CZ290132B6 - Kostkové mýdlo a způsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

e en se t²k toaletn ch kostkov²ch m²del, zvl t pak jemn²ch toaletn ch kostkov²ch m²del, obsahuj c ch sm s m²dla s jednou nebo v ce dal mi aktivn mi l tkami. Z kladn sm s toaletn ch kostkov²ch m²del sest v z: a) alespo 25 % hmotnostn ch z celkov²ch aktivn ch l tek m²del kyseliny laurov ; b) jako zbytek m²del, m²dla neodvozen od kyseliny laurov , kter maj jodov slo men ne 45; c) alespo 5 % hmotnostn ch z celkov²ch aktivn ch l tek jedn nebo v ce spolup sob c ch zjem uj c ch aktivn ch l tek; p°i em d le obsahuje d) 2 a 10 % hmotnostn ch z celkov²ch aktivn ch l tek voln²ch mastn²ch kyselin a v podstat obsahuj c ch kationtov polymern l tky, kter napom haj zjemn n poko ky, p°i em kostka je vyrobena b n²m zp sobem pro v²robu m²dla, kter² nepou v kroku energetick ho zpracov n , kroku dodate n ho su en , nebo za° zen , pot°ebn k prov d n t chto krok , doch z k v²znamn mu sn en p°ilnavosti kostek za udr en tvrdosti v p°ijateln²ch mez ch. Krom toho je objem p ny u m²dla zv² en bez p° davku laurov²ch tuk , a m²dlov kostky maj ni zrnitost (krupi kovat n ) ne m²dla podle dosavadn ch znalost .\

Description

Předkládaný vynález se týká toaletních kostkových mýdel, zvláště jemných toaletních mýdlových kostek, obsahující směs mýdla s jednou nebo více aktivními látkami.

Dosavadní stav techniky

Po mnoho let byla kostková mýdla vyráběna z tuků přeměnou triglyceridových složek tuků na sole mastných kyselin a tvarováním těchto „mýdel“ do kostek.

Tradičně byly nej důležitějšími tuky, používanými při výrobě mýdel, lůj (palmitový a/nebo stearový tuk z uhynulých zvířat) a olej z kokosových ořechů (laurový tuk). Pro účely tohoto popisu budou výrazy „olej“ a „tuk“ považovány za vzájemně zastupitelné kromě případů, kdy z kontextu vyplyne něco jiného. Obecně známé je také použití jiných palmitových a/nebo stearových tuků, jako je palmový olej a jiných laurových tuků, jako palmojádrového nebo macaubového oleje.

Obecně mýdla, obsahující mastné kyseliny s delšími řetězci, zvláště pak levnější Ci₆ a Cjg mýdla (získané z loje a palmových olejů), zajišťují ve výsledných kostkových mýdlech strukturu či zpomalení rozpouštění mýdlové kostky při styku s vodou.

Dražší, kratší řetězec, odvozený od laurového tuku (tj. sole kyseliny laurové) a jiná rozpustná mýdla (typicky získaná z kokosového a palmojádrového oleje) přispívají k pěnivým schopnostem celkového prostředku.

Obecným problémem při formování kostkových mýdel bylo nalezení rovnováhy mezi zajištěním struktury (obvykle získané z levnější lojové a/nebo palmové složky) a uchováním pěnivých schopností (obecně získaných z nákladnější složky kokosového oleje) při praktické celkové ceně.

V tabulce je uvedeno rozdělení délky řetězce mastných kyselin u škály mýdlových složek:

délka řetězce	lůj
10	0,1
12 (laurový)	0,1
14	2,8
16 (palmitový)	24,9
18 (stearový)	20,4
20	1,8
18:1 (olejový)	43,6
18:2	4,7
18:3	1,4
polynenasycený	0,1

palma	kokos, ořech	palm. jádro
0,0	15,1	6,4
0,3	48,0	46,7
1,3	17,5	16,2
47,0	9,0	8,6
4,5	9,0	8,6
0,3	0,0	0,4
36,1	5,7	16,1
9,9	2,6	2,9
0,2	0,0	0,0
0,0	0,0	0,0

Z tabulky je zřejmé, že tuky z kokosových ořechů a palmových jader (společně známé jako laurové tuky) jsou zvláště bohaté na C₁₀-Ci₄ nasycené mastné kyseliny, zejména pak na zbytky mastné kyseliny, odvozené od samotné kyseliny laurové. Tyto tuky, obsahující nasycené mastné kyseliny s poměrně krátkými řetězci, zde budou následně s výhodou označovány jako „laurové“ tuky. Do této definice patří oleje z kokosových ořechů, palmových jader nebo macaubové oleje, jak bylo zmíněno výše. Naproti tomu lojový a palmový olej samy o sobě (per se) jsou průmyslovým zdrojem nelaurových tuků, zvláště těch, které obsahují zbytky mastných kyselin Cié a Cjg, přičemž nasycené i nenasycené zbytky jsou přítomny v téměř shodných množstvích Ci₆ a Cjg

-1 », mastné kyseliny, spolu s mastnými kyselinami s delším řetězcem, jsou zde uváděny jako „nelaurové“ tuky.

Standardní mírou stupně nasycenosti zbytku mastné kyseliny, nebo obvykleji směsi tuků či mastných kyselin, je tak zvané jodové číslo. Jodové číslo zbytku mastné kyseliny je dáno schopností zbytku vázat jód, vyjádřenou v molámích %. Jód se váže na nenasycené mastné kyseliny v závislosti na jejich nenasycenosti a nenavazuje se stejným způsobem na nasycené tuky. Nasycené tuky tedy vykazují nižší hodnoty jodového čísla, tuky s jednou nenasycenou vazbou vážou přibližně 100 molámích % jódu a mají jodová čísla („IV“) kolem 100. Oproti tomu dvojnásobně nenasycené tuky vážou přibližně 200 molámích % a jejich jodová čísla jsou kolem 200. 63. vydání příručky CRC Handbook (CRC Press) udává jodové číslo hovězího loje jako 49,5 a olej z kokosových ořechů poskytuje jodové číslo 10,4.

