CZ429198A3 - Čistící prostředek - Google Patents

Description

Čisticí prostředek

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká prostředků ve formě kostek, konkrétně syntetických mýdel ve formě kostek schopných dodávat prospěšná činidla (například silikon) ve vyšších množstvích, než bylo možné dříve. Vynález se konkrétně týká přísad (například mýdlových vloček) obsahujících prospěšné činidlo, které se potom míchají před mletím, extrudovánim a ražením kostek s vločkami neobsahujícími prospěšné činidlo. Vynález se dále týká způsobu výroby přísad.

Dosavadní stav techniky

Již dlouho je snaha o dodávání některých druhů prospěšných činidel (například silikonových nebo jiných olejů) do kůže prostřednictvím prostředků pro mytí těla.

V kapalných čisticích prostředcích byly pro zvyšování schopnosti dodávat prospěšná činidla používány například kationtové hydrofilní polymery jako Polymer JR® firmy Amerchol nebo Jaguar® firmy Rhone Poulenc (EP 93,602; WO 94/03152; a WO 94/03151). V související přihlášce přihlašovatelů, US No. 08/412,803 (Tsaur a další) působí jako struktura zachycující prospěšné činidlo v koncentrované formě oddělené částice hydrogelu.

Ukázalo se, že dodávání prospěšných činidel (například silikonu) v prostředcích ve formě kostek je z řady důvodů mnohem obtížnější. Jestliže je například prospěšné činidlo rozpustné v jakékoliv složce prostředku ve formě kostky, může se snadno do těchto složek v průběhu fáze míchání šarže (před chlazením a vločkováním) rozpouštět a v hotové kostce (po mletí, homogenizaci a extrudování vloček) není již přítomné žádné prospěšné činidlo nebo je přítomno «4

4 I

4 I

444 441

4« ·«·· ft >4 444 pouze nedostatečné množství prospěšného činidla, které by bylo možno dodat na kůži. Rozpustné prospěšné činidlo v příliš velkém množství může také snížit viskozitu a způsobit nesprávné míchání. Pokud je naopak prospěšné činidlo příliš viskózní, zpracování je příliš obtížné.

US patent No. 5,154,849 (Visscher a další) popisuje prostředky ve formě kostek s obsahem složky na bázi silikonu napomáhající zvýšení jemnosti a zlepšení zvlhčujících vlastností. V jednom provedení může být silikonová složka smíchána s nosičem, který se io volí tak, aby umožnil přidání silikonu. Uvádí se, že výhodný nosič je polyethylenglykol. Ve sloupci 16 popisuje tento odkaz, že silikon se míchá do roztaveného materiálu Carbowax (polyethylenglykol), tato směs se ochladí za vytvoření vloček a vločky se potom s výhodou přidávají do amalgamátoru.

Je však jasné, že pramen Visscher a další předpokládá odlišný systém silikon/nosič od systému prospěšné činidlo/nosič/oxid křemičitý (fumed silica) než je tomu v předkládaném vynálezu. Za prvé patent Visschera neuvádí oxid křemičitý, kritickou složku přísad a složku, o které se předpokládá, že poskytuje strukturu nutnou pro zachycení a pohlcení prospěšného činidla (například silikonu). Za druhé, jak se navrhuje výše a jak je ukázáno v obr. 1 a 2, struktura vločky nosič/silikon je individuální. Vločka podle Visschera a dalších neobsahuje silikon v diskrétních kapičkách, ale silikon spíše obaluje a obklopuje nosič. Naopak kapičky prospěšného činidla podle vynálezu jsou diskrétní kapičky zachycené uvnitř vločky. To napomáhá zajistit, aby silikon nepronikal z vločky a neinterferoval se zpracováním.

Diskrétní částice podle vynálezu jsou naopak podle předpokladů přítomny ze dvou důvodů. Za prvé, jak je uvedeno výše, přítomnost oxidu křemičitého napomáhá, aniž by bylo třeba vázat se teorií, lepšímu pohlcení silikonu nosičem (například PEG). Za druhé, na ♦ 9 • 9 ·· *··· • · • 999 • 9

-3rozdíl od systému Visschera a dalších, vyžaduje předkládaný vynález přítomnost stejného nebo většího množství nosiče vzhledem k prospěšnému činidlu. Z pramenu Visscher a další naopak vyplývá, jestliže se míchá 4,994 kg silikonu (sloupec 15, řádky 1 - 2) s 2,27 5 2,72 kg materiálu Carbowax (sloupec 15, ř. 29), že pravděpodobně množství silikonu převyšuje množství PEG a že se alespoň neuvádí, že stejné množství nebo větší množství PEG vzhledem k silikonu by bylo kritické.

Stručně řečeno, vločky podle pramenu Visscher se extrémně w nesnadno zpracovávají, protože jednak nelze řídit množství použitého silikonu a jednak se nepoužívá oxid křemičitý.

Podstata vynálezu

Přihlašovatelé neočekávaně zjistili, že pokud se vyrábí specifické přísady s obsahem stejného nebo většího množství polyalkylenglykolu vzhledem k prospěšnému činidlu a dále s obsahem oxidu křemičitého, prospěšné činidlo (například silikon) se získá ve formě diskrétních kapiček, které naopak umožní mnohem snadnější zpracování prospěšného činidla.

Vynález konkrétně zahrnuje vločku obsahující:

(a) 40 až přibližně 80 % hmotnostních vločky polyalkylenglykolu s molekulovou hmotností větší než přibližně 4000, s výhodou 5000 až 20 000, výhodněji 5000 až 10 000;

(b) 10 až 40 % hmotnostních vločky prospěšného činidla 25 (například silikonu);

(c) 0,01 % až 10 % hmotnostních vločky oxidu křemičitého;

(d) 0,0 až 10 % hmotnostních vločky, s výhodou 0 až 5 % hmotnostních vody; a fcfc «· fcfc·· *· ·· • fc ·· fcfcfc fcfcfc · • · · · fcfc fcfcfcfc fc · fcfc » fcfc fc·····

4· · fc · fcfc

- ·«··« ·· fcfcfc fc* ·· (e) O až 15 % hmotnostních vločky C₈ - C22 mastné kyseliny.

