DE10008307A1 - Nanokapseln - Google Patents
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Abstract
Es werden Nanokapseln beansprucht, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Oberfläche der Kapseln positive Ladungen aufweist. Die enthaltenen Kapseln weisen eine solche Oberfläche auf, daß sie eine spezifische Substantivität gegenüber Substraten, wie Textilien, Haare oder Haut, zeigen, so daß sie auch nach der Behandlung mit Wasser zumindest bis zu einem gewissen Teil auf diesen Substraten verbleiben.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Nanokapseln, deren Oberfläche kationische Ladungen
aufweist, ein Verfahren zur Herstellung dieser Nanokapseln sowie die Verwendung der
Nanokapseln in Wasch- und Reinigungsmitteln und in kosmetischen Produkten.
Nanokapseln weisen in der Regel einen Durchmesser von 1 bis 1000 nm auf. Die Kapseln
können aus einem Kern und einem den Kern umgebenden Wandmaterial bestehen, worin der
Kern ein fester, flüssiger oder gasförmiger Stoff ist, der von dem festen, in der Regel
polymeren, Wandmaterial umhüllt ist, oder sie können massiv sein, d. h. aus einem einzigen
Material bestehen.
Nano- und auch Mikrokapseln werden insbesondere bei Arzneimitteln eingesetzt, z. B. zur
Überführung von flüssigen, insbesondere auch von flüchtigen Verbindungen, in feste,
freifließende Pulver, zur Stabilitätserhöhung der Wirkstoffe, zur Retardierung von Wirkstoffen,
zum organspezifischen Transport der Wirkstoffe, zur Geschmacksüberdeckung und auch zur
Vermeidung von Unverträglichkeiten mit anderen Wirk- und Hilfsstoffen. Ein weiteres
Einsatzgebiet von Mikrokapseln ist die Herstellung von kohlefreien
Reaktivdurchschreibpapieren.
Durch die Auswahl der Kapselmaterialien, wie natürlichen oder synthetischen Polymeren,
kann die Wandung dicht, permeabel oder semipermeabel gestaltet werden. Somit ergibt sich
eine Fülle von Möglichkeiten, die eingekapselte Substanz gesteuert freizusetzen, z. B. durch
Zerstören der Hülle oder durch Permeation oder auch durch chemische Reaktionen, die im
Inneren der Kapseln ablaufen können.
Die Zerstörung des Kapselmaterials, d. h. der Wandung, kann mechanisch von außen
erfolgen und auch durch Erhitzen über den Siedepunkt des Kernmaterials von innen. Ferner
können die Inhaltsstoffe durch Auflösen, Schmelzen oder Verbrennen des Wandmaterials
freigesetzt werden.
Die Freisetzung des Kernmaterials über semipermeable Kapselwände kann z. B. durch
Erhöhung des osmotischen Drucks im Inneren der Kapsel erfolgen, oder, wenn die
Kapselwand für das Kernmaterial durchlässig ist, so tritt es langsam durch die
Kapselwandung hindurch und wird freigesetzt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die
Kapselwandung ihre Eigenschaften durch Verändern der sie umgebenden Phase (Wechsel
von Luft zu Wasser, Änderung des pH-Wertes, etc.) semipermeabel wird und die Freisetzung
des Kernmaterials wie zuvor beschrieben erfolgen kann.
Pflegekomponenten und auch Duftstoffe, die in Wasch- und Reinigungsmitteln sowie in
kosmetischen Produkten enthalten sind, werden in der Regel nach der entsprechenden
Behandlung wieder ausgespült. Im allgemeinen existieren nur geringe Bindungskräfte
zwischen der Substratoberfläche (Textilfaser, Haut, Haarfaser) und den Nanokapseln.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Kapseln im Nanobereich zur
Verfügung zu stellen, die eine solche Oberfläche aufweisen, daß sie eine spezifische
Substantivität gegenüber Substraten wie textilen Oberflächen, Haut oder Haar zeigen, so daß
sie auch nach der Behandlung mit Wasser zumindest bis zu einem gewissen Teil auf diesen
Substraten verbleiben.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß, wenn die Oberfläche von Nanokapseln
kationische Ladungen aufweist, diese aufgrund der Ladungsverhältnisse eine sehr gute
Substantivität gegenüber Substraten wie Textilien, Haut und Keratinfasern, wie Haaren und
Wolle, aufweisen, so daß sie auch nach der Behandlung, d. h. nach der Textilwäsche,
Körperpflege beziehungsweise Haarwäsche etc. auf dem entsprechenden Substrat
verbleiben. Der Freisetzungsmechanismus kann dann durch Druck, wie Rubbeln etc., oder
durch Hitze, wie durch das Wasch- und Duschwasser, beim Haartrocknen z. B. durch den Fön
und bei der Textilbehandlung z. B. durch das Bügeleisen oder im Wäschetrockner, erfolgen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind demgemäß Nanokapseln, die dadurch
gekennzeichnet sind, daß die Oberfläche positive Ladungen aufweist.