V typických komerčních přípravcích obsahují kostková mýdla 90-50 % mýdel mastných kyselin, získaných z loje (tj. nelaurových tuků) a 10-50 % mýdel mastných kyselin, získaných z kokosových ořechů (tj. laurových tuků). Zvláště v zemích, kde je lůj pro spotřebitele přijatelný, obsahuje většina komerčních mýdlových přípravků 80 % loje a 20 % kokosového oleje. V zemích, kde lůj není přijatelný, ho nahrazují jiné nelaurové oleje a tuky, jako je palmový olej.

Některé typické přípravky jsou popsány v níže uvedených patentech:

GB 989 007 (Procter a Gambie) popisuje několik přípravků, které obsahují 24-33 % kokosového mýdla. Zbytek mýdel tvoří v těchto přípravcích (kolem poloviny celkového mýdla) obecné loje (nelaurová mýdla) s jodovým číslem kolem 48. Některé ztužené nelaurové složky jsou přítomny v množství do 5 %.

EP 194 126 (Procer a Gambie) předkládá omega-fázové mýdlové přípravky o složení 50/50 % kokosového tuku a lojového tuku o celkovém jodovém čísle asi 25. Tuky jsou popsány jako obsahující „dotykově ztužené“ směsi lojových a kokosových mastných kyselin, tj. nedošlo k žádné zásadní hydrogenaci těchto tuků. Jodové číslo loje je normálně kolem 50 a kokosového ořechu kolem 10, proto celková hodnota jodového čísla 25 neodpovídá použití těchto látek. Dotykové ztužení je dobře známým postupem, používaným ke zlepšení uchovatelnosti olejů a tuků odstraněním složek, citlivých vůči oxidaci a následně zpožděním počátku žluknutí.

WO 84/04929 (Henkel) předkládá kostkové mýdlo, obsahující nejméně 40 % mýdel kyseliny laurové. Příklady uvádějí přípravky s mýdly kokosové mastné kyseliny typu „Edenor“ (zaps. známka).

Kromě mýdel mastných kyselin samotných (per se) mohou kostky toaletních obsahovat volné mastné kyseliny. Přídavek volné mastné kyseliny je známo jako „přesycení tukem“ a přesycení tukem na 5-10 % hladinu volné mastné kyseliny poskytuje hojnou a krémovitou mýdlovou pěnu. Jiná přesycovací činidla zahrnují kyselinu citrónovou a jiné kyseliny, které působí tak, že podporují tvorbu volných mastných kyselin ve směsi tuku.

Obvyklý postup výroby mýdel, jak je používán k výrobě toaletních mýdel, je v literatuře dobře doložen. V hlavních rysech je postup následovný. Při obvyklé „mokré“ výrobě mýdla jsou tuky, tj. směsi loje a kokosového oleje, saponifikovány (zmýdelňovány) v přítomnosti alkalického činidla (typicky NaOH) za vzniku mastných kyselin jako alkalických mýdel a glycerolu. Glycerol je extrahován solným roztokem za vzniku zředěného roztoku mýdla mastné kyseliny, obsahujícího asi 70 % mýdla a 30 % vodné fáze. Tento mýdelný roztok se suší, typicky zahříváním v tepelných výměnících na asi 130 °C a vakuovým sušením, tak aby obsah vody poklesl asi na 12 % a dokončuje se rozemíláním, hnětením a lisováním do kostek.

Známým nedostatkem mýdlových kostek je tak zvané „krupičkovatění“. Předpokládá se, že krupičkovatění je působeno přesušením dávky mýdla během vakuového sušení, což vede ke

-2CZ 290132 B6 špatnému pohmatovému dojmu. Potíže krupičkovatění se stávají daleko se stávají daleko významnějšími při nižších množstvích vody a zatímco krupičkovatění může být v laboratorních množstvích kontrolováno, je mnohem obtížnější předcházet mu v poloprovozním měřítku a při výrobě.

Krok lisování se obvykle provádí při asi 250 nebo více barech za minutu na běžné mýdlové lince, na níž je několikých kostek lisováno souběžně.

Běžně se vyskytující obtíží při lisování kostek je tzv. „blokáda lisovací raznice“. Ta nastává, když se blok mýdla neuvolní z lisu po proběhlém lisování. Následkem toho je, že výrobní linka musí být zastavena a lis vyčištěn ručně. To má vážný vliv na množství zpracovávaného materiálu, neboť je obtížné zastavit, vyčistit a znovu spustit lisovací stroj lychle a bezpečně. Během takové prodlevy musí být mýdlo, zpracovávané proti vodě v lisovacím stroji, shromážděno a recyklováno.

Obecně činí přesycení tukem kostky měkčí a obtížněji zpracovatelné, zejména při hnětení a lisování. Proto jsou přesycené kostky zpracovávány při nízkém obsahu vody: typicky jde o 82 % celkové hmotnosti tuku (TFM, total fatty matter) oproti běžnějším 78 % TFM. Pokud se používá běžný obsah vody, je obtížné přesycené kostky vyrobit. Přesycené kostky se přednostně vyrábějí při nízké teplotě ke zvýšení tvrdosti bloků (kuláčů) mýdla a ke snížení jejich přilnavosti k raznicím lisu (viz Woollatt: „The manufacture of soaps, other detergents and glycerine“, str. 267, odstavec 6.5.6.). Jak je zřejmé, snížení obsahu vody v kostkách, spojené s přesycením, zvyšuje cenu kostek, neboť se v nich zvyšuje podíl tukových látek.