Ve druhém provedení vynálezu zahrnuje vynález extrudovanou kostku vyrobenou s použitím přibližně 20 až 40 % vloček popsaných výše a přibližně 80 až 60 % vloček obsahujících přibližně 5 až 90 % hmotnostních systému povrchově aktivních látek, kde povrchově aktivní látka ie zvolena ze skupiny mýdla, aniontové povrchově aktivní látky, neiontové povrchově aktivní látky, amfoterní povrchově aktivní látky, zwitteriontové povrchově aktivní látky, kationtové povrchově aktivní látky a jejich směsi. „Mýdlo a/nebo povrchově aktivní látku“ obsahující vločky mohou navíc obsahovat typické složky takových vloček jako jsou například menší množství vonných látek, ochranných látek (například butylovaný hydroxytoluen), polymerů zlepšujících pocit na kůži (například guar) apod.

Ačkoliv systém povrchově aktivních látek druhé vločky (vločky neobsahující přísadu) může být čistě mýdelný systém povrchově aktivních látek, s výhodou bude systém povrchově aktivních látek obsahovat:

(a) první syntetickou povrchově aktivní látku, kterou je aniontové povrchově aktivní látka; a (b) druhou syntetickou povrchově aktivní látku zvolenou ze skupiny druhá aniontové povrchově aktivní látka odlišná od první, neiontová povrchově aktivní látka, amfoterní povrchově aktivní iátka a jejich směsi.

Zvláště výhodný systém povrchově aktivních látek obsahuje acylisethionát jako první aniontovou povrchově aktivní látku a sulfosukcinát nebo látku typu betainu nebo směsi těchto dvou povrchově aktivních látek.

Ve třetím provedení vynálezu zahrnuje vynález způsob výroby vloček s obsahem prospěšného činidla obsahujících:

(a) 40 až 80 % polyalkylenglykolu;

* · φφ φφφφ φφ ·· φ φ »· φ φ φ · φ · · φ « · · φφφ φ · · · • « φ φ φ φ β φφφ ·Φ·

5· · φ φ · · ·

- φφφ φφφ φφ φφφ φφ ·Φ (b) 10 až 40 % prospěšného činidla;

(c) 0,01 až 10 % oxidu křemičitého;

(d) 0 až 10 % vody; a (e) 0 až 10 % C₈ - C₂2 mastné kyseliny; přičemž tento způsob zahrnuje míchání složek při teplotách vyšších než teplota tání polyalkylenglykolu (tj. vyšších než přibližně 50 °C) 1 - 60 min; ochlazení na chladicím válci (přibližně 0 - 25 °C); a sbírání produktu.

Podrobný popis vynálezu ίο V jednom provedení vynálezu se týká předkládaný vynález nových mýdlových vloček (například při výrobě kostek se vytvářejí roztavené směsi, které se potom chladí na zařízení běžně nazývaném chladicí válec za vytvoření vloček nebo lupínků; tyto vločky se potom rafinují a/nebo zpracovávají ve šnekovém hnětači za vytváření tyčí, is které se razí a řežou do formy hotových kostek), které jsou snadno zpracovatelné běžným strojním vybavením pro výrobu mýdla, přičemž si zachovávají výrazné ukládání prospěšného činidla (například srovnatelné s ukládáním dosahovaným u kapalných prostředků pro mytí).

Jak je vidět z obr. 1 a 2, opatrným řízením množství prospěšného činidla (tak, že nemůže převýšit množství aikylenglykolového nosiče) a použitím koloidního oxidu křemičitého (fumed silica) (aniž by si autoři přáli být vázáni teorií, předpokládá se, že koloidní oxid křemičitý tvoří trojrozměrné sítě, mění tokové 25 vlastnosti například silikonu a způsobuje zahušťování) se autorům podařilo poskytnout diskrétní kapičky prospěšného činidla, takže již činidlo není schopno lepit se na části strojů a významným způsobem zabraňovat zpracování.

-6 »· 9«··

9 9 ··· • 9 ·

9·« • 9 «9

4

9 1

9*9 99 1

Složení vloček

Polyalkylenglykol

První složka vloček je polyalkylenglykolový nosič. Tento nosič by měl tvořit přibližně 40 až 80 % hmotnostních, s výhodou přibližně 50 až 70 % hmotnostních složení vločky. Polyalkylenglykol by měl mít s výhodou molekulovou hmotnost více než 4000 až přibližně 100 000, s výhodou 4000 až 10 000. Zvláště výhodným nosičem je polyethylenglykol, například materiál Carbowax PEG 8000® firmy Union Carbide.

Prospěšné činidlo

Složka prospěšného činidla předkládaného vynálezu může být jediné prospěšné činidlo nebo může jít o sloučeninu prospěšného činidla přidávanou prostřednictvím nosiče. Dále může být prospěšné činidlo směs dvou nebo více sloučenin, z nichž jedna nebo všechny mohou mít prospěšný účinek. Navíc samotné prospěšné činidlo může působit jako nosič pro další složky, které je potřeba přidat do kostky.

Prospěšným činidlem může být „změkčující olej“, kterým je míněna látka změkčující kůži (stratům corneum) zvýšením obsahu vody a udržením měkkosti zpomalením poklesu obsahu vody.