Die erfindungsgemäßen Kapseln weisen üblicherweise eine Teilchengröße im Nanobereich
auf, insbesondere von 10 nm bis 1000 nm. Damit haben sie eine solche Größe, daß sie vom
Anwender kaum beziehungsweise gar nicht wahrgenommen werden. Die Kapseln eignen
sich insbesondere zum Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln sowie in kosmetischen
Produkten, zum Beispiel Hautpflegemitteln und Haarpflegemitteln.
Die Kapseln können aus einem Wand- und Kernmaterial aufgebaut sein, wobei das
Kernmaterial eine verkapselte Substanz, z. B. einen Wirkstoff, enthält. Die Kapseln können
aber auch kompakt sein bzw. der Kern enthält keine aktive Komponente, ist also ein
Hohlkörper, wobei in diesem Fall das Kapselmaterial (Wandmaterial) einen Aktivstoff enthält
bzw. daraus besteht.
Enthalten die erfindungsgemäßen Kapseln freizusetzende Inhaltsstoffe, so erfolgt die
Freisetzung dieser Inhaltsstoffe vorzugsweise mechanisch, z. B. durch Druck, oder durch
Temperaturerhöhung.
Werden die erfindungsgemäßen Kapseln in Textilwaschmitteln eingesetzt, so kann die
Freisetzung durch Druck beim Tragen der Textilien oder auch, wenn die Textilien z. B.
Handtücher etc. sind, beim Benutzen dieser erfolgen. Die Freisetzung durch
Temperaturerhöhung kann beispielsweise im Wäschetrockner oder beim Bügeln geschehen,
wo die Kapseln aufgeschmolzen werden beziehungsweise die verkapselten Substanzen
einen entsprechend hohen Dampfdruck aufweisen und die Kapseln aufplatzen.
Es ist auch möglich, in das Wandmaterial photokatalytisch aktive Materialien einzuarbeiten,
die durch Lichteinwirkung das Wandmaterial langsam zerstören, so daß die verkapselten
Inhaltsstoffe freigesetzt werden.
Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Kapseln in Hautpflegemitteln oder in Haarpflegemitteln
kann die Freisetzung ebenfalls durch Druck, wie durch Reiben oder Rubbeln auf der Haut
beziehungsweise auf dem Haar oder durch Erwärmen, z. B. durch die Temperatur des
Duschwassers, beim Trocknen der Haare mittels Haartrockner, erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Wandmaterial der erfindungsgemäßen Kapseln
semipermeabel, d. h. das Kernmaterial kann z. B. durch Wärme, also erhöhten Dampfdruck,
durch das semipermeable Wandmaterial hindurchtreten und so freigesetzt werden.
Die positive Ladung auf der Oberfläche der Kapseln kann entweder im Kapselmaterial selbst
begründet sein oder nachträglich aufgebracht werden. So kann das Kapselmaterial
beispielsweise ganz oder teilweise aus einem kationischen Polymer oder einem
entsprechend modifizierten Polymer bestehen. In einer weiteren Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung kann die Kapseloberfläche mit kationischen Verbindungen
beschichtet werden. Die Beschichtung mit kationischen Verbindungen kann in einfacher
Weise, z. B. durch Aufsprühen von Lösungen oder Suspensionen der Verbindungen oder
Eintauchen der Kapseln in Lösungen oder Suspensionen dieser Verbindungen erfolgen.
Das Kapselmaterial, im folgenden auch Wandmaterial genannt, der erfindungsgemäßen
Nanokapseln kann ein beliebiges, zur Herstellung von Mikro- bzw. Nanokapseln geeignetes
Material sein, so z. B. aus natürlichen oder synthetischen Polymeren bestehen. Beispiele für
derartige Polymere sind polymere Polysaccharide, wie Agarose oder Cellulose, Chitin,
Chitosan, Proteine, wie Gelatine, Gummi arabicum, Ethylcellulose, Methylcellulose,
Carboxymethylethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Celluloseacetate, Poylamide,
Polycyanacrylate, Polylactide, Polyglycolide, Polyanilin, Polypyrrol, Polyvinylpyrrolidon,
Polystyrol, Polyvinylalkohol, Copolymere aus Polystyrol und Maleinsäureanhydrid,
Epoxidharze, Polyethylenimine, Copolymere aus Styrol und Methylmethacrylat, Polyacrylate
und Polymethacrylate, Polycarbonate, Polyester, Silikone, Gemische aus Gelatine und
Wasserglas, Gelatine und Polyphosphat, Celluloseacetat und Phthalat, Gelatine und
Copolymeren aus Maleinsäureanhydrid und Methylvinylether, Celluloseacetatbutyrat sowie
beliebige Gemische der voranstehenden, die kationische Gruppen aufweisen können.