Další nevýhodou prostředků, obsahujících mýdlo mastné kyseliny, je drsnost na omak, vlastnost, která byla stanovena množstvím testů, jak bude podrobně uvedeno dále. Známá řešení tohoto problému zahrnují snížení množství přítomného mýdla a nahrazení zbytku prostředku tak zvanými spoluaktivními látkami. Rovněž bylo navrženo, že jemnost lze zlepšit přesycením, ale zlepšení není považováno za tak významné, jako to, kterého se dosáhne použitím dalších aktivních látek. Stejně jako u přesycovacích činidel je problémem, vyvolávaným přítomností dalších aktivních látek, ztráta struktury výsledných kostek mýdla.

WO 93/04161 (Procter a Gambie) předkládá kostky, které obsahují směs mýdla, C14-C20 alkylpolyethoxylátové neiontové detergentní povrchově aktivní látky a Cio-Cu acylisethionátu. Mýdlo obsahuje přinejmenším lůj a často je směsí s palmovým stearinem a/nebo kokosovým. V přípravcích jsou obsaženy také kationtová polymemí činidla, napomáhající zjemnění pokožky a jako zvlhčovači látky volné mastné kyseliny. K překonání problému ztráty struktury byly kostky mýdla, obsahující další aktivní látky, vyráběny postupem, který, pokud je úspěšný, zvyšuje cenu konečných výrobků. Takových postupů je známo několik.

GB2 182 343-A (Procter a Gambie) předkládá toaletní mýdla, obsahující mýdlo mastné kyseliny, spoluaktivní syntetickou povrchově aktivní látku a vodou rozpustný polymer. Ke snížení změkčujícího působení této spoluaktivní látky je u některých mýdel nezbytná přítomnost tak zvané beta-krystalické fáze a krystalizace v této fázi lze dosáhnout pouze uplatněním vysokého střihu (tj. energetické práce) v přídavném výrobním kroku po kroku sušení a před dokončováním.

EP 363 215 (Colgate) předkládá výrobu kostkových toaletních mýdel z mýdla a spoluaktivní ethoxylované povrchově aktivní látky. Tento mýdlový prostředek je nutné vysušit pod kritický obsah vlhkosti 5 hmotnostních % k dostatečnému ztužení materiálu pro úpravu do formy kostek při použití běžného zařízení pro výrobu a formování mýdla. Tento sušicí krok vyžaduje další vybavení ve formě lískových sušáren s přetržitým chodem, které se používají před dokončovacím krokem.

EP 537 964 (Unilever) popisuje mýdlové kostky s obsahem alespoň 25 % hmotnostních z celkových účinných látek mýdel kyseliny laurové, jako zbytek mýdel mýdla, neodvozená z kyseliny

-3CZ 290132 B6 laurové s jodovým číslem menším než 45 a alespoň 5 % hmotnostních z celkových účinných látek jedné nebo více spolupůsobících zjemňujících aktivních látek, u kterých se problém hrubosti mýdel řeší snížením obsahu mýdla s náhradou spolupůsobícími aktivními látkami, přičemž mýdlové kostky mají přijatelnou jemnost a zároveň je lze vyrábět běžnými výrobními postupy 5 jako je míchání, sušení a energetické zpracování.

EP 311 343 (Procter a Gambie) předkládá spojené použití beta-krystalické fáze, spoluaktivní ethoxylované neiontové povrchově aktivní látky a vodou rozpustného polymeru. Jak bylo popsáno výše, takové modifikace složení vyžadují změny ve zpracování mýdla k umožnění energetické 10 práce, nutné k vytvoření beta-krystalické fáze.

GB 2 243 614 (Procter a Gambie) předkládá kostkové mýdlo s obsahem beta-fáze, vyráběné postupem zahrnujícím použití jednoho nebo více mlýnků (viz str. 13, řádek 30). Kostky mají méně než asi 25 % mýdel o krátkém řetězci (viz str. 4, řádek 37), neboť přítomnost těchto mýdel 15 je na překážku tvorbě beta-fáze.

Z předchozího je zřejmé, že každý ze známých alternativních postupů k výrobě kostkových mýdel, obsahujících spoluaktivní látky, vyžaduje vybavení dalším výrobním přístrojem, zejména ve formě sušičky a/nebo přístroje pro energetickou práci, a další výrobní krok, ve kterém je tento 20 přístroj využit před dokončováním mýdla. To zvyšuje cenu výroby a následně zvyšuje cenu vyrobených kostek.

Kromě zajištění struktury je známo, že beta-fáze mýdla vytváří v některých přípravcích průhlednost. Je rovněž známo, že tyto přípravky nemohou obsahovat významná množství přesycujících 25 látek (2 hmotnostní % nebo více), neboť přítomnost větších množství přesycujících látek je na překážku vytvoření beta-fáze.

Z výše uvedeného je zřejmé, že existuje potřeba jemných kostek, u kterých se nevyskytují výrobní problémy, spojené s použitím přesycujících látek a spoluaktivních látek, které mohou být 30 bez obtíží vyráběny na běžných linkách pro výrobu mýdla bez jejich další úpravy a poskytovat tak výrobek se sníženou pohmatovou drsností za uchování pěnivých a strukturních vlastností. Je žádoucí, aby mýdlové kostky nevykazovaly závadu krupičkovatění a je rovněž žádoucí, aby tyto kostky měly složení, které obsahuje poměrně nízké hladiny významně dražších laurových tuků.

Podstata vynálezu

Tento vynález předkládá takový prostředek a spočívá ve spojeném použití poměrně většího 40 množství vysoce nasycených mýdel o dlouhém řetězci, tj. poměrně menšího množství nenasycených mýdel o dlouhém řetězci, než je tomu v obvyklých mýdlových prostředcích, a jak spoluativního, tak i přesycovacího činidla. Je překvapivé, že přesycovací činidla mohou působit výhodně, je-li známo, že tato činidla normálně představují v úpravě kostek obtíže.