Mezi výhodné změkčující látky patří:

(a) silikonové oleje, gumy a jejich modifikace jako jsou přímé a cyklické polydimethylsiloxany; amino, alkyl, alkylaryl a arylsilikonové oleje;

(b) tuky a oleje včetně přírodních tuků a olejů jako je jojobový, sojový olej, olej z rýžových otrub, olej avokádový, mandlový, olivový, sezamový, persikový, ricinový, kokosový, norkový; kakaový tuk, hovězí lůj, sádlo; ztužené oleje získané hydrogenaci výše uvedených olejů; a syntetické mono-, diΜ · ft B • B * « » · B B · B • 9 · · 9 99 9 9 9 9

Β · · · B Β B ·· · ···

7» « · B · · · * ··· BBB ·· BBB ·· ·· a triglyceridy jako je glycerid kyseliny myristové a glycerid kyseliny 2-ethylhexanové;

(c) vosky jako je karnaubský, spermacetový, včelí, lanolin a jejich deriváty;

(d) hydrofobní rostlinné extrakty;

(e) uhlovodíky jako jsou kapalné parafiny, vazelína, mikrokrystalický vosk, ceresin, skvalen, přistaň a minerální olej;

(f) vyšší mastné kyseliny jako je kyselina laurová, myristová, io palmitová, stearová, behenová, olejová, linolová, linolenová, lanolinová, izostearová a polynenasycené mastné kyseliny (PUFA);

(g) vyšší alkoholy jako je lauryl, cetyl, styrol, oleyl, behenylalkohol, cholesterol a 2-hexadekanol;

(h) estery jako je cetyloktanoát, myristyllaktát, cetyllaktát, izopropylmyristát, myristylmyristát, izopropylpalmitát, izopropyladipát, butylstearát, decyloleát, cholesterolizostearát, glycerolmonostearát, glyceroltristearát, alkyllaktát, alkylcitrát a alkyltartrát;

2o (i) esenciální oleje jako jsou oleje mentolový, jasmínový, kafrový, olej bílého cedru, olej pomerančové dužiny, olej ryu, olej terpentinový, skořicový, bergamotový, citrusový unshiu, puškvorcový, piniový, levandulový, vavřínový, hřebíčkový, ibiškový, eukalyptový, citrónový, hvězdnicový, mateřídouškový, pepermintový, růžový, ságový, mentol, cineol, eugenol, citral, citronel, borneol, linalool, geraniol, olej pupalky dvouleté, olej kafrový, thymol, spirantol, pinen, limonen a terpenoidní oleje;

Φ φφφφ φφ «φ φ φ « φ φ φ

Φφφφ φ φ φ φ φ φφ φφφ φφφ φ φ · · φφ φφφ Φ· ·· (j) lipidy jako je cholesterol, esterové ceramidy, estery sacharózy a pseudoceramidy jak se popisuje v evropské patentové přihlášce No. 556 957;

(k) vitamíny jako je vitamín A a E a alkylestery vitamínů včetně alkylesterů vitamínu C;

(l) ochranné látky proti slunečnímu záření jako je oktylmethoxylcinamát (Parsol MCX) a butylmethoxybenzoylmethan (Parsol 1789);

(m) fosfolipidy; a io (n) směsi jakýchkoli z předcházejících složek.

Zvláště výhodným prospěšným činidlem je silikon, zvláště silikony s viskozitou větší než přibližně 10 Pas. Silikonem může být guma a/nebo může jít o směs silikonů. Jedním příkladem je polydimethylsiloxan s viskozitou přibližně 6 x 10'² m² s'¹.

Prospěšné činidlo obvykle tvoří přibližně 10 až 40 %, s výhodou až 40 % a nejvýhodněji 25 až 40 % hmotnostních složení vločky.

Koloidní oxid křemičitý

Koloidní oxid křemičitý (fumed silica) se obvykle vyrábí hydrolýzou par chloridu křemičitého v kyslíkovodíkovém plameni. Způsob poskytuje částice o velikosti přibližně 7 až 30 nm.

Enormní povrchová plocha a schopnosti tvořit řetězce pravděpodobně dovolují tvorbu trojrozměrných sítí za změny tokových vlastností, například zahuštění.

Koloidní oxid křemičitý bude obvykle tvořit 0,01 až 10 % hmotnostních prostředku, s výhodou 1 až 7 % hmotnostních, nejvýhodněji 1 až 5 % hmotnostních směsi.

* 9 99

9 9 9 • 9 9 9

999 999

9

9«

- 9 • 9 » » ··!· *

• · « 9 • # * ·· Φ«9

Další složky

Voda tvoři 0 až 10 %, s výhodou 0 až 8 % hmotnostních, nejvýhodněji 0,1 až 5 % hmotnostních vločky. Někdy je výhodné, když směs pro vločky neobsahuje žádnou nebo obsahuje pouze malé množství dodatečně přidané vody (voda, která není přítomna ve sloučeninách), protože přítomnost vody může někdy způsobovat nesnáze při zpracování.

Vločky mohou navíc obsahovat 0 až 15 %, s výhodou 2 až 10 % mastné kyseliny, tj. Cg - C22 mastné kyseliny. Obecně jde o nasycenou mastnou kyselinu s přímým řetězcem, ačkoliv mohou být použity i jiné kyseliny. Mastná kyselina pomáhá modifikovat rychlost opotřebení vločky obsahující změkčující látky, která je pak lépe přizpůsobena základnímu mýdlu.

Složení kostek

Ve druhém provedení vynálezu se poskytují extrudované kostky, ve kterých 20 až přibližně 40 % vloček použitých pro výrobu hotových kostek obsahuje přísadu prospěšných látek (například ve formě vloček) popsaných výše, a ve které 80 až 60 % vloček tvoří vločky vytvářející systém povrchově aktivních látek definující hotovou kostku.

Vločky systému povrchově aktivních látek obsahují přibližně 5 až 90 % hmotnostních systému povrchově aktivních látek, ve kterém je povrchově aktivní látka zvolena ze skupiny mýdla (patří sem povrchově aktivní systémy na bázi čistého mýdla), aniontových povrchově aktivních látek, neiontových povrchově aktivních látek, amfoterních, zwitteriontových povrchově aktivních látek, kationtových povrchově aktivních látek a jejich směsí. Tyto vločky mohou dále obsahovat další typické složky kostek, například menší množství vonných látek, ochranných látek, polymerů zlepšujících pocit na kůži atd.