Das Wandmaterial kann gegebenenfalls vernetzt sein. Übliche Vernetzer sind Glutaraldehyd,
Harnstoff/Formaldehyharze, Tanninverbindungen, wie Tanninsäure, und deren Gemische.
Das Wandmaterial sollte eine solche Festigkeit und thermische Stabilität aufweisen, daß die
Kapsel unter Lagerbedingungen nicht zerstört wird, aber eine mechanische Freisetzung der
verkapselten Substanzen unter leichter Druckeinwirkung oder eine thermische Freisetzung
bei Temperaturen von 35 bis 220°C ermöglicht wird.
Die verkapselten Substanzen, im folgenden auch Kernmaterial genannt, können aus
beliebigen, festen, flüssigen oder gasförmigen Materialien bestehen, die in verkapselter Form
in entsprechende Produkte eingearbeitet werden sollen. Vorzugsweise werden als
Kernmaterialien Duftstoffe, wie Parfümöle, oder bei dem jeweiligen Einsatzgebiet pflegend
wirkende Substanzen verwendet.
Als Parfümöle bzw. Duftstoffe können einzelne Riechstoffverbindungen, z. B. die
synthetischen Produkte vom Typ der Ester, Ether, Aldehyde, Ketone, Alkohole und
Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Riechstoffverbindungen vom Typ der Ester sind z. B.
Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat,
Dimethylbenzyl-carbinylacetat, Phenylethylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat,
Ethylmethylphenyl-glycinat, Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat und Benzylsalicylat.
Zu den Ethern zählen beispielsweise Benzylethylether, zu den Aldehyden z. B. die linearen
Alkanale mit 8-18 C-Atomen, Citral (Geranial), Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd,
Cyclamenaldehyd, Hydroxycitronellal, Lilial und Bourgeonal, zu den Ketonen z. B. die Jonone,
µ-Isomethylionon und Methyl-cedrylketon, zu den Alkoholen Anethol, Citronellol, Eugenol,
Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und Terpineol, zu den Kohlenwasserstoffen gehören
hauptsächlich die Terpene wie Limonen und α-Pinen. Als Duftstoff kann auch Eucalyptol (1,8-
Cineol) eingesetzt werden. Bevorzugt werden jedoch Mischungen verschiedener Riechstoffe
verwendet, die gemeinsam eine ansprechende Duftnote erzeugen. Solche Parfümöle können
auch natürliche Riechstoffgemische enthalten, wie sie aus pflanzlichen Quellen zugänglich
sind, z. B. Pine-, Citrus-, Jasmin-, Patchouly-, Rosen- oder Ylang-Ylang-Öl. Ebenfalls geeignet
sind Muskateller, Salbeiöl, Kamillenöl, Nelkenöl, Melissenöl, Minzöl, Eukalyptusöl,
Zimtblätteröl, Lindenblütenöl, Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und
Labdanumöl sowie Orangenblütenöl, Neroliol, Orangenschalenöl und Sandelholzöl.
Beispiele für pflegende Komponenten sind Vitamine, wie Vitamin E (α-Tocopherol),
Panthenol (Provitamin B5), Betakarotin (Provitamin A), Antischuppenmittel, UV-Schutzmittel,
Emollients (kosmetische Öle), Silikonöle, Conditioner, Glycerin, Polymere für
Festigungseffekte beim Haar, kationische Polymere, Komponenten zur Textilausrüstung und -
veredelung, wie Imprägniermittel, Appretur, Avivagemittel, Komponenten für die
Pflegeleichtausrüstung, Griffvariatoren und Soil-Release-Ausrüstung, Antistatika,
antimikrobielle und fungizide Mittel usw. und beliebige weitere Komponenten, die eine
pflegende Wirkung auf Textilien, Haut und Haare haben und sich in Kapseln einarbeiten
lassen.
Die Herstellung der Kapseln kann in an sich bekannter Weise erfolgen, wie durch
Phasentrennverfahren, mechanisch-physikalische Verfahren oder Polymerisationsverfahren,
wie Suspensions- und Emulsionspolymerisation, Inverse Suspensionspolymerisation,
Micellenpolymerisation, Grenzflächen-Polymerisationsverfahren, Grenzflächen-Ablagerung,
in-situ-Polymerisation, Verdampfung von Lösungsmitteln aus Emulsionen,
Suspensionsvernetzung, Bildung von Hydrogelen, Vernetzung in Lösung/Suspension,
Systeme von Liposomen und in molekularem Maßstab, wobei Phasentrennverfahren, auch
Koazervation genannt, besonders bevorzugt ist.
