namáhání na mezi trvalé deformace hraje největší roli ve zpracovatelnosti mýdel a detergentů, zvláště v zařízení pro úpravu mýdla jako jsou válcovací mlýny, hnětače, lisovače a podobně.

* · · · · • toto · · t ······· · *

- 2 Mletá kostková mýdla mají typicky obsah vody mezi 8 až 15 %, zatímco tvrdá (nemletá) kostková mýdla mají obsah vody mezi 20 až 35 %. Zvýšení obsahu vody může nahradit celkový tukový základ (TEM), což je ekonomičtější, ale projeví se sklon ke změkčení mýdla.

Patent GB 2 230 022 předkládá použití polyakrylátu a citrátu jako ochranných látek pro zlepšení změkčování praných tkanin účinkem jílu v práškových pracích prostředcích. Patent US 5 279 756 předkládá použití akrylových polymerů a karboxylových kyselin jako sekvestračních činidel v prostředcích pro mytí nádobí. Patent BR 8905598 předkládá použití dvou specifických .polymerů, jmenovitě akrylového polymeru CO-1 (Acrysol LMW-400N) Rohma a Haase, a Acrysolu ASE-75 Rohma a Haase o molekulové hmotnosti 40 000, k tomu, aby bylo mýdlo tvrdší, lépe pěnilo a bylo příjemnější pro pokožku. Dále stanoví, že akrylové polymery o vysoké molekulové hmotnosti se používají proto, že vyšší viskozita kapaliny vytvoří zřetelnější rýhování a, vzhledem k tomu, že akrylový polymer je na povrchu, poskytují během mytí kostkovým mýdlem rukám lepší klouzavost (lubricitu). Prostředky předkládané v tomto patentu mají dosti nižší koncentrace vody, při nichž není problémem ztužení mýdla.

Předkládaný vynález se od předchozího stavu techniky liší tím, že se zaměřuje na problém výroby kostkových mýdel s vysokým obsahem vody, která by normálně byla měkká, vytvářela by akutní obtíže při zpracování a byla by nevyhovující při konečném užití.

Základním cílem předkládaného vynálezu je poskytnout pro mytí prostředky s vyšším obsahem vody, avšak uchovávající si • · · · * ··»···· · vhodné strukturní vlastnosti a zpracovatelnost. Prostředky by rovněž měly zlepšit fyzikální vlastnosti, jako je vyšší namáhání na mezi trvalé deformace, pěnivost, lepší hmatový dojem, nižší rozrněkávost/mazlávost a dostatečná čistící schopnost.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález se tedy zaměřuje na zlepšené mycí prostředky s vyšším obsahem vody, které si však udržují špičkové fyzikální vlastnosti, jako mechanické, strukturní aspekty pro vyhovující zpracovatelnost a vlastnosti uspokojující konečného uživatele, jako je lepší hmatový dojem, pěnivost, nižší rozměkavost/mazlavost a dostatečná čistící schopnost, prostřednictvím začlenění synergických (vzájemně působících) přídavných látek, zahrnujících vodou rozpustné aniontové polymery a/nebo kopolymery o molekulových hmotnostech od 500 do 30 0000 v rozmezí od 0,5 do 5 % hmotnosti prostředku, a volitelně zahrnujících jednu nebo více karboxylovaných sloučenin v koncentracích do 5 % hmotnosti celkového prostředku.

Podle tohoto vynálezu je zde poskytnut mycí prostředek s vyšším obsahem vody, uchovávající si ovšem vynikající namáhání na mezi trvalé deformace, zlepšenou pěnivost, hmatový dojem a vyhovující čistící schopnost, který zahrnuje:

(i) 25 až 70 hmotnostních % mýdla/detergentně aktivních látek, (ii) 0,5 až 5 hmotnostních % vodou rozpustných aniontových polymerů a/nebo kopolymerů, majících

99 : ·»: ι · · · ·

9 9 molekulovou hmotnost v rozmezí od 500 do 30 000, (iii) volitelně nejvýše 5 % karboxylovaných sloučenin (iv) 15 až 50 hmotnostních % vody a zůstatek tvořený dalšími přídavnými látkami.