- 10 99 ··**· • · • « « « ·» »· « · · · • * · · « 9 « 994 949

4 4 9 9 4 4 » *« U4 « · ·* t · ·

Systém povrchově aktivních látek

Termín „mýdlo“ se zde používá v obecném smyslu, tj. jako sůl alkalického kovu nebo alkanolamoniová sůl alifatických alkan- nebo alkenmonokarboxylových kyselin. Pro účely tohoto vynálezu jsou vhodné sodné, draselné, mono-, di- a triethanolamoniové kationty nebo jejich kombinace. Obecně se v prostředcích podle tohoto vynálezu používají sodná mýdla, ale od přibližně 1 do přibližně 25 % mýdla mohou být mýdla draselná. Zde používaná mýdla jsou dobře io známé soli přírodních nebo syntetických (alkanových nebo alkenových) kyselin s přibližně 12 až 22 atomy uhlíku, s výhodou přibližně 12 až 18 atomy uhlíku s alkalickým kovem. Můžeme je popsat jako karboxyláty akrylových uhlovodíků s přibližně 12 až přibližně atomy uhlíku s alkalickými kovy.

Nižší okraj širokého rozmezí molekulových hmotností mohou tvořit mýdla s distribucí mastných kyselin kokosového oleje. Horní hranici širokého rozmezí molekulových hmotností mohou tvořit mýdla s distribucí mastných kyselin podzemnicového nebo řepkového oleje nebo jejich hydrogenované deriváty.

Je výhodné používat mýdla s distribucí mastných kyselin kokosového oleje nebo loje nebo jejich směsí, protože jde o nejsnáze dostupné tuky. Podíl mastných kyselin s alespoň 12 atomy uhlíku v mýdle z kokosového oleje je přibližně 85 %. Tento podíl bude vyšší, jestliže se použijí směsi kokosového oleje a tuků jako je lůj, palmový olej, oleje netropických ořechů nebo tuků, přičemž hlavní délky řetězců jsou Cie a vyšší. Výhodná mýdla pro použití v prostředcích podle vynálezu mají alespoň 85 % mastných kyselin s obsahem přibližně 12 až 18 atomů uhlíku. Kokosový olej použitý pro mýdlo může být úplně nebo částečně nahrazen oleji typu „high-alluric“, tj. olejů nebo tuků, v nichž alespoň 50 % celkových mastných kyselin je tvořeno kyselinami laurovou nebo myristovou nebo jejich směsí.

- 11 • * · · ·· ···« • ♦ • · 0 · · · * · · » « · ♦ 0 ·· » · · · • « 0 ·

V 00 000 00 «<

Příklady těchto olejů jsou oleje tropických ořechů třídy kokosového oleje. Zahrnují například palmojádrový olej, olej babasu, olej ouricuri, tukumový olej, olej cohunových ořechů, olej murumuru, olej jaboty, khakan, dika a máslo ucuhuba.

Výhodné mýdlo je směs přibližně 15 až 20 % kokosového oleje a přibližně 80 až přibližně 85 % loje. Tyto směsi obsahují přibližně 95% mastných kyselin s přibližně 12 až přibližně 18 atomy uhlíku. Mýdla mohou být připravena z kokosového oleje, kdy obsah mastné kyseliny je přibližně 85 % řetězců s délkou C₁₂ - Cw io Tato mýdla mohou obsahovat nenasycené vazby podle komerčně přijatelných standardů. Obvykle se nepoužívá materiálů s příliš vysokou nenasyceností.

Mýdla mohou být vyráběna klasickým způsobem vařením v kotli nebo moderními kontinuálními způsoby výroby mýdla, kde se saponifikují přírodní tuky a oleje jako lojový nebo kokosový olej nebo jejich ekvivalenty hydroxidem alkalického kovu způsoby známými odborníkům v oboru. Alternativně je možno vyrábět mýdla neutralizaci mastných kyselin, jako je kyselina laurová (C-|₂), myristová (C14), palmitová (Cie) nebo stearová (Cis) s hydroxidy nebo uhličitany alkalického kovu.

K aniontových detergenčně účinným látkám, které mohou být použity, mohou patřit alifatické sulfonáty jako primární alkan (například C₈-C₂₂)sulfonát, primární alkan (například C₈-C₂₂)disulfonát, C₈-C₂₂alkensulfonát, C₈-C₂₂hydroxyalkansulfonát nebo alkylglyceryl25 ethersulfonát (AGS); nebo aromatické sulfonáty jako jsou alkylbenzensulfonáty.

Aniontová povrchově aktivní látka může být také alkylsulíát (například Ci₂-Ci₈alkylsulfát) nebo alkylethersulfát (včetně alky Iglycerylethersulfátů). Mezi alkylethersulfáty patři sloučeniny vzorce:

- 12 • 0

00 0000 00 ·· • · · · 0 0 4 0 • 0 0 ··· 0 · 0 · • 0 0 0 0 0 ··* ··«

0 0 0 0 0 «· 000 00 00

RO(CH₂CH₃O)_nSO₃M kde R je alkylová nebo alkenylová skupina s 8 až 18 atomy uhlíku, s výhodou 12 až 18 atomy uhlíku, n má průměrnou hodnotu větší než 1,0, s výhodou větší než 3; a M je solubilizační kationt jako s je sodík, draslík, amonium nebo substituované amonium. Výhodné jsou laurvlethersulfáty amonné a sodné.

Aniontové povrchově aktivní látky mohou být také alkylsulfosukcináty (včetně mono- a dialkyl, například C₆C₂₂sulfosukcinátů), alkyl a acyltaurátů, alkyl a acylsarkosinátů, io sulfoacetátů, C₈-C₂₂alkylfosfátů a fosfátů, alkylfosfátových esterů a alkoxylalkylfosfátových esterů, acyllaktátů, Cg-C₂₂monoalkylsukcinátů a maleátů, sulfoacetátů, alkylglukosidů a alkylisethionátů.