Předkládaný vynález tedy zahrnuje kostková mýdla se sníženou přilnavostí k raznici lisu, obsahující základní směs, sestávající z:

a) alespoň 25 % hmotn. z celkových aktivních látek mýdel kyseliny laurové;

b) jako zbytek mýdel, mýdla neodvozená od kyseliny laurové, která mají jodové číslo menší než 45;

c) alespoň 5 % hmotn. z celkových aktivních látek jedné nebo více spolupůsobících zjemňujících aktivních látek;

-4CZ 290132 B6 á která dále obsahuje

d) 2-10 % hmotn. z celkových aktivních látek volných mastných kyselin; a v podstatě neobsahují kationtové polymemí látky, napomáhající zjemnění pokožky, přičemž kostka je vyrobena běžným způsobem pro výrobu mýdla, který nepoužívá kroku energetického zpracování, kroku dodatečného sušení, nebo zařízení, potřebná k provádění těchto kroků.

Autoři překvapivě stanovili, že přípravky podle předkládaného vynálezu významně snižují přilnavost (lepkavost) kostek za současného udržení tvrdosti v přijatelných mezích. Nadto je i bez přídavku laurových tuků u ztělesnění podle vynálezu zvýšen objem pěny a kostky podle tohoto vynálezu vykazují menší krupičkovatění než je tomu u předchozích výrobků.

Mýdla

Mýdla jsou hlavní složkou předkládaného vynálezu. Zásadním rysem je to, že prostředky podle tohoto vynálezu obsahují nejméně 25 hmotnostních % z celkových aktivních látek mýdel kyseliny laurové.

Jak bylo dříve uvedeno, mýdla kyseliny laurové zajišťují pěnivost a jsou charakterizována složením mastných kyselin, které zahrnuje vysoký podíl, konkrétně 65-80 % celkového obsahu mastných kyselin, nasycených kyselin Ckt-Cm. V kontextu předkládaného vynálezu k vhodným zdrojům laurových mastných kyselin patří: mastná kyselina z oleje z kokosových ořechů, mastná kyselina z oleje z palmových jader, mastná kyselina z palmojádrového oleje „babassu“, mastná kyselina z macaubového oleje a jejich směsi. Tukům a mastným kyselinám, odvozeným od kokosových ořechů, se dává přednost pro jejich dostupnost.

Zbytek mýdle obsahuje nelaurová mýdla o jodovém čísle menším než 45.

Vhodnými nelaurovými mýdly jsou tedy taková, která jsou bohatá nasycenými mastnými kyselinami o délce řetězce větší než C14. Ke zdrojům takových mastných kyselin patří živočišné tuky a/nebo mastné kyseliny, např. lůj a sádlo a z nich odvozené matné kyseliny, a rovněž rostlinné oleje, zejména tuky a/nebo mastné kyseliny bohaté palmitovou a stearovou kyselinou, jako je palmový olej a jeho podíly. Pokud jsou mastné kyseliny odvozené z olejových zdrojů, poskytujících mastné kyseliny s vysokým stupněm nenasycenosti, jako je olej ze sojových bobů, slunečnicový olej, olej z rýžových otrub, olej ze lněných semen, olej z řepkových semen, podzemnicový olej, mořské oleje a podobně, jsou zásobní oleje s výhodou ztužovány nebo frakcionovány k získání částečně nebo plně ztužených směsí mastných kyselin anebo stearinů. Tuky a mastné kyseliny odvozené od lije jsou užívány přednostně s výjimkou případů, kdy se z kulturních důvodů používá ořechového oleje nebo jiných rostlinných náhrad.

Upřednostňovanou horní mezí mýdel kyseliny laurové je z úsporných důvodů asi 60 %.

Ve ztělesněních vynálezu, kterým se dává přednost, se jodová čísla nelaurových mýdel pohybují od 10 do 45, lépe od 20 do 40 a nejlépe od 25 do 40. U obvyklých směsí mýdle z loje a kokosového oleje má naměřené jodové číslo nelaurových mýdel hodnotu kolem 48 (podobnou vypočítané hodnotě pro čistý lůj), je proto zřejmé, že nelaurové tuky prostředků podle předkládaného vynálezu jsou obecně více nasycené než ty, které se používají při běžné výrobě mýdel.

Zatímco jednoduché oleje nebo spíše mýdla mastných kyselin od nich odvozená mohou být použity jako složky přípravků podle vynálezu, není tímto vyloučeno ani použití směsí dvou nebo více olejů a/nebo přípravků mastných kyselin a v praxi bude mnohem běžnějším jevem.

Jak bylo uvedeno výše, v prostředcích podle tohoto vynálezu byl poměr nasycených a nenasycených mastných kyselin v nelaurových mýdlech posunut ve prospěch nasycených mastných kyselin. Toho lze dosáhnout přidáním nasycených kyselin k mýdlové směsi, nebo odstraněním

-5CZ 290132 B6 nenasycených. Přednost se dává zvláště tomu, aby relativního zvýšení úrovně nasycených kyselin bylo dosaženo odstraněním olejových mýdel. Olejovými mýdly jsou rozpustná Ci_8:i (olejová) a Ci82 (linolová) mýdla z loje a palmového oleje a jejich odstranění zvyšuje obsah celkových nasycených látek.

U mýdel souhrnně bude jodové číslo mýdlové směsi s přihlédnutím jak k laurovým, tak i k nelaurovým složkám, obecně menší než 35.

Přesycovací činidlo

Volná mastná kyseliny je jako přesycovací činidlo v množství 2-10 % celkových aktivních látek základní složkou prostředků podle uváděného vynálezu.

Tato úroveň volných mastných kyselin může být dosažena přidáním samotných volných mastných kyselin (per se), nebo přidáním přesycovacího činidla, nemajícího povahu mastné kyseliny, které protonuje část přítomných mýdel mastných kyselin ke vzniku volné mastné kyseliny.

Ke vhodným přesycovacím činidlům o povaze mastné kyseliny patří lojové, kokosové, palmové a palmojádrové mastné kyseliny. Použít lze i jiných mastných kyselin, i když pro usnadnění postupu se dává přednost nízké teplotě tání mastných kyselin, zejména laurových. Upřednostňovanou hladinou mastných kyselin je 3-8 % a lépe asi 5 % celkových aktivních látek.

