CZ289687B6

CZ289687B6 - Tekutý mycí prostředek a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ289687B6
Application number: CZ1998355A
Authority: CZ
Inventors: Sudhakar Puvvada; Virgilio Barba Villa; Richard Kolodziej
Original assignee: Unilever N. V.
Priority date: 1995-08-07
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 2002-03-13
Also published as: DE69627336D1; CA2222274A1; CN1192675A; ES2196166T3; WO1997005857A1; PL324889A1; JPH11513053A; EP0839023A1; US5952286A; AU6737396A; AR003200A1; CN1134251C; PL186858B1; MY115202A; MX9801006A; CZ35598A3; HUP9901681A2; CA2222274C; ZA966637B; IN188081B

Abstract

e en se t²k prost°edk s lamel rn f z , obsahuj c ch definovan syst my povrchov aktivn ch l tek a struktura n inidlo, zvolen ze skupiny, sest vaj c z kapaln²ch mastn²ch kyselin, kapaln²ch alkohol a jejich deriv t , p°i em struktura n inidlo odpov d za indukov n lamel rn f ze. e en se rovn t²k zp sobu v²roby myc ch prost°edk indukov n m lamel rn f ze v takov²ch prost°edc ch p°id n m definovan ho struktura n ho inidla.\

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká takových tekutých mycích prostředků, které se typicky používají jako prostředky pro mytí pokožky nebo jako sprchové gely. Vynález se zejména týká prostředků v lamelámí fázi, které jsou schopné snadného zeslabování střihu (tj. vzhledem k vysoké viskozitě při nulovém střihu mohou suspendovat velké částice, např. o velikosti 1 mikrometr a větší, a přesto stále snadno téci). Navíc se produkt při dávkování neroztéká a je jemný a podobný emulzi, lotionu, čímž spotřebiteli poskytuje signál o zvýšené hydratační schopnosti.

Dosavadní stav techniky

Reologické (deformační) chování všech roztoků povrchově aktivních látek, včetně tekutých mycích prostředků, silně závisí na mikrostruktuře, tj. na tvaru a koncentraci micel nebo jiných struktur, které se samovolně vytvářejí v roztoku.

Pokud existuje dostatek povrchově aktivní látky k vytvoření micel (koncentrace přesahuje kritickou micelámí koncentraci neboli CMC), mohou se tvořit například kulovité, válcovité (tyčkovité) nebo čočkovité micely. Když koncentrace povrchově aktivní látky vzroste, mohou se tvořit fáze pravidelných tekutých krystalů jako lamelámí fáze, hexagonální (šestihranná) fáze nebo krychlová fáze. Lamelámí fáze se například skládá ze střídajících se dvojvrstev povrchově aktivní látky a vrstev vody. Tyto vrstvy nejsou obecně ploché, ale jsou takovým způsobem sbalené, že vytvářejí velmi malé (menší než 1 mikrometr) struktury podobné cibuli, které jsou nazývány měchýřky (vesikuly) či liposomy. Šestihranné fáze se naproti tomu skládají z dlouhých válcovitých micel, uspořádaných do šestihranné mřížky. Obecně se mikrostruktura většiny výrobků pro osobní hygienu skládá buď z kulovitých micel, tyčinkovitých micel, nebo z lamelární disperze.

Jak bylo dříve uvedeno, micely mohou být kulovité nebo tyčinkovité. Prostředky obsahující kulovité micely mají sklon vykazovat nízkou viskozitu a newtonovské chování ve střihu (tj. viskozita zůstává konstantní jako funkce střihové rychlosti; tedy pokud je žádoucí snadné nalévání výrobku, je roztok méně viskózní a v důsledku toho nemůže rovněž vytvářet suspenzi). V takových systémech vzrůstá viskozita lineárně s koncentrací povrchově aktivní látky.

Roztoky tyčinkovitých micel jsou viskoznější, neboť pohyb delších micel je omezený. Při kritické střihové rychlosti se micely seřadí a roztok zeslabí střih. Přídavek solí zvětšuje velikost tyčinkovitých micel, což zvyšuje viskozitu při nulovém střihu (tj. viskozitu pokud je roztok v láhvi); to napomáhá suspendovat částice, ale zvyšuje rovněž kritickou střihovou rychlost (bod, v němž se výrobek stává střih zeslabujícím; vyšší kritické střihové rychlosti znamenají, že výrobek je obtížněji nalévatelný).

Lamelámí disperze se odlišují jak od kulovitých, tak i od tyčinkovitých micel, neboť mohou mít vysokou viskozitu nulového střihu (díky těsnému uspořádání svých lamelámích kapének). Přesto však tyto roztoky mohou být roztoky velmi zeslabujícími střih (snadno se mohou rozdělovat při nalévání). To znamená, že roztoky se mohou stát slabšími než tyčinkovité micelámí roztoky při nízkých střihových rychlostech.

Při vytváření tekutých mycích prostředků tedy existuje možnost volby použít tyčinkovité micelámí roztoky (jejichž viskozita při nulovém střihu, např. schopnost suspendování, není příliš dobrá a/nebo nejsou schopné přílišného zeslabení střihu); nebo lamelámí disperze (s vysokou viskozitou při nulovém střihu, např. lépe suspendující, a přesto velmi zeslabující střih).