Sulfosukcináty mohou být monoalkylsulfosukcináty vzorce is R⁴O₂CCH₂CH($O₃M)CO₂M;

a amido-MEA sulfosukcináty vzorce:

R⁴CONHCH₂CH₂O₂CCH₂CH($O₃M)CO₂M;

kde R⁴ znamená C₈-C₂₂alkyl a M je solubilizační kationt.

Sarkosináty se obecně popisují vzorcem:

R¹CON(CH₃)CH₂CO₂M, kde R¹ znamená C₈-C₂oalkyI a M je solubilizační kationt.

Tauráty se obecně označují vzorcem:

R²CONR³CH₂CH₂SO₃M, kde R² je C8-C20alkyl, R³ znamená Ci-C4alkyl a M je solubilizační kationt.

Zvláště výhodné jsou C₈-Ci₈acylisethionáty. Tyto estery se vyrábějí reakcí mezi isethionátem alkalického kovu se směsnými alifatickými mastnými kyselinami s 6 až 18 atomy uhlíku a jodovým

číslem menším než 20. Alespoň 75 % směsných mastných kyselin má od 12 do 18 atomů uhlíku a až 25 % má od 6 do 10 atomů uhlíku.

Pokud jsou přítomny acylisethionáty, budou obvykle tvořit od přibližně 10 do přibližně 70 % hmotnostních z celkové kostky.

S výhodou je tato složka přítomna v množství od přibližně 30 do přibližně 60 %.

Acylisethionát může být alkoxylovaný isethionát jako se popisuje v llardi a další, US patent No. 5,393,466, který se tímto zařazuje odkazem. Tato sloučenina má obecný vzorec

O X Y

II I I

R C-O-CH-CH₂-(OCH-CH₂)_m-$O₃M⁺ kde R je alkylová skupina s 8 až 18 atomy uhlíku, m je celé číslo od 1 do 4, X a Y znamenají atom vodíku nebo alkylovou skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku a M⁺ je jednomocný kationt jako například sodík, draslík nebo amonium.

Amfoterní detergenty, které mohou být ve vynálezu použity, obsahují alespoň jednu kyselou skupinu. Tou může být skupina karboxyiové nebo sulfonové kyseliny. Obsahují kvarterní atom dusíku a proto jde o kvarterní aminokyseliny. Měly by obecně obsahovat alkylovou nebo alkenylovou skupinu se 7 až 18 atomy uhlíku. Budou obecně vyhovovat obecnému strukturnímu vzorce:

O R² , ii '

R - [-C-NH (CH₂)m -]n -N⁺-X-Y

L

R kde R¹ je alkyl nebo alkenyl obsahující 7 až 18 atomů uhlíku

R² a R³ znamenají vždy nezávisle alkyl, hydroxyalkyl nebo karboxyalkyl s 1 až 3 atomy uhlíku, m je 2 až 4, n je 0 nebo 1,

X je alkylen s 1 až 3 atomy uhlíku popřípadě substituovaný hydroxylovou skupinou a

Y je -CO2- nebo -SO₃-.

Mezi vodné amfoterní detergenty výše uvedeného obecného vzorce patří jednoduché betainy vzorce

R²

I

R¹—N⁺—CH₂C0'₃

R³ a amidobetainy vzorce:

R² |

R¹ -[-CONH (CH2)n -N⁺-CH2C0'₂ R³ kde n je 2 nebo 3.

V obou vzorcích jsou skupiny R¹, R² a R³ jak bylo definováno výše. R¹ může být konkrétně směs C₁₂ a C₁₄alkylových skupin odvozených z kokosového tuku, takže alespoň polovina, s výhodou alespoň tri čtvrtiny skupin R¹ mají 10 až 14 atomů uhlíku. R² a R³ znamenají s výhodou methyl.

Další možností je sulfobetain vzorce:

•

- 15 IM «·· ·* ··· · · · • · · » • 4 · · 4 4 « 4 • · · ·

R¹—N⁺—(CH₂)₃S0'₃ nebo w R² , I

R -[-CONH (CH₂)_mN⁺-(CH₂)₃S0'₃

Ř³ kde m je 2 nebo 3, nebo jejich varianty, ve kterých je skupina -(CH₂)₃S0'₃ nahrazena skupinou

OH |

-CH₂CHCH₂S0’₃

V těchto vzorcích R¹, R² a R³ jsou jak definováno výše.

Neiontová látka, která může být použita jako druhá složka podle vynálezu, obsahuje konkrétně reakční produkty sloučenin s hydrofobními skupinami a reaktivním atomem vodíku, například alifatické alkoholy, kyseliny, amidy nebo alkylfenoly s alkylenoxidy, zvláště ethylenoxidem buď samotným nebo ve směsi s propylenoxidem. Konkrétními neiontovými detergenčními ₃o sloučeninami jsou alkyl (C₆-C₂₂)fenol-ethylenoxidové kondenzáty, kondenzační produkty alifatických (Cg-Cie) primárních nebo sekundárních přímých nebo rozvětvených alkoholů s ethylenoxidem a produkty vyrobené kondenzací ethylenoxidu s reakčními produkty propylenoxidu a ethylendiaminu. Mezi jiné tzv. neiontové detergenční

- 16 • · · · fcfc * fcfc · • · · · · · « · • · fcfc sloučeniny patří terciární aminoxidy s dlouhým řetězcem, terciární fosfinoxidy s dlouhým řetězcem a dialkylsulfoxidy.

Neiontovou látkou může být také cukerný amid, jako je amid polysacharidu. Povrchově aktivní látkou může být konkrétně některý z laktobionamidů popsaný v US patentu No. 5,389,279 (Au a další), který se zařazuje odkazem, nebo může jít o cukerné amidy popisované v patentu No. 5,009,814 (Kelkenberg), který se tímto zařazuje do předkládaného vynálezu odkazem.

Příklady kationtových detergentů jsou kvarterní amoniové io sloučeniny jako jsou alkyldimethylamoniumhalogenidy.