K vhodným přesycovacím činidlům, které nemají povahu matné kyseliny, patří organické a anorganické kyseliny, jako je kyseliny citrónová a kyselina fosforečná. Tyto kyseliny se typicky používají v množství 1-2 hmotnostních % celkových aktivních látek. Přednost se dává kyselině citrónové před kyselinou fosforečnou, neboť vzniklý citrát není silným vysolovacím činidlem a má méně škodlivý účinek na upravování.

Autoři vynálezu překvapivě zjistili, že přidání přesycovacích činidel rozšiřuje výrobní okno pro krok sušení a snižuje náchylnost k tvorbě krupiček. Navíc přítomnost přesycovacích činidel snižuje výskyt přilnavosti mýdelného bloku k raznici lisu a zvyšuje lisované množství materiálu, zpracovávané v daném čase.

Syntetické aniontově aktivní látky

Ve zvláštních ztělesněních předkládaného vynálezu prostředek dále obsahuje nejméně jednu syntetickou aniontově aktivní látku v množství, nepřevyšujícím 20 hmotnostních %, lépe v množství, nepřevyšujícím 10 hmotnostních % a nejlépe v množství, nepřevyšujícím 6 hmotnostních % celkového obsahuj aktivních látek ve výrobku.

Ve ztělesnění tohoto vynálezu by měl být celkový obsah rozpustných aktivních látek v rozmezí 50-70 hmotnostních % vzhledem k normalizovanému obsahu celkových aktivních látek 100 hmotnostních %, přičemž mezi rozpustné aktivní složky se řadí nasycená mýdla s uhlíkovým řetězcem v délce menší než 16 atomů uhlíku, nenasycená mýdla, syntetické aniontově aktivní látky a kombinované zjemňující aktivní látky.

Kombinované zjemňující aktivní látky

Zásadní je, že prostředky podle tohoto vynálezu obsahují z celkového množství aktivních látek nejméně 5 hmotnostních % jedné nebo více kombinovaných zjemňujících aktivních látek.

Kombinované zjemňující aktivní látky jsou s výhodou zvoleny ze skupiny, zahrnující neiontové povrchově aktivní látky, amfotemí povrchově aktivní látky a jejich směsi. Kombinované zjemňu

-6CZ 290132 B6 jící aktivní látky by měly být přítomny v množství nejméně 5 hmotnostních % celkového množství aktivních látek. Zvláště vhodné prostředky obsahují 5-25 hmotn. %, lépe 8-20 hmotn. % a nejlépe 9-18 hmotn. % kombinovaných zjemňujících aktivních látek z celkového množství aktivních látek.

K vhodným neiontovým povrchově aktivním látkám patří: polyethoxylované alkoholy, polyethoxylované alkylfenoly, alkylpolyglykosidy, sorbitanové estery, polysorbáty, alkanolamidy, poloxamery a jejich směsi. Z neiontových povrchově aktivních látek se dává přednost polyethoxylovaným alkoholům, zvláště lojovým ethoxylátům. Upřednostňované lojové ethoxyláty mají průměrnou délku alkylového řetězce 10-20 uhlíkových atomů a průměrný obsah ethoxylových skupin 3-20 jednotek.

K vhodným amfotemím povrchově aktivním látkám patří: aminoxidy, aminimidy, betainy, amidobetainy a sulfobetainy a jejich směsi. Kokosové amidopropylbetainy a tegobetainy jsou zvláště upřednostňované pro svůj nízký možný obsah nitrosaminového prekurzoru.

Jak bylo výše uvedeno, prostředek s výhodou zahrnuje jednu nebo více syntetických aniontově aktivních látek. Ke vhodným syntetickým aniontově aktivním látkám patří: alkylsulfáty, alkylethersulfáty, alfa-olefínové sulfonáty, isethionáty s dlouhým alifatickým řetězcem, alkylglycerylové ethersulfonáty, monoalkylglycerylové sulfáty, alkylsarkosináty, alkyltauridy, alkylsulfosukcináty, alkylfosfáty a jejich směsi. Přednost se z těchto látek dává lauiylethersulfátu sodnému (SLES), alfa-olefinovým sulfonátům a sodným isethionátům s dlouhým alifatickým řetězcem. Zvláštní přednost se dává laurylethersulfátu sodnému (SLES).

Upřednostňované prostředky podle tohoto vynálezu mají „poměr pěnivosti“ větší než 0,56, lépe větší než 0,6 a nejlépe větší než 0,8. Poměr pěnivosti je definován jako součet nasycených mýdel o délce uhlíkového řetězce větší než 16 a syntetických aniontově aktivních látek, dělený součtem nenasycených mýdel a kombinovaných zjemňujících aktivních látek. Jak bylo udáno výše, kombinovanými zjemňujícími aktivními látkami mohou být buď neiontové, nebo amfotemí povrchově aktivní látky a jejich směsi. Pro velikou většinu prostředků lze tedy poměr pěnivosti psát jako L/LL, kde:

L: = C₈_₁₄:0 + syntetické aniontově aktivní látky

LL: = nenasycená mýdla + neiontové + amfotemí povrch, aktivní látky

Pro obvyklé „80:20“ mýdlové přípravky, zakládající se na loje a kokosovém oleji (bez syntetických aniontově aktivních, neiontových a amfotemích látek), je poměr L/LL přibližně 0,45.

Obsah vody

Ve ztělesněních podle předkládaného vynálezu by měl být celkový obsah vody v kostkovém mýdlu v rozmezí 8-20 % hmotnosti kostky mýdla, lépe 9-17 % hmotnosti a nejlépe 10-16 % hmotnosti. Nejpreferovanější hladinou vody ve výsledné kostce je normální obsah vody pro kostková mýdla (kolem 12 %kostky), proto se k dosažení této úrovně mohou používat obvyklé sušiče.