-1 CZ 289687 B6

K vytvoření takových lamelámích prostředků ovšem musí být učiněny některé kompromisy. Zaprvé jsou k vytvoření lamelámí fáze obecně vyžadována větší množství povrchově aktivní látky. Je tedy často potřeba dodat přídavné povrchově aktivní látky a/nebo soli, které nejsou ani žádoucí, ani potřebné. Za druhé, tyto fáze mohou vytvářet pouze některé povrchově aktivní látky, což výběr povrchově aktivních látek omezuje.

Zkrátka lamelámí prostředky jsou obecně žádoucnější (zejména pro suspendování změkčovadla a pro zajištění estetických požadavků zákazníka), jsou ovšem i nákladnější tím, že obecně vyžadují více povrchově aktivní látky a jsou omezenější ve škále povrchově aktivních látek, kterých lze použít.

Pokud jsou použity tyčinkovité micelámí roztoky, vyžadují často rovněž použití vnějších strukturačních látek ke zvýšení viskozity a suspendování částic (opět vzhledem k tomu, že mají nižší viskozitu při nulovém střihu než roztoky lamelámí fáze). K tomu se často používají karbomery a jíly. Při vyšších střihových rychlostech (jako při dávkování výrobku, nanášení výrobku na tělo, nebo roztírání rukama), zůstává viskozita roztoku vysoká a výrobek může být vláknitý a hustý, neboť tyčinkovité lamelámí roztoky méně zeslabují střih. Výrobky založené na lamelárních disperzích o vyšší viskozitě při nulovém střihu mohou mnohem snadněji suspendovat změkčovadla a jsou typicky krémovitější. Opět je však jejich vytvoření obecně dražší (např. jsou omezené pokud jde o použité povrchově aktivní látky a často vyžadují větší koncentraci povrchově aktivních látek).

Autoři vynálezu nyní neočekávaně zjistili, že pokud jsou určité kapalné mastné kyseliny (např. nenasycené a/nebo větvené mastné kyseliny s dlouhým řetězcem), nenasycené a/nebo větvené alkoholy s dlouhým řetězcem (např. oleylalkohol či isostearylalkohol), anebo deriváty těchto mastných kyselin a/nebo alkoholů (jako ester mastných kyselin a ether alkoholů s dlouhým alifatickým řetězcem) použité v typickém tyčinkovitém micelámím roztoku, může být indukována lamelámí fáze.

Přesněji pak autoři vynálezu zjistili, že pokud je do prostředků, obsahujících (1) jednu nebo více povrchově aktivních látek; (2) nejméně jednu amfotemí a/nebo obojetnou (zwitteriontovou) povrchově aktivní látku; a (3) volitelně jednu nebo více neiontových povrchově aktivních látek, přidáno výše uvedené kapalné strukturační činidlo (tj. nenasycená a/nebo větvená mastná kyselina s dlouhým řetězcem; nenasycené a/nebo větvené alkoholy s dlouhým řetězcem, nebo jejich deriváty), mající teplotu tání nižší než přibližně 25 °C, prostředky se stanou prostředky o lamelární fázi. Kromě toho za přítomnosti těchto specifických strukturačních činidel nedochází ke krystalizaci strukturačního činidla.

Použití mastných kyselin obecně v tekutých mycích prostředcích (sprchových gelech a šamponech) je uvedeno například ve WO 94/17 166 Giretta a spolupracovníků (převedeno na Procter a Gambie); WO 94/18 737 Cothrana a spolupracovníků (převedeno na Procter a Gambie); a v US patentech o číslech 5 132 037; 5 234 619 a 5 290 470; všechny Greena a spolupracovníků.

Každý z těchto odkazů ovšem udává použití rovných, nasycených mastných kyselin (oproti nenasyceným nebo větveným mastným kyselinám ve zde předkládaném vynálezu), které jsou nerozpustné a ve výrobcích krystalizují. Ve skutečnosti je v těchto odkazech zamýšleno mastné kyseliny krystalizovat, neboť tento děj je důležitým faktorem strukturování (viz WO 93/18 737 na stránce 5, řádcích 23-32). Tyto odkazy také neudávají nenasycené nebo větvené alkoholy s dlouhým řetězcem nebo jejich etherové deriváty.

Dias se spoluautory (WO 94/01 084, US patent č. 5 308 526), MacGilp se spoluautory (US 5 158 699; 5 296 157; WO 92/15 666) a Torres (WO 94/01 085) pojednávají použití volných mastných kyselin a draselného mýdla mastné kyseliny, kde má uvedená mastná kyselina hodnotu jodového čísla mezi 0 a 15 (hodnoty jodového čísla udávají úroveň nasycení mastných kyselin).

-2CZ 289687 B6

Navíc se zde nepojednává o nenasycených nebo větvených mastných kyselinách s dlouhým řetězcem či nenasycených nebo větvených alkoholech s dlouhým řetězcem.

US patent č. 5 360 581 Rizviho a spolupracovníků pojednává o použití nasycených mastných kyselin s dlouhým (s výhodou C22) s polyethyleniminem ke zvýšení stability výrobku. Mastná kyselina je nasycená oproti kapalné, nenasycené mastné kyselině podle zde předkládaného vynálezu.

Japonský patent JP č. 7 025 726 udává použití kapalných mastných kyselin v emulzi. Patent předkládá prostředky, mající 30 % nebo více oleje, jímž je myšleno změkčovadlo (např. rostlinný olej), zatímco prostředky podle předkládaného vynálezu obsahují ne více než asi 20 %, s výhodou ne více než asi 15 % hmotnostních oleje/změkčovadla. Nadto, JP patent č. 7 025 726 neuvádí použití kapalné mastné kyseliny jako strukturačního činidla, zatímco předkládaný vynález používá kapalnou mastnou kyselinu k vytvoření lamelámí fáze a tím strukturuje výrobek.