Aktivní látky jsou v prostředku zajištěny čistým mýdlem, získaným saponifikací (zmýdelněním) olejů/tuků, jako jsou rýžové otruby, lůj, palmový olej, ricínový olej, podzemnicový olej, palmojádrový olej, olej z bavlníkových semen, sojový olej, kokosový olej a podobně, nebo jejich odpovídajících mastných kyselin, a/nebo kterýmkoli ze syntetických detergentů.

Vodou rozpustné aniontové polymery, které mohou být použity v prostředcích podle vynálezu, zahrnují polyakrylovou kyselinu, polymethakrylovou kyselinu, kyselinu polystyrensulfonovou, kopolymery kyselin akrylové a maleinové a podobně.

Vhodné vodou rozpustné kopolymery zahrnují kombinaci monomerů, z nichž alespoň jeden obsahuje hydrofilní skupiny jako skupinu kyseliny sulfonové, sulfátovou skupinu nebo skupinu kyseliny karboxylové či jejich sole, např. kopolymery akrylamid-akrylové kyseliny a kyseliny methakrylové, kopolymery pólyakry1amidu a kyseliny maleinové, kopolymery kyseliny akrylové a kyseliny methakrylové.

Výše uvedené vodou rozpustné aniontové polymery a vodou rozpustné kopolymery jsou voleny tak, aby měly molekulovou hmotnost v rozmezí od 500 do 30 000. Upřednostňovaným aniontovým vodou rozpustným polymerem je polyakrylové * 0

I

0 0

000« • 0 00 ι :í :

I « 000 « « · 0

0 0 0

00

0 0 »

0 00

0 0 9

0 9

00 kyselina v rozmezí molekulových hmotností od 500 do 5 000.

Karboxylovanými sloučeninami jsou s výhodou kyselina citrónová, kyselina mléčná a kyselina maleinová.

Prostřednictvím tohoto vynálezu je zjištěno, že synergického účinku je dosaženo, pokud jde o zvýšení obsahu vody v mýdlových prostředcích při současném zachování fyzikálních vlastností mýdla, při použití výše uvedených souhlasně působících (synergických) přídavných látek v mýdlových prostředcích ve zvoleném rozmezí tak jak bylo navrženo.

Povaha vynálezu, jeho předmět a výhody budou dále zřejmé z následujícího popisu, vytvořenému ve vztahu k neomezujícímu vzorovému kontrolnímu prostředku bez synergických přídavných látek diskutovaných výše, a k prostředkům podle vynálezu, zahrnujícím takové synergické přídavné látky.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Bylo připraveno mýdlo oleátu sodného, obsahující 30 % vlhkosti (kontrola) a mýdlo, obsahující polyakrylovou kyselinu o různých molekulových hmotnostech; měřeno bylo namáhání na mezi trvalé deformace (na mezi kluzu) za použití Carri-Med Rheometru.

Měření namáhání na mezi trvalé deformace

Carri-Med Rheometr, který je rheometrem s nastavitelným .1

9 · ♦ • » »»♦»

9 9

9

9 ) ·♦·

99

9 9 9

9 99

9 9 9

9 9

99 namáháním, lze použít k měření namáhání na mezi trvalé deformace látek za střihových podmínek. Rheometr s nastavitelným namáháním může poskytnout namáhání až tak malá jako 0,07 Pa a hodnota namáhání, při kterém je zahájen tok, je přímou mírou namáhání na mezi trvalé deformace látky (měří se rychlost deformace). Carri-Med rheometr, model CS100, byl použit s kuželem a destičkovým upínáním, majícím průměr 2 cm a úhel l°58^z.Měření probíhala při 40°C. Maximální namáhání na mezi trvalé deformace, měřitelné na tomto zařízení, může činit 6300 Pa a nejmenší detegovatelná rychlost deformace je asi 10^-6 sec^-1.

Údaje, předkládané v Tabulce 1, ukazují vliv molekulové hmotnosti kyseliny polyakrylové (PAA) na namáhání na mezi trvalé deformace.