Koazervation bedeutet, daß ein gelöstes Polymer in eine polymerreiche, noch
lösungsmittelhaltige Phase mittels Desolvatation, z. B. durch pH-Änderung,
Temperaturänderung, Aussalzen, Änderung der Ionenstärke, Zusatz von Komplexbildnern
(Komplexkoazervation), Zusatz von Nichtlösungsmitteln, überführt wird. Das Koazervat lagert
sich an der Grenzfläche des zu verkapselnden Materials unter Ausbildung einer
zusammenhängenden Kapselwand an und wird durch Trocknung oder Polymerisation
verfestigt.
Physikalische Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Nanokapseln sind
Sprühtrocknung, Wirbelschichtverfahren, oder Extrusionsverfahren (Coextrusion),
Schmelzvertropfung bzw. Verprillung (Brace-Verfahren), Sprühgefriertrocknung.
In den genannten Grenzflächen-Polymerisationsverfahren erfolgt die Wandbildung durch
Polykondensation oder Polyaddition aus monomeren oder oligomeren Ausgangsstoffen an
der Grenzfläche einer Wasser/Öl-Emulsion oder Öl/Wasser-Emulsion.
Sofern das Wandmaterial der Kapseln nicht bereits kationische Ladungen aufweist, werden
die Kapseln mit einer kationischen Verbindung beziehungsweise einem kationischen Polymer
beschichtet. Dazu werden sie entweder mit einer Lösung oder Suspension dieser Verbindung
besprüht oder darin getaucht. Auch hier kann z. B. die Sprühtrocknung eingesetzt werden.
Die kationischen Verbindungen, mit denen die erfindungsgemäßen Kapseln beschichtet sein
können, können aus beliebigen kationischen Verbindungen ausgewählt werden, sofern sie
eine entsprechende Substantivität gegenüber dem zu behandelnden Substrat aufweisen.
Beispiele für solche Verbindungen sind quaternäre Ammoniumverbindungen, kationische
Polymere und Emulgatoren, wie sie in Haarpflegemitteln und auch in Mitteln zur Textilavivage
eingesetzt werden.
Geeignete Beispiele sind quaternäre Ammoniumverbindungen der Formeln (I) und (II),
wobei R und R1 für einen acyclischen Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, R2 für einen
gesättigten C1-C4 Alkyl- oder Hydroxyalkylrest steht, R3 entweder gleich R, R1 oder R2 ist und
COR4 und COR5 jeweils für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit
0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht sowie R6 für H oder OH steht, wobei m, n und o jeweils
unabhängig voneinander den Wert 1, 2 oder 3 haben können und X entweder ein Halogenid-,
Methosulfat-, Methophosphat- oder Phosphation ist, sowie Mischungen dieser Verbindun
gen. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, die Alkylreste mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen
enthalten.
Beispiele für kationische Verbindungen der Formel (I) sind Didecyldimethylammoniumchlorid,
Ditalgdimethylammoniumchlorid oder Dihexadecylammoniumchlorid. Beispiele für
Verbindungen der Formel (II) sind Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyl
oxyethyl)ammonium-methosulfat, Bis-(palmitoyl)-ethyl-hydroxyethyl-methyl-ammonium
methosulfat oder Methyl-N,N-bis(acyloxyethyl)-N-(2-hydroxyethyl)ammonium-methosulfat.
Werden quarternierte Verbindungen der Formel (II) eingesetzt, die ungesättigte Alkylketten
aufweisen, sind die Acylgruppen bevorzugt, deren korrespondierenden Fettsäuren eine
Jodzahl zwischen 5 und 25, vorzugsweise zwischen 10 und 25 und insbesondere zwischen
15 und 20 aufweisen und die ein cis/trans-Isomerenverhältnis (in Gew.-%) von 30 : 70,
vorzugsweise größer als 50 : 50 und insbesondere größer als 70 : 30 haben.
Neben den oben beschriebenen quaternären Verbindungen können auch andere bekannte
Verbindungen eingesetzt werden, wie beispielsweise quaternäre Imidazoliniumverbindungen
der Formel (III)
wobei R7 und R8 jeweils eine gesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R9 einen
Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder H bedeutet und Z eine NH-Gruppe oder
Sauerstoff bedeutet und A ein Anion ist.
Weitere geeignete quaternäre Verbindungen sind durch Formel (IV) beschrieben,
wobei R10 für eine C1-4 Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkylgruppe steht, R11 und R12 jeweils
unabhängig ausgewählt eine C8-28 Alkylgruppe darstellt und p eine Zahl zwischen 0 und 5 ist.
Neben den Verbindungen der Formeln (I) bis (IV) können auch kurzkettige, wasserlösliche,
quaternäre Ammoniumverbindungen eingesetzt werden, wie Trihydroxyethylmethyl
ammonium-methosulfat oder die Alkyltrimethylammoniumchloride, Dialkyldimethylammonium
chloride und Trialkylmethylammoniumchloride, z. B. Cetyltrimethylammoniumchlorid, Stearyl
trimethylammoniumchlorid, Distearyldimethylammoniumchlorid, Lauryldimethylammonium
chlorid, Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid und Tricetylmethylammoniumchlorid.