Konečně US patent č. 5 851 978 (přihlašovatelova souběžná přihláška 08/469 949, Shana) se týká mýdelného prostředku, obsahujícího 5 až 35 % C_g až C₂₂ mastné kyseliny, z nichž 20-50% nesmí být neutralizováno (tj. více než 50% je neutralizováno k vytvoření mýdla). Předkládaná přihláška neobsahuje mýdlo a takové prostředky jsou obecně jemnější. Nadto nebývalo samozřejmé, že přidání strukturačních činidel podle předkládaného vynálezu v nepřítomnosti mýdla by mohlo poskytovat prostředky ve formě lamelámí fáze.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález se týká tekutých mycích prostředků, obsahujících systém povrchově aktivní látky (obsahující např. aniontovou nebo aniontovou a amfotemí/obojetnou povrchově aktivní látku) a0,lažl5%a lépe 0,5 až 10 % hmotnosti strukturačního činidla, indukujícího lamelámí fázi, přičemž uvedené strukturační činidlo je zvoleno ze skupiny, sestávající z nenasycených a/nebo větvených kapalných mastných kyselin o dlouhém řetězci (tj. C_g až C₂4 a s výhodou Ci₂ až C24 mastných kyselin) nebo esterových derivátů těchto mastných kyselin; z nenasycených a/nebo větvených kapalných alkoholů o dlouhém řetězci (tj. C₈ až C₂4 a s výhodou C12 až C₂4 alkoholů) nebo etherových derivátů takových alkoholů.

Použity mohou být i nasycené mastné kyseliny s krátkým řetězcem (C5 až C9 kapalné mastné kyseliny nebo jejich deriváty), i když nejsou nej výhodnější.

Ve druhém provedení vynález poskytuje způsob výroby tekutých mycích prostředků, obsahujících výše uvedený systém povrchově aktivní látky, indukcí lamelámí fáze. Tento způsob zahrnuje přidání 0,1 až 15 % a lépe 0,5 až 10 hmotnostních % výše uvedeného strukturačního činidla, majícího teplotu tání (TT) nižší než 25 °C.

Předkládaný vynález se týká také tekutých mycích prostředků, obsahujících specifické systémy povrchově aktivní látky, v nichž je použito strukturační činidlo k indukování fázové přeměny na prostředek ve formě lamelámí fáze. Takové prostředky ve formě lamelámí fáze jsou upřednostňovány vzhledem ktomu, že mohou snadno suspendovat částice, jako částice změkčovadla (tj. díky vysoké viskozitě při nulovém střihu), a přesto snadno vytékat (tj. silně zeslabovat střih). Navíc použití těchto strukturačních činidel umožňuje použití menšího množství povrchově aktivní látky a zajišťuje větší mnohostrannost (tj. lze je použít v mnohem větším počtu systémů povrchově aktivní látky, které jsou přihlašovatelům vynálezu známé), než bylo možné dříve. Kromě toho jsou lamelámí prostředky jemné a během dávkování se neroztékají, čímž poskytují žádoucí a zákazníku vyhovující deformační chování. Prostředky jsou podrobněji uvedeny dále.

-3CZ 289687 B6

Povrchově aktivní látky

Systém povrchově aktivní látky podle předkládaného vynálezu tvoří 5 až 50 % hmotnosti a lépe 10 až 40 % hmotnosti prostředku a zahrnuje:

(a) jednu nebo více aniontových povrchově aktivních látek;

(b) amfotemí a/nebo obojetnou povrchově aktivní látku.

Systém povrchově aktivní látky může navíc popřípadě obsahovat až do 10 % hmotnostních z celkového prostředku neiontové povrchově aktivní látky.

Aniontovou povrchově aktivní látkou může být například alifatický sulfonát, jako sulfonát primárního alkanu (např. Cg-C₂₂), disulfonát primárního alkanu (např. Cs-C₂₂), Cg-C₂₂ alkensulfonát, Cg-C₂₂ hydroxyalkansulfonát nebo alkylglyceryl- ethersulfonát (AGS); nebo aromatický sulfonát jako alkylbenzensulfonát.

Aniontovou povrchově aktivní látkou může být také alkylsulfát (např. C12-C18 alkylsulfát) nebo alkylethersulfát (včetně alkylglycerylethersulfátů). Z alkylethersulfátů jsou to ty, mající vzorec:

RO(CH₂CH₂O)nSO₃M kde Rje alkyl nebo alkenyl, mající 8 až 18 uhlíkových atomů, s výhodou pak 12 až 18 uhlíkových atomů, n má průměrnou hodnotu větší než 1,0; s výhodou pak mezi 2 a 3, a M je solubilizační kation jako sodík, draslík, amonný ion nebo substituovaný amonný ion. Přednost se dává lauiylethersulfátu amonnému a sodnému.

Aniontovou povrchově aktivní látkou mohou být také alkylsulfosukcináty (včetně monoa dialkylsulfosukcinátů, např. C₆-C₂₂ sulfosukcináty); alkyl- a acyltauráty, alkyl- a acylsarkosináty, sulfoacetáty, Cg-C₂₂ alkylfosfáty a fosfáty, alkylfosfátové estery a alkoxylové alkylfosfátové estery, acyllaktáty, Cr-C₂₂ monoalkylsukcináty a maleáty, sulfoacetáty a acylisethionáty.