Autoři vynálezu překvapivě zjistili, že použití přesycovacího činidla v prostředcích podle tohoto vynálezu nevyžaduje snížení obsahu vody tak, jak je popsáno ve Wollattovi. Zjistili, že bloky, získané v praxi podle tohoto vynálezu, jsou méně přilnavé než ty, které se získají bez přítomnosti volné mastné kyseliny ve složení výrobku. Další výhodou, spojenou s přítomností přesycovacího činidla v prostředcích podle tohoto vynálezu, je snížení náchylnosti k vytváření „krupiček“ během fáze sušení.

Obsah solí

Obsah solí v kostkách se může lišit. V praxi bude hladina solí ležet mezi 0 a 1,5 % výrobku. Některými nebo veškerými z těchto solí mohou být zbytky ze zmýdelňování, typicky používa5 něho, jak je známé z oboru, při výrobě mýdel. Také je známo, že úroveň solí může mít určitý slabý vliv na konečnou tvrdost mýdlových kostek a lze jí použít k řízení konečné tvrdosti ve výrobních mezích. Přednost se dává tomu, aby obsah solí ležel mezi 0,2 a 0,8 hmotnostními % výrobku.

to Prostředky, jimž se podle předkládaného vynálezu dává největší přednost, vyhovují všem pravidlům složení, uvedeným výše: tj. takové směsi obsahují:

a) 25-60 hmotnostních % z celkových aktivních látek mýdel kyseliny laurové;

b) jako zbytek mýdel, nelaurová mýdla o jodovém čísle v rozmezí 10-45;

c) 5-20 hmotnostních % z celkových aktivních látek jedné nebo více kombinovaných zjemňujících aktivních látek;

d) 50-70 hmotnostních % z celkových aktivních látek nasycených mýdel o délce uhlíkového řetězce menší než 16, nenasycených mýdel, volitelně syntetických aniontově aktivních látek a kombinovaných zjemňujících aktivních látek;

e) poměr L:LL vyšší než 0,56:1, kde: L: = nasycená mýdla o délkách uhlíkového řetězce menších než 16 uhlíkových atomů plus volitelné aniontově aktivní látky, a LL: = nenasycená mýdla a kombinované zjemňující aktivní látky;

f) 2-10% z celkových aktivních látek volných mastných kyselin; a v zásadě neobsahují kationtové polymemí zjemňující pomocné látky.

Menší složky

Kromě základních a volitelných přísad, uvedených výše, mohou prostředky podle předkládaného vynálezu obsahovat jednu nebo více z následujících volitelných přísad: konzervačních látek, 35 parfémů, barviv, zprůhledňujících látek a optických zjasňovačů, germicidních látek a jiných léčebných přísad.

K typickým konzervačním látkám patří činidla, která negují nebo snižují nepříznivé katalytické účinky těžkých kovů, zvláště železa a mědi. Takové látky s výhodou obsahují organická sekves40 trační činidla, jako je EDTA nebo NTA. Je ovšem známé, že vysoké hladiny EDTA mohou vytvářet barevné komplexy s železem a je proto zcela běžné používání EHDP (kyseliny ethan-1hydroxy-l,l-difosfonové) ve směsi EDTA. Upřednostňovaná množství konzervačních látek se obecně pohybují v rozmezí od 0,01 do 0,1 % hmotnosti výrobku.

K typickým zprůhledňujícím látkám patří oxid titaničitý, s výhodou v množstvích kolem 0,2 až 0,4 % hmotnosti výrobku.

Způsob výroby

Vzhledem k výrobním aspektům další stránka tohoto vynálezu předkládá způsob výroby kostkových mýdel z mýdla bez příměsí, který zahrnuje kroky, v nichž se:

-8CZ 290132 B6

a) připraví mýdlo a bez příměsí, které obsahuje mýdla mastných kyselin, odlišných od laurové mastné kyseliny, o jodovém čísle menším než 45 a mýdla laurové mastné kyseliny, s výhodou taková, aby celková hodnota jodového čísla byla menší než 35,

b) spojí výrobek z kroku (a) s jednou nebo svíce ze spolupůsobících zjemňujících aktivních látek a s přesycovacími činidly a vysuší se k zisku směsi, obsahující alespoň 5 % hmotnostních z celkových aktivních látek spolupůsobících zjemňujících aktivních látek, 2 až alespoň 10 % hmotnostních z celkových aktivních látek lovných mastných kyselin, nejméně alespoň 25 % hmotnostních z celkových aktivních látek mýdel kyseliny laurové a 8 až 20 % hmotnostních vlhkosti, a

c) dokončí mýdlo běžným způsobem pro výrobu mýdla, který nepoužívá kroků energetického zpracování, dodatečného sušení, nebo zařízení, potřebných k provádění těchto kroků.

Je třeba zmínit, že v kroku (b) může vysušení předcházet při spojení přísad, anebo po něm může následovat. Jinou možností je to, že se připojení přísad provádí během postupu sušení, tj. po dokončení první etapy sušení, např. po uplatnění tepelných výměníků, ale před krokem vakuového sušení. Dokončovací krok (c) obvykle výhodně zahrnuje běžné kroky mletí, hnětení a lisování.

Aby byl předkládaný vynález srozumitelnější, bude dále doložen příklady, na které se však neomezuje.

Příklady provedení vynálezu

Následující látky byly použity k přípravě výrobků podle předkládaného vynálezu s přípravky, uvedenými v Tabulkách 1 a 2, viz níže:

lojové mýdlo: ztužená mýdla lojových mastných kyselin, mající jodové číslo 38 (domácí výroby) kokosové mýdlo: neztužené mýdlo mastných kyselin z kokosových ořechů (komerčně dostupné) neiontové látky: Tabulka 1: GENAPOL-T200 /zaps. značka firmy Hoechst/, lojová ethoxylovaná (20 EO) mastná kyselina, jako syntetické zjemňující činidlo

Tabulka 2: C12-C18 alkoholethoxylát se 20 EO.

kokosová kyselina: kokosová mastná kyselina /firmy Unichema/, přesycovací činidlo, parfém: komerční parfém zprůhledňující činidlo: Tiona AG /zaps. značka firmy SCM chemicals/, TiO₂ antioxidační činidlo: EDTA (jako čtyřsodná sůl) a kyselina ethan-l-hydroxy-l,l-difosfonová.