Auch protonierte Alkylaminverbindungen, die weichmachende Wirkung aufweisen, sowie die
nicht quaternierten, protonierten Vorstufen der kationischen Emulgatoren sind geeignet.
Weitere erfindungsgemäß verwendbare kationische Verbindungen stellen die quaternisierten
Proteinhydrolysate dar, z. B. quaternisiertes Weizenprotein-hydrolysat Gluadin(R) WQ,
Gluadin(R) WQT (Hersteller: Cognis Deutschland GmbH).
Zu den geeigneten kationischen Polymeren zählen die Polyquaternium-Polymere, wie sie im
CTFA Cosmetic Ingredient Dictionary (The Cosmetic, Toiletry und Fragrance, Inc., 1997)
beschrieben werden. Beispiele sind insbesondere kationische Cellulosederivate, die auch als
Merquats bezeichneten Polymere Polyquaternium-6, Polyquaternium-7; Polyquaternium-10-
Polymere (Ucare Polymer JR 400; Amerchol; ), Polyquaternium-4-Copolymere, wie
Pfropfcopolymere mit einen Cellulosegerüst und quaternären Ammoniumgruppen, die über
Allyldimethylammoniumchlorid gebunden sind, kationische Guarderivate, wie Guar
hydroxypropyltriammoniumchlorid, z. B. Cosmedia Guar (Hersteller: Cognis Deutschland
GmbH), kationische quaternäre Zuckerderivate, z. B. das Handelsprodukt Glucquat®100, ge
mäß CTFA-Nomenklatur ein "Lauryl Methyl Gluceth-10 Hydroxypropyl Dimonium Chloride",
kationische Alkylpolyglucoside (APG-Derivate), kationische Polyacrylate, wie
Eudragit(R) RL 30 D (Hersteller: Röhm), Copolymere von PVP und Dimethylaminomethacrylat,
Copolymere von Vinylimidazol und Vinylpyrrolidon, Aminosilicon-polymere und -copolymere.
Ebenfalls einsetzbar sind polyquaternierte Polymere (z. B. Luviquat Care von BASF) und
auch kationische Biopolymere auf Chitinbasis und deren Derivate, beispielsweise das unter
der Handelsbezeichnung Hydagen DCMF, CMFP, HCMG (Hersteller: Cognis Deutschland
GmbH) erhältliche Chitosan sowie Chitosan-Derivate.
Erfindungsgemäß ebenfalls geeignet sind kationische Silikonöle wie beispielsweise die im
Handel erhältlichen Produkte Q2-7224 (Hersteller: Dow Corning; ein stabilisiertes Trimethyl
silylamodimethicon), Dow Corning 929 Emulsion (enthaltend ein hydroxyl-amino-modifiziertes
Silicon, das auch als Amodimethicone bezeichnet wird), SM-2059 (Hersteller: General Electric),
SLM-55067 (Hersteller: Wacker), Abil®-Quat 3270 und 3272 (Hersteller: Th. Gold
schmidt; diquaternäre Polydimethylsiloxane, Quaternium-80), sowie Silikonquat Tegopren®
6922 (Hersteller: Th. Goldschmidt).
Ebenfalls einsetzbar sind Alkylamidoamine, insbesondere Fettsäureamidoamine wie das
unter der Bezeichnung Tego Amid®S 18 erhältliche Stearylamidopropyldimethylamin, die sich
neben einer guten konditionierenden Wirkung speziell durch ihre gute biologische Ab
baubarkeit auszeichnen.
Weiterhin einsetzbar und ebenfalls sehr gut biologisch abbaubar sind quaternäre Esterverbin
dungen, sogenannte "Esterquats", wie die unter dem Warenzeichen Stepantex® vertriebenen
Methylhydroxyalkyldialkoyloxyalkylammoniummethosulfate oder die unter Dehyquart®
bekannten Produkte von Cognis.
Die erfindungsgemäßen Nanokapseln können sowohl in Wasch- und Reinigungsmitteln oder
in Mitteln für die Textilavivage oder auch in Mitteln zur Behandlung von Haut und Haaren
eingesetzt werden.
Ein weiterer Gegenstand ist demgemäß ein Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend übliche
Inhaltsstoffe, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es Nanokapseln enthält, deren
Oberfläche kationische Ladungen aufweist.