Sulfosukcináty mohou být monoalkylsulfosukcináty o vzorci:

R⁴O₂CCH₂CH(SO₃M)CO₂M;

amido-MEA-sulfosukcináty o vzorci:

R⁴CONHCH₂CH₂O₂CCH₂CH(SO₃M)CO₂M kde R⁴ je Cg-C₂₂ alkyl a M je solubilizační kation;

amido-MIPA-sulfosukcináty o vzorci:

RCONH(CH₂)CH(CH₃)(SO₃M)CO₂M kde M odpovídá předcházející definici.

Zahrnuty jsou rovněž sulfosukcináty s alkoxylovaným citrátem; a alkoxylované sulfosukcináty jako jsou následující látky:

O

II

R-O- (CH₂CH₂O) _nCCH₂CH (SO₃M) CO^

-4CZ 289687 B6 kde n je 1 až 20 a M odpovídá předchozí definici.

Sarkosináty jsou obecně označeny vzorcem

RCON(CH₃)CH₂CO₂M, v němž R představuje Cg až C₂₀ alkyl a M je solubilizační kation.

Tauráty jsou obecně vyjádřeny vzorcem

R²CONR³CH₂CH₂SO₃M, kde R² představuje Cg až C₂₀ alkyl, R² je C1-C4 alkyl a M je solubilizační kation.

Jinou třídou aniontových povrchově aktivních látek jsou karboxyláty jako následující látky:

R-(CH₂CH₂O)_nCO₂M kde R je Cg až C₂₀ alkyl, n je od 0 do 20 a M odpovídá předcházející definici.

Jinými karboxyláty, které mohou být použity, jsou amidoalkylpolypeptidové karboxyláty, jako je například Monteine LCQ® od firmy Seppic.

Jinou povrchově aktivní látkou, kterou lze použít, jsou Cg až Cjg acylisethionáty. Tyto estery jsou připravovány reakcí isethionátu alkalického kovu se směsnými alifatickými mastnými kyselinami, majícími 6 až 18 atomů uhlíku a hodnotu iodového čísla menší než 20. Alespoň 75 % směsných alifatických mastných kyselin má 12 až 18 atomů uhlíku a až do 25 % má 6 až 10 atomů uhlíku.

Pokud jsou přítomné, představují acylisethionáty obecně 0,5 až 15 hmotnostních % celkového prostředku. S výhodou je tato složka přítomna v množství asi 1 až 10 %.

Acylisethionátem může být alkoxylovaný isethionát, jak je popsán v publikaci Ilardiho a spoluautorů, v US patentu č. 5 393 466, který je zde uveden jako reference k předkládané přihlášce. Tato sloučenina má obecný vzorec:

O X Y

III

R-C-0-CH-CH₂- (OCH-CH₂)_m-SO ₃M kde R je alkylová skupina, mající 8 až 18 atomů uhlíku, m je celé číslo od 1 do 4, X a Y jsou vodíkový atom nebo alkylová skupina, mající 1 až 4 atomy uhlíku a Nf je jednomocný kation, jako například sodík, draslík nebo amonný ion.

Obecně bude aniontová složka představovat asi 1 až 20 hmotnostních % prostředku, s výhodou 2 až 15 % a nejlépe 5 až 12 hmotnostních % prostředku.

Obojetné a amfotemí povrchově aktivní látky

Jako příklad obojetných (zwitteriontových) povrchově aktivních látek lze uvést takové látky, které mohou být všeobecně popsány jako deriváty alifatických kvartémích amonných, fosfoniových a sulfoniových sloučenin, jejichž alifatické radikály mohou mít rovný nebo větvený řetězec

-5CZ 289687 B6 a jejichž jeden z alifatických substituentů obsahuje od asi 8 do asi 18 atomů uhlíku a jeden obsahuje aniontovou skupinu, například karboxylovou, sulfonátovou, sulfátovou, fosfátovou nebo fosfonátovou. Obecný vzorec těchto sloučenin je:

(px r²-Y^(+>-CH₂-R⁴Z^{_1 kde R² zahrnuje alkylový, alkenylový nebo hydroxyalkylový radikál o asi 18 atomech uhlíku, 0 až asi 10 ethylenoxidových jednotkách a 0 až asi 1 glycerylové částici; substituent Y je zvolen ze skupiny, zahrnující atomy dusíku, fosforu a síry; R³ je alkylová nebo monohydroxyalkylová skupina, obsahující asi 1 až asi 3 atomy uhlíku; X je 1, pokud Y je atom síry a 2, pokud Y je atom dusíku nebo fosforu; R⁴ je alkylen nebo hydroxyalkylen o asi 1 až asi 4 atomech uhlíku a Z je radikál, zvolený ze skupiny, sestávající z karboxylátu, sulfonátu, sulfátu, fosfonátu a fosfátu.

Příklady takových povrchově aktivních látek zahrnují:

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

5- [S-3-hydroxypropyl-S-hexadecylsulfonio]-3-hydroxypentan-l-sulfát;

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

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

3-{N,N-dimethyl-N-hexadecylamonio)propan-l-sulfonát;

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

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

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

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

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

Amfotemí detergenty, které lze použít v tomto vynálezu, obsahují nejméně jednu kyselou skupinu. Může jí být skupina kyseliny karboxylové nebo sulfonové. Obsahují kvartémí dusíkový atom a jsou tedy kvartémími aminokyselinami. Obecně by mohly zahrnovat alkylovou nebo alkenylovou skupinu o 7 až 18 atomech uhlíku. Obvykle budou odpovídat souhrnnému strukturnímu vzorci:

O R²

R¹ - [-C-NH(CH₂)_n-]_m- N⁺-X-Y

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

-6CZ 289687 B6

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

n je 2 až 4;

m jeOažl;

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

Y je -CO2- nebo -SO₃-.