Jiné povrchově aktivní látky, které mohou být použity, se popisují v US patentu No. 3,723,325 (Parran Jr. ) a publikaci „Surface Active Agents and Detergents“ (díl I a II, Schwartz, Perry & Berch), které jsou rovněž zařazeny do předkládané přihlášky odkazem.

Ačkoliv kostkou může být čistě mýdlová kostka, s výhodou obsahuje systém povrchově aktivních látek vločky (vytvářející systém povrchově aktivních látek kostky):

(a) první syntetickou povrchově aktivní látku, která je aniontové; a (b) druhou syntetickou povrchově aktivní látku zvolenou ze skupiny druhé aniontové povrchově aktivní látky rozdílné od první, neiontové a amfoterní povrchově aktivní látky a jejich směsí.

První aniontové povrchově aktivní látka může být některá z výše uvedených látek, s výhodou ale Cg až C₁₈ isethionát, jak bylo diskutováno výše. Acylisethionát bude s výhodou tvořit 10 až 90% hmotnostních celkového složení kostky.

Druhá povrchově aktivní látka je s výhodou sulfosukcinát, betain nebo směs těchto dvou látek. Druhá povrchově aktivní látka nebo jejich směs bude obecně tvořit jedna až 10 % z celkového složení kostky. Zvláště výhodné složení obsahuje dostatečné množství • · » ·

- 17 sulfosukcinátu pro poskytnutí 3 až 8 % z celkového složení kostky a dostatečné množství betainu pro poskytnutí 1 až 5 % z celkového složení kostky.

Zpracování

Obecně se vločky obsahující přísadu a prospěšné činidlo formují míšením složek v mísiči při teplotě právě nad teplotou tání polyalkylenglykolu (například přibližně 50 °C a výše, obecně ne výše než přibližně 110 °C) po dobu 1 až 60 minut a ochlazením na io chladicím válci. Pořadí přidávání není kritické. Podobně vločky neobsahující prospěšné činidlo se tvoří mícháním a chlazením.

Vločky se potom kombinují, například ve vrtulovém mixéru nebo pásovém mixéru, kde mohou být rafinovány (například zpracovány do poddajnější hmoty), vytlačují do tyčí, razí a řežou.

is Ve třetím provedení vynálezu se vynález týká způsobu vytváření přísad (vloček) obsahujících prospěšné činidlo, který zahrnuje:

(a) míšení polyalkylenglykolu, prospěšného činidla, koloidního oxidu křemičitého, popřípadě vody a mastné kyseliny v nádobě 1 až 60 minut při teplotě přibližně více než 50 °C; a (b) chlazení směsi na chladicím válci na teplotu přibližně 0 až °C za vytvoření vloček.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je mikrofotografie vločky vyrobené postupem popsaným 25 v US patentu No. 5,154,849 (Visscher a další), kde je vločka uložena ve vodě a fotografována pod mikroskopem. Silikon netvoří diskrétní částice, ale vytváří velkou vrstvu silikonu obklopující polyalkylenglykol. Viskózní plochy silikonu se přichytávají na částech strojů a znemožňují zpracování.

- 18 * « · Β Β · · * * * » · Β Β · · · ί Β Β Β Β Β » · » Β · Β »1»»»·

ΒΒΒ

Obr. 2 je mikrofotografie vločky vyrobené podle předkládaného vynálezu. Jak bylo uvedeno, prospěšné činidlo se nachází v diskrétních kapičkách. Dále je zřejmé, že je přítomné daleko menší množství prospěšného činidla {které by například interferovalo se zpracováním) než v obr. 1.

Následující příklady mají dále ilustrovat vynález a neměly by jej jakýmkoli způsobem omezovat.

Pokud není uvedeno jinak, všechna procenta jsou procenta hmotnostní.

Příklady provedení vynálezu

Postup měřeni

Měření silikonu bylo prováděno následujícím způsobem:

Analýza se provádí metodou známou jako ICP (Inductively 15 Coupled Argon Plasma). Tento způsob vyžadoval krok extrakce xylenem a proto se běžně používá pouze in vitro. Měření ICP používalo přístroj Thermo Jarrell Ash Atom Scan 25, přičemž měření se prováděla při 251,612 nm. Další parametry měření ICP se uvádějí dále.

Postup ošetření byl následující:

Prasečí kůže byla oholena, zbavena rohové vrstvy a rozřezána před ošetřením na 25 cm kousky. Vzorky kůže byly potom ošetřovány roztíráním vzorku kostky na kůži desetkrát pohybem tam a zpět. Výsledná kapaíina na kůži byla mydlena 30 s a potom 10 s oplachována vodou nastavenou na 32 až 35 °C. Ošetřené vzorky kůže byly vloženy do scintilační lahvičky z borosilikátového skla s obsahem 10 ml xylenu. Vzorky byly umístěny na třepací desce 1 hod pro umožnění extrakce silikonu. Po období extrakce byla kůže vyjmuta • ·

- 19 z lahvičky a extrakt byl analyzován ICP. Roztoky vzorků byly testovány proti silikonovému standardu 10 ppm.

Typické parametry měření na ICP pro měřeni silikonu v xylenu

Průtok plynu hořákem	vysoký
Průtok pomocného plynu	1,5 l/min
Rychlost pumpy analyzátoru	0,9 ml/min
Tlak rozprašovače	145 kPa
Výška pozorování	12 mm nad nastřikovací celou
Výkon plazmy	1750 W
Vlnová délka	251,612 nm
Výška štěrbiny	6 mm
Doba integrace	4 s

Příklad 1

S použitím výše popsaného protokolu bylo měřeno ukládání prospěšného činidla (například ukládání silikonu) v prostředcích (1) kostka podle Visscher a další s vločkami bez koloidního oxidu io křemičitého; (2) kostky podle vynálezu, které neobsahovaly vločky s obsahem koloidního oxidu křemičitého; a (3) kapalný prostředek pro čištění těla. Každý z těchto prostředků se podrobněji popisuje dále:

(1) Kostka podle Visscher (WO 92/08444)

Tato kostka byla získána postupem podle WO 92/08444 (ekvivalent US patentu No. 5,154,849), kde se jako nosič pro silikon používá v kostkách polyethylenglykol (postup byl prováděn v Pattersonově mixéru).