In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Wasch- und
Reinigungsmittel zum Reinigen von harten Oberflächen einschließlich zur Geschirrreinigung
eingesetzt. Mittel zur Reinigung von harten Oberflächen sind in der Regel flüssig bis
gelförmig.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Wasch- und
Reinigungsmittel zur Textilbehandlung eingesetzt. Beispiele für Mittel zur Textilbehandlung
sind Textilwaschmittel, wie Universalwaschmittel und Feinwaschmittel,
Textilvorbehandlungsmittel und Fleckenbehandlungsmittel, sowie Nachbehandlungsmittel,
wie Weichspüler. In einer weiteren Ausgestaltung sind die Mittel zur Textilbehandlung
Kombinationsprodukte, die gleichzeitig die Komponenten für die Textilreinigung und
Textilpflege enthalten, z. B. ein Universal- oder Feinwaschmittel, das Komponenten für die
Textilpflege in Form von Nanokapseln enthalten.
Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Mittel zur Pflege und
Reinigung der Haut, das übliche in solchen Mitteln enthaltene Komponenten enthält, dadurch
gekennzeichnet, dass ferner Nanokapseln enthalten sind, deren Oberfläche kationische
Ladungen aufweisen.
Als Beispiele für Mittel zur Pflege und Reinigung der Haut sind flüssige und stückförmige
Wasch-, Dusch- und Badepräparate, Körpercremes und Lotionen, Bräunungsmittel,
Gesichtscremes, Augenpflegemittel, Gesichtswasser und auch die Produkte der dekorativen
Kosmetik, wie Lippenstifte und Lip-Gloss, Make-up und Gesichtspuder, Wimperntusche,
Eyeliner, Kajalstifte, Lidschattenpräparate, Nagelpflegemittel, usw. zu nennen. Weitere
Beispiele sind sogenannte Kombinationsprodukte, die gleichzeitig eine reinigende und eine
pflegenden Wirkung auf die Haut haben, z. B. Hautreinigungsmittel, die Mikro- und/oder
Nanokapseln mit Wirkstoffen mit rückfettenden und/oder pflegenden Eigenschaften als Kern
material enthalten.
Noch ein weiterer Gegenstand ist ein Mittel zur Reinigung und Pflege von Haaren, enthaltend
übliche Inhaltsstoffe, das dadurch gekennzeichnet ist, das es Nanokapseln enthält, deren
Oberfläche kationische Ladungen aufweist.
Beispiele für Mittel zum Mittel zur Reinigung und Pflege von Haaren sind Haarshampoos,
Haarpflegemittel wie Frisiercremes, -lotionen und gele, Haarfestiger, Haarsprays,
Haarpomade, Haarspülungen und Kurpackungen, Haarverformungsmittel, Haarfärbemittel
und Blondiermittel. Weitere Beispiele sind sogenannte Kombinationsprodukte, die gleichzeitig
eine reinigende und eine pflegenden Wirkung auf die Haare haben, z. B. Haarshampoos, die
Mikro- und/oder Nanokapseln mit pflegenden Substanzen als Kapselmaterial enthalten.
Die erfindungsgemäßen Mittel können in flüssiger bis gelförmiger oder auch in fester Form
vorliegen und in beliebiger, für den jeweiligen Anwendungszweck vorteilhaften Form
konfektioiert werden.
Liegen die Mittel in flüssiger bis gelförmiger Form vor, so handelt es sich in der Regel um
wäßrige Zubereitungen, die ggf. noch weitere, mit Wasser mischbare organische Lösungs
mittel sowie Verdickungsmittel enthalten. Zu den mit Wasser mischbaren organischen Lö
sungsmitteln zählen z. B. Hydrophilierungsmittel. Die Herstellung von flüssigen bis
gelförmigen Zubereitungen kann kontinuierlich oder batchweise durch einfaches Vermischen
der Bestandteile, ggf. bei erhöhter Temperatur erfolgen.
Beispiele für Hydrophilierungsmittel sind ein- oder mehrwertigen Alkohole, Alkanolamine oder
Glycolether, sofern sie mit Wasser mischbar sind. Vorzugsweise werden die
Hydrophilierungsmittel ausgewählt aus Ethanol, n- oder i-Propanol, Butanolen,
Ethylenglykolmethylether, Ethylenglykolethylether, Ethylenglykolpropylether,
Ethylenglykolmono-n-butylether, Diethylenglykol-methylether, Diethylenglykolethylether, Pro
pylenglykolmethyl-, -ethyl- oder -propyl-ether, Dipropylenglykolmonomethyl-, oder -ethylether,
Di-isopropylenglykolmonomethyl-, oder -ethylether, Methoxy-, Ethoxy- oder Butoxytriglykol, 1-
Butoxyethoxy-2-propanol, 3-Methyl-3-methoxybutanol, Propylen-glykol-t-butylether Alkohole,
insbesondere C1-C4-Alkanole, Glykole, Polyethylenglykole, vorzgusweise mit einem
Molekulargewicht zwischen 100 und 100000, insbesondere zwischen 200 und 10000, und
Polyole, wie Sorbitol und Mannitol, sowie bei Raumtemperatur flüssiges Polyethylenglykol,
Carbonsäureester, Polyvinylalkohole, Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockcopolymere sowie
beliebige Gemische der voranstehenden.