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

R^s

I

R¹ — Ν'— CH,CO/

I

R³ a amidobetainy o vzorci:

R²

R¹ - CONH(CH₂)_m -r-CH₂CO₂·

I

R’ kde mje 2 nebo 3.

V obou vzorcích odpovídají R¹, R² a R³ dříve definovaným skupinám. R¹ může být zejména směsí C12 a C14 alkylových skupin, odvozených od kokosu tak, že alespoň polovina a lépe alespoň tři čtvrtiny skupin R¹ mají 10 až 14 atomů uhlíku. R² a R³ jsou s výhodou methylové skupiny.

Další možnosti je, že amfotemím detergentem je sulfobetain o vzorci:

R²

I

R¹ — řT— (CH₂)₃SO₃‘

I

R³ nebo

R²

I

R¹ - CONH (CH^—N*—(CH₂) ₃SO₃ ^-

R³ kde m je 2 nebo 3, anebo odpovídající variantám těchto vzorců, u nichž je skupina -(Cl^SCh nahrazena skupinou

OH

I

-CH₂CHCH₂SO₃' přičemž R¹, R² a R³ v tomto vzorci odpovídají předchozí definici.

Předpokládá se, že amfoacetáty a diamfoacetáty rovněž spadají mezi možné obojetné a/nebo amfotemí sloučeniny, které lze použít.

Obojetné a/nebo amfotemí látky obecně představují 0,1 až 20 hmotnostních % a s výhodou 5 až 15 % prostředku.

Kromě jedné nebo více aniontových a obojetných a/nebo amfotemích sloučenin může systém povrchově aktivních látek volitelně zahrnovat i neiontovou povrchově aktivní látku.

Neiontové povrchově aktivní látky, které lze použít, zahrnují zejména reakční produkty sloučenin, obsahujících hydrofobní skupinu a reaktivní vodíkový atom, například tedy alifatické alkoholy, kyseliny, amidy nebo alkylfenoly s alkylenovými oxidy, zvláště pak oxidem ethylnatým, a to buď samotným, nebo spolu s oxidem propylnatým. Specifickými neiontovými detergentními sloučeninami jsou kondenzáty alkyl (C₆-C₂2) fenolu a oxidu ethylnatého, kondenzační produkty alifatických (Cg-Ció) primárních či sekundárních lineárních nebo větvených alkoholů s oxidem ethylnatým a produkty, vytvořené kondenzaci oxidu ethylnatého sreakčními produkty oxidu propylnatého a ethylendiaminu. Další tak zvané neiontové detergentní sloučeniny zahrnují terciární aminové oxidy s dlouhým řetězcem, terciární fosfmové oxidy s dlouhým řetězcem a dialkylsulfoxidy.

Neiontovou látkou může být také cukerný amid, jako polysacharidový amid. Charakteristicky může být povrchově aktivní látkou jeden z laktobionamidů, popsaných v US patentu č. 5 389 279 (Au a spoluautoři), který je zde uveden jako reference, nebo jí může být jeden z cukerných amidů, popsaných v US patentu č. 5 009 814 (Kelkenberg), kteiý je do této přihlášky vynálezu začleněn jako reference.

Další povrchově aktivní látky, které lze použít, jsou popsány v US patentu č. 3 723 325 (Parranjun.), a dále jsou to alkylpolysacharidové neiontové povrchově aktivní látky, předložené v US patentu č. 4 565 647 (Llenado). Oba tyto patenty jsou v této přihlášce vynálezu uváděny jako reference.

Upřednostňovanými alkylpolysacharidy jsou alkylpolyglykosidy o vzorci

R^CnHínOMglykosylX

-8CZ 289687 B6 kde substituent R² je zvolen ze skupiny, sestávající z alkylu, alkylfenylu, hydroxyalkylu, hydroxyalkylfenylu, a směsí těchto látek, přičemž alkylové skupiny obsahují od asi 10 do asi 18 a lépe od asi 12 do asi 14 atomů uhlíku; n je 0 až 3, s výhodou 2; t je od 0 do asi 10, s výhodou 0; a x je od 1,3 do asi 10, s výhodou pak od 1,3 do asi 2,7. Glykosyl je s výhodou odvozen od glukózy. Pro přípravu těchto sloučenin je nejprve vytvořen alkohol nebo alkylpolyethoxylovaný alkohol a ten poté reaguje s glukózou nebo se zdrojem glukózy k vytvoření glykosidu (připojení v poloze 1). Další glukózové jednotky mohou být připojeny mezi jejich polohu 1 a polohu 2,3,4 a/nebo 6 předcházejících glykosilových jednotek, s výhodou pak polohu 2.

Neiontové povrchově aktivní látky představují 0 až 10 hmotnostních % prostředku.

Prostředky podle vynálezu jsou obecně prostředky neobsahující mýdlo. Vytvoření lamelámí fáze bylo u takovýchto nemýdelných prostředků naprosto neočekávané.

Strukturační činidlo

Tento vynález předkládá prostředky, užívající asi 0,1 až 15 hmotn. % a lépe 1 až 10 hmotn. % strukturačního činidla, jehož funkcí v prostředcích je vytvoření lamelámí fáze. Lamelámí fázi tohoto typu se dává přednost, neboť prostředkům umožňuje mnohem pohotověji suspendovat částice (např. částice změkčovadla) a současně si stále udržovat dobrou schopnost zeslabení střihu. Lamelámí fáze také poskytuje spotřebitelům požadovanou rheologii, deformační chování (neroztékání se).