Tabulka 1

přísady v prostředku	namáhání na mezi trvalé deformace, Pa
oleát sodný (aktivní látka)	784
aktivní látka + 5% PAA (MW 90 000)	550
aktivní látka + 5% PAA (MW 5 000)	932
aktivní látka + 5% PAA (MW 2 000)	1880

MW = molekulová hmotnost

Údaje, předkládané v Tabulce 1, ukazují, že nižší molekulové hmotnosti PAA (polyakrylové kyseliny) jsou při zlepšování namáhání na mezi trvalé deformace mýdla výhodněj ší.

Příklad 2 ·

9 4

4 · ·

• 4 4·

4 »

9 9 • 49

Příklad a: kontrolní prostředek

Mýdelný základ (300 g) , obsahující 30 % soli mastné kyseliny z kokosového oleje, přičemž zbytek do 100 % tvoří sole destilovaných mastných kyselin získaných ze směsi olejů (např. z rýžových otrub a palmového oleje), o obsahu vlhkosti 10,8 %, byl vložen do autoklávu a zahřát na 50°C. Po přídavku 83 ml vody bylo mýdlo po dobu 3 hodin mícháno a zahříváno na 95 °C. Mýdlová tavenina byla pomalu přesunuta do jiné komory pod autoklávem, která byla uchovávána pod vakuem. Vakuově vysušené mýdlo (vlhkost 27 %) bylo ochlazeno na 25-30°C, necháno projít trojitým válcovým mlýnem a hněteno do kostek.

Výše uvedené mleté mýdlo bylo před hnětením pro výrobu mýdel s nižším obsahem vlhkosti vysušeno v horkovzdušné troubě (40-45°C).

Příklad b: pokusný prostředek

Mýdelný základ (300 g) byl připraven stejně jako v případě kontroly, ale k mýdlu byla v autoklávu přidána směs obsahující 1 g hydroxidu sodného, 1,5 g polyakrylové kyseliny (PAA) (SOKOLAN PA od firmy BASF, mol. hmotnost 1500) a 1,5 g kyseliny citrónové, rozpuštěná v 83 ml vody. Mýdlo bylo po dobu 3 hodin mícháno a zahříváno na 95’C. Mýdlová tavenina byla pomalu přesunuta do jiné komory pod autoklávem, která byla uchovávána pod vakuem. Vakuově vysušené mýdlo bylo ochlazeno na 25-30°C, necháno projít trojitým válcovým mlýnem a hněteno do kostek.

Výše uvedené mleté mýdlo bylo před hnětením pro výrobu mýdel s nižším obsahem vlhkosti vysušeno v horkovzdušné troubě (40-45’C).

«· « ·· ·· ·· * · > ·· · ·· · · · * * , « ···♦ »·♦« . ····« · · · ··· · ···· » I » · · · · _ · · » ** * »· »· ·« ··

Vzorky z příkladů 2a i 2b byly podrobeny testům namáhání na mezi trvalé deformace a penetrace (pronikání) podle zde popsaného postupu.

Měření namáhání na mezi trvalé deformace

Zařízení sestává z drátu, připevněného k opačně vyváženému raménku, které se může volně otáčet prostřednictvím kuličkového ložiska. Špalík mýdla.je umístěn pod drát tak, že drát se právě dotýká jednoho okraje špalíku. Aplikováním jisté hmotnosti (W v gramech) přímo nad drátem je na tento drát uplatňována stálá síla, která drát zařízne do mýdla. Oblast, v níž síla působí, se bude zvětšovat s rostoucí hloubkou zářezu a tudíž napětí, které bylo vynaloženo, bude klesat až do okamžiku, kdy bude přesně vyváženo odporem mýdla a drát se přestane pohybovat. V tom okamžiku se napětí rovná napětí na mezi trvalé deformace mýdla. Doba k dosažení tohoto okamžiku byla zjištěna jako 30 sekund, a proto byla zvolena standardní doba 1 minuty k zajištění toho, že bylo dosaženo napětí na mezi trvalé deformace. Po této době bylo závaží odstraněno a byla změřena délka zářezu.