Prostředky, uvedené v Tabulkách 1 a 2 byly připraveny následovně:

a) bylo připraveno mýdlo bez přísad, obsahující ztužená mýdla jiných matných kyselin než kyseliny laurové (lojové mýdlo) a mýdla laurové mastné kyseliny (kokosové mýdlo) při teplotě 85 °C,

b) výrobek z kroku (a) byl spojen s neiontovými a přesycovacími činidly,

-9CZ 290132 B6

c) výrobek z kroku (b) byl vysušen a za použití běžného pásového mixeru byl přidán parfém a zprůhledňující činidlo,

d) výrobek z kroku (c) byl rozemlet, prohněten a lisován do kostek za použití běžného vybavení.

Výrobek byl ohodnocen pokud se týká objemu pěny, přilnavosti, krupičkování a tvrdosti.

Objem pěny byl stanoven metodou mytí rukou, která se blízce podobá normálnímu konzumnímu zvyku. V testu bylo použito 20 nekvalifikovaných dobrovolníků. Každý dobrovolník si navlékl pár chirurgických rukavic a mydlil kostku v nehybné vodě o teplotě 30 °C. Objem vzniklé pěny byl měřen ponořením dobrovolníkových rukou pod kalibrovanou sběrnou nálevku.

Přilnavost se měří v desetibodové škále, kde deset představuje požadavek, že raznice musejí být namazány mazivem pro každou klisovanou kostku a 1 znamená, že přemazání je nutné po vylisování každé desáté kostky. Hodnota 0 ukazuje, že není nutné žádné mazání lisovacích raznic mazivem.

Tvrdost byla stanovena za použití sectilometru (přístroj k měření štěpnosti) podle metody, uvedené ve Woollattovi (viz dřívější citace) na straně 259, tak aby odpovídala tvrdosti v 10⁵N.m^-2. Nejmenší přijatelná hodnota tvrdosti ke zpracování mýdlových kostek je přibližně 2,0.

Krupičkovatění bylo stanoveno subjektivně skupinou 10 kvalifikovaných odborníků v rozmezí od 1 do 5, kde 1 představuje měkké kostky, 2: slabě zrnité, 3: zrnité, slabě krupičkovité, 4: krupičkovité a 5: velmi krupičkovité, zrnité. Před provedením stanovení byly kostky stanovení byly kostky nejdříve ponořeny do vody o teplotě 20 °C a otáčeny v rukou po 30 sekund.

Tabulka 1

příklad	1	2	3	4
lojové mýdlo	41,1	36,7	44,1	41,7
kokosové mýdlo	36,7	41,1	31,4	36,1
neiontová látka	9,6	9,6	9,4	9,4
kokosová kyselina	-	-	3,8	3,8
parfém	1,4	1,4	1,4	1,4
zprůhledňující činidlo	0,3	0,3	0,3	0,3
antioxidační látka	0,04	0,04	0,04	0,04
voda	do 100 procent
celkem kokos, složek	36,7	41,1	35,2	39,9
objem pěny	39	39	52	55
přilnavost	5	10	1	1
tvrdost	2,9	2,9	2,7	2,8
zrnitost	-	2,6	1,0	-

Příklady 1 a 2 jsou srovnávacími příklady, které neobsahují přesycovací činidlo. Oba tyto prostředky obsahují ve srovnání s typickými kostkovými mýdly poměrně vysoké hladiny mýdel kokosových mastných kyselin, a proto by bylo možné očekávat vyšší tvorbu pěny s určitým přínosem jemnosti. Ovšem cena surovin by bylo vyšší než u obvyklých kostek, obsahujících nižší množství mýdel kokosových mastných kyselin.

-10CZ 290132 B6

Příklady 3 a 4 obsahují přesycovací činidlo. V příkladu 3, který je ztělesněním vynálezu, je ve srovnání s příklady 2 a 4 přítomno významně méně kokosových mastných kyselin (jako mýdel či přesycovacího činidla). V příkladu 4 bylo použito podobné úrovně kokosových složek jako v příkladu 2.

Z výsledků je zřejmé, že přítomnost přesycovacího činidla významně snižuje přilnavost kostek za udržení tvrdosti v přijatelných mezích. Rovněž je zřejmé, že objem pěny významně stoupl u ztělesnění podle vynálezu i bez přídavku dalších laurových tuků a v případě 3 měla nej nižší úroveň kokosových tuků nebo mastné kyseliny za následek velmi vysoký objem pěny. Nadto je jasné, že kostky podle tohoto vynálezu vykazují menší krupičkovatost než kostky, vyráběné dřívějším způsobem.

U běžných kostek mýdla o obsahu 20 % kokosového mýdla a 80 % lojového mýdla by typické objemy pěny měly hodnotu 35-40 a tvrdost přibližně 2,5. Přilnavost se u těchto známých kostek bude blížit 0 tak dalece, že ve výrobě těchto kostek s malým obsahem kokosových složek dochází k menšímu množství výrobních obtíží.

Tabulka 2

příklad	5	6	7	8	9	10	11
lojové mýdlo	44,9	43,6	43,1	43,0	41,5	35,3	69,6
kokosové mýdlo	32,5	31,5	31,2	31,1	30,1	39,8	17,4
neiontová látka	9,7	9,4	9,3	9,2	8,9	9,3	0
kokosová kyselina	0	1,9	3,7	5,6	7,2	0	0
parfém/menší složky	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1
voda	c	o 100%
objem pěny	34,7	36,0	56,0	54,7	59,9	51,3	44,3
zrnitost	1,9	—	1,0	—	—	2,6	1,8
přilnavost	5		1			10	<1

Příklady 5, 10 a 11 jsou srovnávací příklady.