Konkrétněji, pokud prostředek nemá lamelámí strukturu a je žádoucí zvýšené suspendování částic/zesílení suspendování, obvykle je nezbytné přidat vnější strukturační látky jako karbomery (např. zesítěný polyakrylát jako je Carbopol®) a jíly. Ovšem tyto vnější strukturační činidla mají horší schopnost zeslabení střihu, což významně snižuje přijatelnost pro spotřebitele.

Strukturační látkou je obecně nenasycená a/nebo větvená kapalná mastná kyselina s dlouhým řetězcem (C8-C24) nebo její esterový derivát, a/nebo nenasycený a/nebo větvený kapalný alkohol s dlouhým řetězcem či jeho etherové deriváty. Může jí být také nasycená mastná kyselina a s krátkým řetězcem, jako je kyselina kaprinová nebo kapiylová. Aniž by bylo žádoucí vázat se teorií, předpokládá se, že nenasycená část mastné kyseliny nebo alkoholu anebo větvená část mastné kyseliny či alkoholu působí neuspořádanost hydrofobních řetězců povrchově aktivní látky a indukuje vytvoření lamelámí fáze.

K příkladům kapalných mastných kyselin, které lze použít, patří kyselina olejová, kyselina isostearová, kyselina linolová, kyselina linolenová, kyselina ricinolejová, kyselina elaidová, kyselina arachidonová, kyselina myristolejová a kyselina palmitolejová. Esterové deriváty zahrnují propylenglykolisostearát, propylenglykololeát, glycerylisostearát, glyceryloleát a polyglyceryldiisostearát.

K příkladům alkoholů patří oleylalkohol a isostearylalkohol. Příklady etherových derivátů zahrnují isostearetherovou nebo oleátetherovou karboxylovou kyselinu; nebo isostearetherový či oleátetherový alkohol.

Strukturační činidlo může být definováno jako látka, mající teplotu tání nižší než asi 25 °C.

Olej/změkčovadlo

Jedním ze zásadních přínosů vynálezu je schopnost suspendování částic oleje/změkčovadla v prostředcích s lemelámí fází.

Různé třídy olejů jsou vyjmenovány níže.

-9CZ 289687 B6

Rostlinné oleje: podzemnicový olej, ricínový olej, kakaové máslo, kokosový olej, kukuřičný olej, bavlníkový olej, olivový olej, palmojádrový olej, řepkový olej, saflorový olej, sezamový olej a sojový olej.

Estery: butylmyristát, cetylpalmitát, decyloleát, glyceryllaurát, glycerylricinoleát, glycerylstearát, glycerylisostearát, hexyllaurát, isobutylpalmitát, isocetylstearát, isopropylisostearát, isopropyllaurát, isopropyllinoleát, isopropylmyristát, isopropylpalmitát, isopropyístearát, propylenglykolmonolaurát, propylenglykolricinoleát, propylenglykolstearát a propylenglykolisostearát.

Živočišné tuky: acetylované lanolinové alkoholy, lanolin, škvařené vepřové sádlo, norkový olej a lůj.

Mastné kyseliny a alkoholy: kyselina behenová, kyselina palmitová, kyselina stearová, behenylalkohol, cetylalkohol, eikosanylalkohol a isocetylalkohol.

Další příklady olejů/změkčovacích látek zahrnují minerální olej, petrolatum, silikonový olej jako dimethylpolysiloxan, lauryllaktát a myristyllaktát.

Mělo by být zřejmé, že pokud může změkčovací činidlo působit zároveň i jako strukturační činidlo, nemělo by být přidáváno dvojnásobně; například tedy, pokud strukturační činidlo představuje 15 % oleylalkoholu, mohlo by být jako „změkčovací činidlo“ přidáno nejvýše 5 % oleylalkoholu, neboť změkčovadlo (ať už jako změkčovadlo nebo strukturační látka) nikdy nepředstavuje více než 20 % a s výhodou více než 15 % prostředku.

Změkčovadlo/olej se obecně používá v množství od asi 1 do 20 % a lépe od 1 do 15 hmotnostních % prostředku. Obecně by mělo představovat nejvýše 20 % prostředku.

Prostředky podle vynálezu mohou navíc obsahovat volitelné složky jako jsou následující:

organická rozpouštědla jako ethanol; pomocná plniva jako karboxymethylcelulózu, křemičitan hořečnato-hlinitý, hydroxyethylcelulózu, karbopoly, glukamidy, nebo Antil® od firmy Rhóne Poulenc; parfémy; sekvestrační činidla jako čtyřsodnou sůl ethylendiamintetraoctové kyseliny (EDTA), EHDP (ethan-l-hydroxy-l,l-difosfonovou kyselinu) nebo směsi v množství od 0,01 do 1 %, s výhodou pak od 0,01 do 0,05 %; a barviva, opacifikační (zneprůhledňující) a perleťující činidla jako stearát zinečnatý, stearát hořečnatý, T1O2, EGMS (ethylenglykolmonostearát) nebo Lytron 621 (kopolymer styrenu a akrylátu); přičemž každá z těchto složek slouží ke zlepšení vzhledu nebo kosmetických vlastností výrobku.