- 20 • «

Použitý postup byl následující:

(a) 681 g materiálu Carbowax PEG 8000 bylo roztaveno a udržováno při teplotě přibližně 60 °C;

(b) bylo přidáno 400 g silikonu GE 350 cps (0,35 Pas); a (c) bylo přidáno 273 g silikonu GE 500 000 cps (500 Pas).

(Patent vysvětluje, že nosičem je směs 10:9 silikon A:PEG, kde silikon A je směs 40:60 silikonové gumy 500 Pas a silikonové kapaliny 0,35 Pas.)

Směs zůstala v mixéru 45 min, dokud nebyla homogenní. Směs ío byla potom vyjmuta a vložena na sadu chladicích válců při teplotě 7 °C. Získané „vločky“ byly měkké, tvárné a silně lepivé. Silikon pokrýval celý povrch zařízení.

Vzorek kostky byl připraven míšením vloček povrchově aktivní látky a vloček podle Visschera v poměru 4:1 (kde vločka povrchově i5 aktivní látky obsahuje 40 až 60 % isethionátu mastné kyseliny, 20 až 30 % mastné kyseliny, 1 až 10 % isethionátu sodného, 1 až 10 % sulfosukcinátu, přibližně 5 % betainu, ochranné látky, barviva a vedlejší složky; a extrudováním do tyče na pelotéze typu Weber Selander. Získaná tyč byla měkká a ze zkušenosti bylo zřejmé, že produkt nepůjde realizovat. Vylisovaná kostka špatně mydlila. Podle dosavadních zkušenosti tento typ „vloček“ nelze vyrábět s použitím běžného zařízení.

Konkrétněji poskytlo míchání vloček povrchově aktivní látky a vloček podle Visschera v hmotnostním poměru 4:1 velké shluky, které nebylo možno volně sypat a které se spolu lepily povrchovým silikonem. Tento výsledek znemožňoval plnění do extruderu. Extrudovaný materiál byl měkký a lepivý. Při ražení měla kostka nevzhledný povrch, byla lepivá a při namočení poskytla málo pěny.

• «

- 21 · · · · * • · fe • · • fe fefefe fe » • fefe fefefe • · ♦ * ·· (2) Kostka podle vynálezu

Kostku podle vynálezu tvořila 70 %/30 % směs vloček, kde 30 % vloček s přísadou mělo následující rozmezí složení:

- 100 %, s výhodou 40 - 80 % polyethylenglykolu (například s PEG 8000);

- 50 %, s výhodou 10 - 40 % polydimethylsiloxanu 6.10'²m²s'¹;

0,1 - 10 %, s výhodou 1 - 5 % materiálu Cab-o-sil® koloidního oxidu křemičitého (například koloidní oxid křemičitý 45-5);

io 0-20 %, s výhodou 1 - 10 % deionizované vody; a

- 20 %, s výhodou 0 - 10 % C9-C22 mastné kyseliny a % vloček povrchově aktivní látky bylo stejných jako vločky povrchově aktivní látky použité v kostce podle Visschera a dalších, tedy:

přibližně 40 - 60 % hmotnostních isethionátu mastné kyseliny;

přibližně 20 - 30 % hmotnostních mastné kyseliny; přibližně 1 - 10 % hmotnostních isethionátu sodného; přibližně 1 - 10 % hmotnostních sulfosukcinátu; přibližně 5 % hmotnostních betainu; a zbytek tvořily ochranné látky, barviva, voda a další vedlejší složky.

Výhodná vločka s obsahem prospěšného činidla má následující složení:

(a) 55 - 65 % PEG (b) 25 - 40 % silikonu (c) 1 - 7 % oxidu křemičitého; a (d) 0 - 8 % deionizované vody

- 22 Vločky byly smíseny, homogenizovány spolu ve výše uvedených poměrech a extrudovány do kostek.

(3) Kapalný prostředek na mytí těla 5 Tento kapalný prostředek má následující složení:

	% hmotnostní
Betain	5 - 15 %
Kokosový isethionát sodný	1 - 10 %
Aniontová povrchově aktivní látka	1 - 5 %
Parfémy, ochranné látky	0,1 - 2,0 %
Voda	do 100 %

Jak bylo uvedeno, výsledky ukládání byly měřeny technikou ICP a výsledky jsou shrnuty v následující tabulce:

	Ukládání
Kostka podle Visschera	2,16 +/- 0,48 pg/cm2
Kostka podle vynálezu	2,24 +/- 0,83 pg/cm2
Kapalný prostředek	2,14 +/- 0,62 pg/cm2

io Je překvapující, že z kostky se může ukládat stejné množství jako z kapalných prostředků. Navíc oproti kostce podle Visschera byla kostka podle vynálezu snadno zpracovatelná a neucpávala strojní vybavení {viz příklad 2).

Μ ·♦·

- 23 • · · · · * 9 · · ·« 9 · · »«· 999 * 9 · · * • 9 9 9 9 9« 99

Příklad 2

Aby bylo možno ještě lépe rozlišit mezi kostkou podle vynálezu a kostkami podle Visschera, přihlašovatelé se rozhodli analyzovat vločky podrobněji.

Byly provedeny mikrofotografie vloček použitých při výrobě kostky podle Visschera a dalších a vloček nesoucích prospěšné činidlo a použitých při výrobě kostek podle vynálezu.

Jak je vidět z obr. 1 a 2, vločky podle Visschera a dalších (P&G) vykazují velké „měchýřky silikonu obklopující alkylenglykol, zatímco io vločky podle vynálezu obsahují malé diskrétní kapičky silikonu.