Napětí na mezi trvalé deformace je vypočítáno za použití poloempirického vzorce:

Y.S = ¹ Pascalů (Pa) x d

Test prostupnosti (penetrace)

Špičatý kovový kužel o určených rozměrech je ponechán

9

9 9 9

9 9 9 9

9 9999 · 9

9 9 9

9

99

9 9 ·

9 99 • 999 9 9

9 9 9

9· 99 99 • · 9

9 9

99 9 pronikat do mýdlové kostky za použití standardního závaží na vrcholu kuželu. Kužel proniká do kostky až do určité hloubky, dokud se dolů směřující síla působená závažím nevyrovná směrem nahoru působící síle tření. Hloubka proniknutí se měří v jednotkách 1/10 milimetru. Hlubší proniknutí znamená nižší napětí na mezi trvalé deformace.

Tabulka 2

% vlhkosti	příklad a YS* x 10⁵	hodnota proniknutí	příklad b YS* x 10⁵	hodnota proniknutí
27	1,8	45	3,7	33
22	4,2	31	7,4	22
17	7,3	15	9,8	17

YS* = napětí na mezi trvalé deformace v pascalech.

Údaje uvedené v Tabulce 2 jasně ukazují, že mýdla, obsahující souhlasně působící (synergícké) přídavné látky podle vynálezu (příklad b), vykazují významně vyšší namáhání na mezi trvalé deformace, nasvědčující tomu, že přítomnost přídavných látek vede ke kostkovým mýdlům, která jsou i přes vyšší obsah vlhkosti zpracovatelná pomocí mletí.

Příklad 3

Připraveny byly mýdelné (oleát sodný) prostředky jak jsou uvedené v Tabulce 3 a údaje o namáhání na mezi trvalé deformace byly měřeny stejně jako v postupu, popsaném v Příkladu 1.

• to · to to · • · to to to· ··

Tabulka 3

přísady (%)	příklad c	příklad d	příklad e	příklad f
mýdlo	73	72	72	72
PAA	-	1	-	0,5
kyselina citrónová	-	-	1	0,5
voda	27	27	27	27
namáhání na mezi trvalé deformace,Pa	573	1389	1018	>6360

Údaje o namáhání na mezi trvalé deformace předložené v Tabulce 3 ukazují, že pokud jsou kyselina polyakrylová (PAA) a kyselina citrónová přidány ke každému z prostředků dokonce v množství 0,5%, poskytují synergický účinek a rovněž ukazují, že namáhání na mezi trvalé deformace je zvětšeno daleko více než při použití samotné PAA nebo samotné kyseliny citrónové v množství 1 %.

Příklad 4

Připraveny byly kontrolní a pokusné kostky odpovídající prostředkům popsaným v Tabulce 4 a zaznamenány byly údaje o namáhání na mezi trvalé deformace (měřeném jak je popsáno v Příkladu 2), rychlosti opotřebení, pěnivosti, mazlavosti a hmatovém dojmu. Mýdlo zahrnovalo 30 % sole mastné kyseliny z kokosového oleje a zbytek byl tvořen solemi destilované mastné kyseliny, pocházející ze směsi olejů (např. z rýžových otrub/palmového oleje). Mýdlo obsahovalo 30 % vody, do níž byly přidány různé přísady (PAA, kyselina citrónová, parfém a pod.) a směs byla vysušena až na konečný obsah vlhkosti, uvedený v Tabulce 4.

•

4

4 4

44··· · 4 4

4 ··

4 4 4 · · ·

4 ···

4· ·

4· ·· • 4 44

4 4 4

4 44

4 4 4 • 4 4

44

Rychlost opotřebení

Sada kostek je po dobu 5 dnů používána každým testujícím k mytí standardním způsobem jednou denně a po každém mytí je opět vysušena. Po dvou dalších dnech bez umývání je procento opotřebení stanoveno jako váhový úbytek. Toto je standardizované napodobení používání.

Pěnivost

Test zahrnuje skupinu dobrovolníků, kteří si myjí ruce testovanými tabulkami mýdla jednou během testu. Mýtí rukou se provádí ve vodě o tvrdosti 24 francouzských stupňů (2,4 .10'³mol.I^-1 M++) v misce a měří se objem vytvořené pěny.

Hmatový dojem

Standardní mycí postup ve studené vodě s následným zhodnocením vycvičeným pozorovatelem.