Výsledky ukazují, že zvýšení hladiny kokosové kyseliny v prostředku vytváří nárůst objemu pěny.

Ovšem vysoké hladiny kokosových složek působí také nepřijatelné zvýšení zrnitosti (viz příklad 10) a zvýšený výskyt blokování lisovací raznice. Jak lze vidět ze srovnání příkladů 7 a 10, přídavek mastné kyseliny zvyšuje nejen objem pěny, ale zlepšuje i opracovatelnost kostek snížením jejich hodnoty zrnitosti a výskytu blokace lisovací raznice.

Claims (12)

1. Kostkové mýdlo se sníženou přilnavostí k raznici lisu, obsahující základní směs, sestávající z:

a) alespoň 25 % hmotnostních z celkových aktivních látek mýdel kyseliny laurové;

b) jako zbytek mýdel, mýdla neodvozená od kyseliny laurové, která mají jodové číslo menší než 45;

c) alespoň 5 % hmotnostních z celkových aktivních látek jedné nebo více spolupůsobících zjemňujících aktivních látek;

vyznačující se tím, že dále obsahuje

d) 2 až 10 % hmotnostních z celkových aktivních látek volných mastných kyselin; a v podstatě neobsahují kationtově polymemí látky, napomáhající zjemnění pokožky, přičemž kostka je vyrobena běžným způsobem pro výrobu mýdla, který nepoužívá kroku energetického zpracování, kroku dodatečného sušení, nebo zařízení, potřebná k provádění těchto kroků.

2. Kostkové mýdlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jodové číslo mýdel, neodvozených od kyseliny laurové, pohybuje v rozmezí od 25 do 40.

3. Kostkové mýdlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že jodové číslo mýdlové směsi je menší než 35 při zahrnutí jak laurových, tak i nelaurových složek.

4. Kostkové mýdlo podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsahuje 3 až 8 % hmotnostních volných mastných kyselin.

5. Kostkové mýdlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje nejméně jednu syntetickou aniontově aktivní látku v množství, nepřevyšujícím 20 % hmotnostních z celkového obsahu aktivních látek.

6. Kostkové mýdlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že celkové obsažené rozpustné aktivní složky jsou v rozmezí 50 až 70 % hmotnostních vzhledem k normalizovanému obsahu celkových aktivních látek ve výši 100% hmotnostních, přičemž se mezi obsažené rozpustné aktivní složky řadí nasycená mýdla, jakékoli syntetické aniontově aktivní látky a spolupůsobící zjemňující aktivní látky.

7. Kostkové mýdlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje z celkových aktivních látek 8 až 20 % hmotnostních spolupůsobících zjemňujících aktivních látek.

8. Kostkové mýdlo podle nároku 1,vyznačující se tím, že poměr pěnivosti je větší než 0,56, přičemž uvedený poměr je definován jako součet nasycených mýdel o délce uhlíkového řetězce nepřevyšující 16 atomů uhlíku a syntetických aniontově aktivních látek, dělený součtem nenasycených mýdel a spolupůsobících zjemňujících aktivních látek.

9. Kostkové mýdlo podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že obsahuje 10 až 16% hmotnostních vody.

-12CZ 290132 B6

10. Kostkové mýdlo podle nároku 1,vyznačující se t í m , že obsahuje:

a) 25 až 60 % hmotnostních z celkových aktivních látek mýdel kyseliny laurové;

b) jako zbytek mýdel, mýdla neodvozená od kyseliny laurové, která mají jodové číslo v rozmezí 10 až 45;

c) 5 až 20 % hmotnostních z celkových aktivních látek jedné nebo více spolupůsobících zjemňujících aktivních látek;

d) 50 až 70 % hmotnostních z celkových aktivních látek nasycených mýdel q délce uhlíkového řetězce nepřevyšující 16 atomů uhlíku, nenasycených mýdel a volitelně syntetických aniontově aktivních látek a spolupůsobících zjemňujících aktivních látek;

e) poměr větší než 0,56:1, vyjadřující L:LL, kde: L: = nasycená mýdla o délkách uhlíkového řetězce nepřevyšující 16 atomů uhlíku spolu s případnými syntetickými aniontově aktivními látkami; a LL: = nenasycená mýdla spolu se spolupůsobícími zjemňujícími aktivními látkami; a

f) 2 až 10 % hmotnostních z celkových aktivních látek volných mastných kyselin; a v podstatě neobsahuje kationtově polymemí látky, napomáhající zjemnění pokožky.

11. Kostkové mýdlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že je ve formě lisované kostky.

12. Způsob výroby kostkových mýdel z mýdla bez příměsí, který zahrnuje kroky, v nichž se:

a) připraví mýdlo bez příměsí, které obsahuje mýdla mastných kyselin, odlišných od laurové mastné kyseliny, o jodovém čísle menším než 45 a mýdla laurové mastné kyseliny, s výhodou taková, aby celková hodnota jodového čísla byla menší než 35,

b) spojí výrobek z kroku (a) s jednou nebo svíce ze spolupůsobících zjemňujících aktivních látek a s přesycovacími činidly a vysuší se k získání směsi, obsahující alespoň 5 % hmotnostních z celkových aktivních látek spolupůsobících zjemňujících aktivních látek, 2 až 10 % hmotnostních z celkových aktivních látek volných mastných kyselin, nejméně 25 % hmotnostních z celkových aktivních látek mýdel kyseliny laurové a 8 až 20 % hmotnostních vlhkosti, a

c) dokončí mýdlo běžným způsobem pro výrobu mýdla, který nepoužívá kroků energetického zpracování, dodatečného sušení, nebo zařízení, potřebných k provádění těchto kroků.