Prostředky mohou dále obsahovat protimikrobiální činidla jako 2-hydroxy-4,2',4'-trichlordifenylether (DP300); konzervační látky jako dimethyloldimethylhydantoin (Glydant XL1000), parabeny, kyselinu sorbovou a podobně.

Prostředky mohou také obsahovat kokosové acylmono- nebo diethanolamidy jako posilovače pěnění a rovněž lze prospěšně použít silně ionizující sole, jako je chlorid sodný a síran sodný.

Výhodně mohou být použity antioxidační látky, jako například butylovaný hydroxytoluen (BHT), v množství přibližně 0,01 % nebo vyšším, pokud je to žádoucí.

Ke kationtovým kondicionérům, které lze použít, patří Quatrisoft LM-200 Polyquatemium-24, Merquat Plus 3330- Polyquatemium-39; a kondicionéry typu Jaguar®.

K polyethylenglykolům, které lze použít, patří:

Polyox WSR-205 PEG 14M,

Polyox WSR-N-60K PEG 45M, nebo

-10CZ 289687 B6

Polyox WSR-N-750 PEG 7M.

K plnivům, která mohou být použita, patří Amerchol Polymer HM 1500 (nonoxynylhydroethylcelulóza); Glucam DOE 120 (PEG 120 dioleát methylglukosy); Rewoderm® (polyethylenglykolem modifikované glyceiylované mastné kyseliny z kokosových ořechů, palmového oleje nebo loje) od firmy Rewo Chemicals; Antil® 141 do firmy Goldschmidt.

Jinou volitelně přidávanou složkou jsou deflokulační polymery (napomáhající kapalnosti), jako jsou ty, uvedené v US patentu č. 5 147 576 (Montague), který je zde uveden jako reference.

Jinou složkou, která může být začleněna, jsou exfolianty jako jsou polyoxyethylenové kuličky, ořechové slupky a meruňková jádra.

Ve druhém ztělesnění vynálezu se vynález týká způsobu indukce tvorby tekutých prostředků s lamelámí fází, zahrnujících:

(a) systém povrchově aktivní látky jak byl definován dříve (tj. jedna či více aniontových povrchově aktivních látek, amfotemí/obojetná a volitelně neiontová povrchově aktivní látka); a (b) změkčovací činidlo/olej jak bylo definováno dříve;

přičemž tento (způsob zahrnuje přidání k prostředku 0,1 až 20 hmotnostních % a lépe 0,1 až 15 hmotnostních % strukturačního činidla jak bylo definováno dříve.

Povrchově aktivní látky jsou obecně jednotně smíchány při zvýšených teplotách 65,5-82,2 °C (150-180 °F), s deionizovanou vodou. Do tohoto roztoku jsou přidána pomocná plniva, změkčovací oleje, strukturační činidlo, konzervační látky a antioxidační látky. Směs je míchána do homogenity a poté je ochlazena na 32,2-35 °C (90-95 °F). Parfém a další složky citlivé vůči teplotě (barviva) jsou přidávány při teplotách kolem 37,7-48,8 °C (100-20 °F) v průběhu ochlazování. Strukturační činidlo a změkčovací oleje mohou být rovněž přidávány při nízkých teplotách během ochlazování.

Vynález bude nyní popsán podrobněji pomocí následujících příkladů, na něž se neomezuje. Příklady jsou uvedeny pouze pro dokreslení vynálezu a nejsou zamýšleny ktomu, aby ho jakýmkoli způsobem omezovaly. Veškeré procentní údaje v popisu vynálezu a příkladech jsou uváděny jako hmotnostní, pokud není uvedeno jinak.

Příklady provedení vynálezu

Příklady I-IX

Níže uvedené prostředky I až IX byly připraveny následovně:

Povrchově aktivní látky byly smíchány při 65,5-82,2 °C (150-180 °F) s deionizovanou vodou a následně byly přidány pomocná plniva, změkčovací oleje, strukturační činidlo, konzervační látky a antioxidační látky. Směs byla míchána do homogenity a ochlazena na 32,2-35 °C (90-95 °F). Parfémy a citlivé látky (např. barviva) byly přidány při asi 37,7-48,8 °C (100-120 °F) v průběhu ochlazování. Strukturační činidlo a změkčovací oleje mohou být rovněž přidávány při nízkých teplotách během ochlazování.

-11 CZ 289687 B6

Prostředky I až IX jsou vymezeny níže.

V každém případě přídavek strukturačního činidla vyvolal tvorbu lamelámí fáze. Je třeba zaznamenat, že strukturační činidlo bylo použito v různých systémech povrchově aktivní látky, 5 vždy se stejným výsledkem, tj. indukováním lamelámí fáze.

Příklady X, XI a srovnávací příklady A až O

Připraven byl 20% roztok povrchově aktivní látky, sestávající z 10% betainu, 5% sodného kokosového isethionátu (odvozeného od mastných kyselin, obsažených v kokosu) a 5% sodného laurethsulfátu. Kapka tohoto roztoku byla umístěna na podložní mikroskopické sklíčko a překryta krycím sklíčkem. Testované látky, vyjmenované v tabulce, pak byly uvedeny do styku s roztokem povrchově aktivní látky. V těch případech, kdy se testovaná látka stala při laboratorní teplotě pevnou látkou, bylo sklíčko zahříváno slabě nad teplotou tání testované látky. Rozhraní mezi roztokem povrchově aktivní látky a testovanou látkou pak bylo zkoumáno pod optickým mikroskopem mezi bočními polarizátory. Fáze pak byly identifikovány na základě dvojlomu. Konkrétně lamelámí fáze je charakterizována strukturou typu fokálních kuželovitých olejnatých proužků.a krystalická fáze ostrou charakteristickou krystalovou strukturou. Výše popsaná kontaktní příprava je standardní metodou k testování látek vzhledem k jejich schopnosti vytvářet kapalně krystalické fáze.