Mazlavost

Sada mýdel je používána k mytí standardním způsobem jednou denně každým testujícím po dobu 5 dnů. Dále od druhého dne je na kostce stanovována zkušeným hodnotícím hloubka rozměknutí za použití kalibrované stupnice v mm. Hodnoty jsou sledovány během 5 dnů a zaznamenána je hodnota závěrečného dne. Toto je standardizované napodobení použití.

·· ·

0» • 0 0 *

0 0000

0 0

0« 0 • 0 00

0 0 0 • 0 0 0

0 000

0 0

00

00 0 0 0 0

0 00

0*00 0

0 0

00

Tabulka 4

přísady (%)	kontrolní	pokusné
mýdlo	84,2	79,9
PAA	0	0,5
kyselina citrónová	0	0, 5
vlhkost	14,0	17,3
parfém a pod.	1,8	0,22
voda/mýdlo	0,17	0,22
namáhání na mezi trvalé deformace (10⁶ Pa)	2,8	3-,3
% rychlost opotřebení	39, 6	42,4
pěnivost (24° FH)	174, 0	186, 0
mazlavost	5,7	4,0
hmatový dojem	uspokoj ivý	vynikaj ící

Údaje uvedené v Tabulce 4 ukazují, že pokusná kostka má významně vyšší namáhání na mezi trvalé deformace a další vlastnosti při použití.

Předkládaný vynález je tedy zaměřen na poskytnutí zlepšených mýdelných/detergentních prostředků, majících vyšší obsah vody, avšak uchovávajících si mechanické, strukturní aspekty pro vyhovující zpracovatelnost a vlastnosti uspokojující konečného uživatele, jako je lepší hmatový dojem, pěnivost, nižší rozměkavost/mazlavost a dostatečná čistící schopnost.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Prostředek pro mytí nebo praní tkanin, vyznačující se tím, že obsahuje:

(i) 25 až 70 hmotnostních % povrchově aktivní látky;

(ii) 0,5 až 5 hmotnostních % vodou rozpustného aniontového polymeru a/nebo kopolymeru, majícího molekulovou hmotnost od 500 do 30 000;

(iii) 15 až 50 hmotnostních % vody; a (iv) další přídavné látky, vytvářející celkový zůstatek.
2. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje nejvýše 5 hmotnostních % karboxylovaných sloučenin.
3. Prostředek podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj í c í se t í m, že povrchově aktivní látka je buď (i) syntetická detergentní látka;

(ii) čisté mýdlo, získatelné zmýdelněním olejů nebo tuků; nebo (iii) směs takových látek.
4. Prostředek podle nároku 3, vyznačující se tím, že oleje nebo tuky jsou rýžové otruby, lůj, palmový olej, ricinový olej, podzemnicový olej, palmojádrový olej, olej z bavlníkových semen, sojových bobů nebo kokosových ·· 4

4 4 4 • · · 4

4 4 4*4

4 4 4 • 4 4 • 4 44 44 44 • 44 4 4 4 · 4

4 * 4 4 4 4 44 • « 44444 4444 4

4 4 4 4 4 4

44 44 44 44 ořechů.
5. Prostředek podle kteréhokoli nároků, vyznačující se rozpustný aniontový polymer je polyakrylové kyselina, polymethakrylová kyselina, polystyrensulfonová kyselina nebo kopolymer kyseliny akrylové a kyseliny maleinové.

předcházej ících tím, že vodou
6. Prostředek podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vodou rozpustný aniontový polymer je kombinací monomerů, z nichž alespoň jeden obsahuje hydrofilní skupinu, s výhodou sulfonovou kyselinu, sírovou kyselinu, karboxylovou kyselinu nebo sole těchto látek.
7. Prostředek podle nároku 6, vyznačující se tím, že vodou rozpustný polymer je kopolymer akrylamid-akrylové kyseliny a kyseliny methakrylové, kopolymer polyakrylamidu a kyseliny maleinové nebo kopolymer kyseliny akrylové a kyseliny methakrylové.
8. Prostředek podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vodou rozpustný polymer je kyselina polyakrylové o molekulové hmotnosti od 500 do 5000.
9. Prostředek podle kteréhokoli z nároků 2 až 8, vyznačující se tím, že karboxylovanou sloučeninou je kyselina citrónová, kyselina mléčná nebo kyselina maleinová.