Aniž by si autoři přáli být vázáni teorií, předpokládá se, že za výrazné nesnáze při zpracováni při formování kostek P&G vzhledem ke kostkám podle vynálezu má odpovědnost rozdíl v množství silikonu a jeho forma. Jak je uvedeno výše, vločky podle Visschera a vločky povrchově aktivní látky v poměru 4:1 tvořily velké shluky, které nebyly volně sypké a které zabraňovaly plnění vloček do extrudéru a zpracování nudliček. Shluky také způsobovaly aglomeraci ve vakuové komoře, což významně snižovalo rychlost vytváření tyče. Jak již bylo uvedeno, extrudovaný materiál byl měkký a lepivý a při ražení měla kostka nevzhledný povrch, byla lepivá a produkovala menší množství pěny při namočení.

Zastupuje:

Claims (9)

1. Mýdlová vločka, vyznačující se tím,

5 ž e obsahuje:

(a) 40 až přibližně 80 % hmotnostních složení vločky alkylenglykolu s molekulovou hmotností od přibližně 4000 do 100 000;

(b) 10 až 40 % hmotnostních složení vločky prospěšného io činidla;

(c) 0,01 až 10 % hmotnostních složení vločky koloidního oxidu křemičitého;

(d) 0 až 10 % hmotnostních složení vločky vody; a (e) 0 až 15 % hmotnostních složení vločky Cs-C22 mastné

15 kyseliny.

2. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, ž e molekulová hmotnost alkylenglykolu je 5000 až 10 000.

20

3. Prostředek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uvedeným polyalkylenglykoiem je propylenglykol.

4. Prostředek podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedeným prospěšným

25 činidlem je silikon.

• » φ · · ·

- 25 • · · ΦΦΦ φφ φφ φ φ · φφφφ • φ φ · · · · · φ φ φ φφ ΦΦΦ ΦΦΦ • φ φ φ « φφ ΦΦΦ «φ φφ

5. Prostředek ve formě extrudované toaletní kostky, vyznačující se tím, že obsahuje 20 až 40 % vloček s obsahem následujících složek:

(a) 40 až přibližně 80 % hmotnostních složení vločky polyalkylenglykolu s molekulovou hmotností od přibližně 4000 do 20 000;

(b) 10 až 40 % hmotnostních složení vločky prospěšného činidla;

(c) 0,01 až 10 % hmotnostních složení vločky koloidního oxidu io křemičitého;

(d) 0 až 10 % hmotnostních složení vločky vody; a (e) 0 až 15 % hmotnostních složení vločky C8-C22 mastné kyseliny, a

80 až 60 % vloček obsahujících 5 až 90 % systému povrchově 15 aktivních látek, přičemž povrchově aktivní látka je zvolena ze skupiny: mýdlo, aniontová povrchově aktivní látka, neiontová povrchově aktivní látka, amfoterní povrchově aktivní látka, kationtová povrchově aktivní látka a jejich směsi.

20

6. Prostředek podle nároku 5, vyznačující se tím, ž e uvedený systém povrchově aktivních látek obsahuje:

(a) první aniontovou povrchově aktivní látku; a (b) druhou povrchově aktivní látku zvolenou ze skupiny: druhá aniontová povrchově aktivní látka odlišná od první, neiontová

25 povrchově aktivní látka, amfoterní povrchově aktivní látka a jejích směsi.

7. Prostředek podle nároku 6, vyznačující se tím, ž e první aniontovou povrchově aktivní látkou je • · · · • · ··

Β · Β« Β · * 1 · · β * Β Β · · · * Β··· • Β Β · · · Μ· ·Μ

ΠΟ Β Β Β · β Β Β

- ÍQ - ««β ··· »* **· ·* ·· acylisethionát; případně kde isethionát tvoří 10 až 70 % složení hotové kostky.

8. Prostředek podle nároku 6, vyznačující se tím,

5 ž e druhou povrchově aktivní látkou je buď (i) sulfosukcinát nebo (ii) betain, případně kde betaínem je kokosový amidobetain; nebo (iii) směs sulfosukcinátu a betainu.

9. Způsob výroby vločky obsahující:

io (a) 40 až přibližně 80 % hmotnostních složení vločky alkylenglykolu s molekulovou hmotností od přibližně 4000 do 20 000;

(b) 10 až 40 % hmotnostních složení vločky prospěšného činidla;

15 (c) 0,01 až 10 % hmotnostních složení vločky koloidního oxidu křemičitého;

(d) 0 až 10 % hmotnostních složení vločky vody; a (e) 0 až 15 % hmotnostních složení vločky C8-C22 mastné kyseliny,

20 vyznačující se tím, že zahrnuje míšení složek z odstavců (a) až (e) 1 až 60 min při teplotě přibližně více než 50 °C; a potom ochlazení uvedené směsi na chladicím válci při teplotě 0 až 25 °C.

25 10, Způsob zvýšení ukládání prospěšného činidla z prostředku ve formě kostky, kde při výrobě kostky nedochází k potížím při zpracování, použitím 20 až 40 % vloček obsahujících:

- 27 10

4 ft *»*»*· « * tt • · · · · · · · 1 · · • 0 ·»·«· · · « 4 • ft · · · · · ·»·*«· • · * · · « « ·«···« MIM »· ·· (a) 40 až přibližně 80 % hmotnostních složení vločky alkylenglykolu s molekulovou hmotností od přibližně 4000 do 100 000;

(b) 10 až 40 % hmotnostních složení vločky prospěšného činidla;

(c) 0,01 až 10 % hmotnostních složení vločky koloidního oxidu křemičitého;

(d) 0 až 10 % hmotnostních složení vločky vody; a (e) 0 až 15 % hmotnostních složení vločky C₈-C₂2 mastné kyseliny v uvedené směsi.

Zastupuje:

• b · fct b • · 9 * • · · · · · • fl * · b r ά <

• a · * < · ··««!

• * · · · · · ··· · I · flb >«· fl v ··

1/2

Obr. 1 Vločka P & G (Nezpracovatelná)

Silikon vytváří povlaky na vločce PEG

PEG vločka přechází při zaplavení do roztoku Uvolňují se jednotlivé kapičky PDMS