Na základě uvedené pokusné metodiky byly zvolené testované materiály X, XI a A až O analyzovány a výsledky jsou uvedeny níže:

testovaná látka	příklad	tvoří se lamelámí fáze při labor. teplotě?
oleylalkohol	X	ano, lamelámí struktura
kyselina isostearová	XI	ano, lamelámí struktura
stearylalkohol	A	ne, stearylalkohol vykrystalizuje
cetylalkohol	B	ne, cetylalkohol vykrystalizuje
behenylalkohol	C	ne, behenylalkohol vykrystalizuje
kyselina stearová	D	ne, kyselina stearová vykrystalizuje
isopropylmyristát	E	ne, opticky isotropní
isopropylpalmitát	F	ne, opticky isotropní
lauryllaktát	G	ne, opticky isotropní
myristylmyristát	H	ne, opticky isotropní
norkový olej	I	ne, opticky isotropní
Dimethicon (polydimethylsiloxan)	J	ne, opticky isotropní
olivový olej	K	ne, opticky isotropní
sojový olej	L	ne, opticky isotropní
slunečnicový olej	M	ne, opticky isotropní
ricinový olej	N	ne, opticky isotropní
Polyethylenglykol (mol. hmotnost 1450)	O	ne, opticky isotropní

Výsledky ukazují, že mnoho forem strukturačních činidel nemůže působit k indukování lamelámí fáze, zatímco činidla podle vynálezu lamelámí fázi úspěšně indukují.

Claims

1. Tekutý mycí prostředek, vyznačuj ící se t í m, že obsahuje:

(a) 5 % až 50 % hmotnostních systému povrchově aktivní látky, zahrnujícího:

(i) aniontovou povrchově aktivní látku zvolenou z acylisethionátů, alkylsulfátů, alkylkarboxylátů, alkylsulfosukcinátů, alkylfosfátů a jejich směsí; a (ii) amfotemí a/nebo obojetnou povrchově aktivní látku zvolenou z amfoacetátů, betainů a jejich směsí;

(b) 0,1 až 15% hmotnostních strukturačního činidla indukujícího lamelámí fázi, které je zvoleno ze skupiny, skládající se z:

(i) Cg až C₂4 nenasycených a/nebo větvených kapalných mastných kyselin, s výhodou kyseliny olejové, kyseliny isostearové nebo jejich směsí; nebo esterového derivátu uvedených mastných kyselin zvoleného z propylenglykolisostearátu, propylenglykololeátu, glycerylisostearátu, glyceryloleátu a polyglyceryldiisostearátu nebo jejich směsí; a (ii) Cg až C₂4 nenasyceného a/nebo větveného kapalného alkoholu, s výhodou oleylalkoholu nebo jeho etheru;

kde uvedené strukturační činidlo má teploty tání nižší než 25 °C;

a uvedený prostředek obsahuje nejvýše 20 % hmotnostních změkčovacího činidla.

2. Tekutý mycí prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje 1 až 20 % hmotnostních prostředku změkčovacího činidla.

3. Tekutý mycí prostředek podle nároku 1,vyznačující se tím, že systém povrchově aktivní látky navíc obsahuje až do 10 % hmotnostních z celkového prostředku neiontové povrchově aktivní látky nebo směsi neiontových povrchově aktivních látek.

4. Tekutý mycí prostředek podle nároku 1,vyznačující se tím, že kapalnou mastnou kyselinou je kyselina olejová.

5. Tekutý mycí prostředek podle nároku 1,vyznačující se tím, že kapalnou mastnou kyselinou je kyselina isostearová.

6. Tekutý mycí prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že změkčovacím činidlem je silikon.

7. Tekutý mycí prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že změkčovacím činidlem je rostlinný olej.

8. Tekutý mycí prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že změkčovacím činidlem je ester.

-13CZ 289687 B6

9. Způsob výroby tekutého mycího prostředku podle některého z nároků 1 až 8 ze směsi obsahující, vztaženo na směs jako celek:

(i) aniontovou povrchově aktivní látku zvolenou z acylisethionátů, alkylsulfátů, alkylkarboxylátů, alkylsulfosukcinátů, alkylfosfátů a jejich směsí; a (ii) amfotemí a/nebo obojetnou povrchově aktivní látku zvolenou z amfoacetátů, betainů a jejich směsí; a (b) ne více než 20 % hmotnostních změkčovacího činidla;

vyznačující se tím, že se v této směsi indukuje lamelámí fáze tím, že se přidá 0,1 až 15 % hmotnostních strukturačního činidla, které je zvoleno ze skupiny:

(i) C_g až C24 nenasycené a/nebo větvené kapalné mastné kyseliny, s výhodou z kyseliny olejové a kyseliny isostearové; nebo esterového derivátu mastné kyseliny zvoleného z propylenglykolisostearátu, propylenglykololeátu, glycerylisostearátu, glyceryloleátu a polyglyceryldiisostearátu; a (ii) oleylalkoholu nebo jeho etheru;

kde uvedené strukturační činidlo má teplotu tání nižší než 25 °C, a uvedený prostředek obsahuje nejvýše 20 % hmotnostních změkčovacího činidla.