Zur Einstellung der Viskosität können einer flüssigen erfindungsgemäßen Zusammensetzung
ein oder mehrere bzw. Verdickungssysteme zugesetzt werden. Die Viskosität der erfin
dungsgemäßen Zusammensetzungen kann mit üblichen Standardmethoden (beispielsweise
Brookfield-Viskosimeter RVD-VII bei 20 U/min und 20°C, Spindel 3) gemessen werden und
liegt vorzugsweise im Bereich von 100 bis 5000 mPas. Bevorzugte Zusammensetzungen
haben Viskositäten von 200 bis 4000 mPas, wobei Werte zwischen 400 und 2000 mPas be
sonders bevorzugt sind.
Geeignete Verdicker sind anorganische oder polymere organische Verbindungen. Es können
auch Gemische aus mehreren Additiven eingesetzt werden.
Zu den anorganischen Verdickern zählen beispielsweise Polykieselsäuren, Tonmineralien wie
Montmorillonite, Zeolithe, Kieselsäuren und Bentonite.
Die organischen Verdicker stammen aus den Gruppen der natürlichen Polymere, der
abgewandelten natürlichen Polymere und der vollsynthetischen Polymere. Diese auch
Quell(ungs)mittel genannten, meist hochmolekularen Stoffe, saugen die Flüssigkeiten auf,
quellen dabei und gehen schließlich in zähflüssige echte oder kolloide Lösungen über.
Aus der Natur stammende Polymere, die als Verdicker Verwendung finden, sind bei
spielsweise Agar-Agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate, Pektine, Polyosen,
Guar-Mehl, Johannisbrotbaumkernmehl, Stärke, Dextrine, Gelatine und Casein.
Abgewandelte Naturstoffe stammen vor allem aus der Gruppe der modifizierten Stärken und
Cellulosen, beispielhaft seien hier Carboxymethylcellulose und andere Celluloseether,
Hydroxyethyl- und -propylcellulose sowie Kernmehlether genannt.
Eine große Gruppe von Verdickern, die breite Verwendung in den unterschiedlichsten
Anwendungsgebieten finden, sind die vollsynthetischen Polymere wie Polyacryl- und
Polymethacryl-Verbindungen, Vinylpolymere, Polycarbonsäuren, Polyether, Polyimine, Po
lyamide und Polyurethane.
Die Verdicker können in einer Menge bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 5 Gew.-
%, und besonders bevorzugt von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die fertige
Zusammensetzung, enthalten sein.
Darüber hinaus können auch tensidische Verdicker eingesetzt werden, z. B.
Alkylpolyglycoside, wie C8-10-Alkylpolyglucosid (APG® 220, Hersteller: Cognis Deutschland
GmbH); C12-14-Alkylpolyglucosid (APG® 600, Hersteller: Cognis Deutschland GmbH).
Zu den in fester Form vorliegenden Mittel zählen z. B. Pulver, Kompaktate, wie Granulate und
Formkörper (Tabletten) Die einzelnen Formen können nach aus dem Stand der Technik be
kannten Verfahren hergestellt werden, wie durch Sprühtrocknung, Granulation und Verpres
sen. Die in fester Form vorliegenden Mittel können auch in geeigneten Verpackungssystemen
verpackt werden, wobei das Verpackungssystem vorzugsweise eine Feuchtigkeitsdampf
durchlässigkeitsrate von 0,1 g/m2/Tag bis weniger als 20 g/m2/Tag aufweist, wenn das
Verpackungssystem bei 23°C und einer relativen Gleichgewichtsfeuchtigkeit von 85%
gelagert wird.
Die Mittei können alle für den jeweiligen Anwendungszweck üblichen Inhaltsstoffe enthalten.
Als weitere Inhaltsstoffe können auch die oben als Kapselmaterialien genannten Substanzen
in unverkapselter Form sowie die oben beschriebenen kationischen Verbindungen
eingearbeitet werden.
Weitere mögliche Inhaltsstoffe sind Tenside und Gerüststoffe, die insbesondere in Wasch-
und Reinigungsmittel und auch in Mitteln zur Reinigung von Haut und Haaren enthalten sind.
Die ggf. enthaltenen Tenside sind vorzugsweise ausgewählt aus nichtionischen, anionischen,
amphoteren und kationischen Tensiden sowie deren beliebigen Gemische.
Die Tenside liegen vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von
0,1 bis 35 Gew.-% und insbesondere von 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Zusammen
setzung, vor.
Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxylierte,
insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 1
bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest linear oder
bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann bzw. lineare und methylverzweigte Reste
im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbe
sondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs
mit 12 bis 18 C-Atomen, z. B. aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder Oleylalkohol, und durch
schnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen
gehören beispielsweise C12-14-Alkohole mit 3 EO bis 7 EO, C9-11-Alkohol mit 7 EO, C13-15-Al
kohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C12-14-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mi
schungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-14-Alkohol mit 3 EO und C12-18-Alkohol mit 7 EO.
Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein
spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkohol
ethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung auf (narrow range ethoxylates,
NRE). Zusätzlich zu diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als
12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO
oder 40 EO. Auch nichtionische Tenside, die EO- und PO-Gruppen zusammen im Molekül
enthalten, sind erfindungsgemäß einsetzbar. Hierbei können Blockcopolymere mit EO-PO-
Blockeinheiten bzw. PO-EO-Blockeinheiten eingesetzt werden, aber auch EO-PO-EO-Copo
lymere bzw. PO-EO-PO-Copolymere. Selbstverständlich sind auch gemischt alkoxylierte
Niotenside einsetzbar, in denen EO- und PO-Einheiten nicht blockweise sondern statistisch
verteilt sind. Solche Produkte sind durch gleichzeitige Einwirkung von Ethylen- und Propylen
oxid auf Fettalkohole erhältlich.
Besonders bevorzugte Beispiele für nichtionische Tenside, die ein gutes Ablaufverhalten den
Wasser auf harten Oberflächen bewirken, sind die Fettalkoholpolyethylenglycolether, Fettal
koholpolyethylen/polypropylenglycolether und Mischether, die ggf. endgruppeverschlossen
sein können.
Beispiele für Fettalkoholpolyethylenglycolether sind solche mit der Formel (V)
R13O-(CH2CH2O)qH (V)
in der R13 für eine linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vorzugs
weise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und q für Zahlen von 1 bis 5 steht.
Die genannten Stoffe stellen bekannte Handelsprodukte dar. Typische Beispiele sind Anlage
rungsprodukte von durchschnittlich 2 bzw. 4 Mol Ethylenoxid an technischen C12/14-Kokosfett
alkohol (Dehydol® LS-2 bzw. LS-4, Fa. Cognis Deutschland GmbH) oder
Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 4 Mol Ethylenoxid an C14/15-Oxoalkohole
(Dobanol®45-4, Fa. Shell). Die Produkte können eine konventionelle oder auch eingeengte
Homologenverteilung aufweisen.
Unter Fettalkoholpolyethylen/polypropylenglycolethern sind nichtionische Tenside der Formel
(VI) zu verstehen,
in der R14 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vor
zugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, r für Zahlen von 1 bis 0 und s für Zahlen von 1 bis 4
steht.
Auch diese Stoffe stellen bekannte Handelsprodukte dar. Typische Beispiele sind Anla
gerungsprodukte von durchschnittlich 5 Mol Ethylenoxid und 4 Mol Propylenoxid an techni
schen C12/14-Kokosfettalkohol (Dehydol®LS-54, Fa. Cognis Deutschland GmbH), oder 6,4 Mol
Ethylenoxid und 1,2 Mol Propylenoxid an technischen C10/14-Kokosfettalkohol (Dehydol®LS-
980, Fa. Cognis Deutschland GmbH).
Unter Mischethern sind endgrupenverschlosssene Fettalkoholpolyglycolether mit der Formel
(VII) zu verstehen
in der R15 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vor
zugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, t für Zahlen von 1 bis 10, u für 0 oder Zahlen von 1
bis 4 und R16 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest steht.
Typische Beispiele sind Mischether der Formel (VII), in der R15 für einen technischen C12/14-
Kokosalkylrest, t für 5 bzw. 10, u für 0 und R16 für eine Butylgruppe steht (Dehypon®LS-54
bzw. LS-104, Fa. Cognis Deutschland GmbH). Die Verwendung von butyl- bzw.
benzylgruppenverschlossenen Mischethern ist aus anwendungstechnischen Gründen
besonders bevorzugt.
Unter Hydroxyalkylpolyethylenglykolethern versteht man Verbindungen mit der allgemeinen
Formel (VIII)
in der R17 für Wasserstoff oder einen geradkettigen Alkylrest mit 1 bis 16 C-Atomen,
R18 für einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen,
R19 für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 16 C-Atomen und
v für eine Zahl von 7 bis 30
stehen, mit der Maßgabe, daß die Gesamtzahl der in R17 und R19 enthaltenen C-Atome 6 bis 16 beträgt.
R18 für einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen,
R19 für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 16 C-Atomen und
v für eine Zahl von 7 bis 30
stehen, mit der Maßgabe, daß die Gesamtzahl der in R17 und R19 enthaltenen C-Atome 6 bis 16 beträgt.
Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylglykoside der allgemeinen
Formel RO(G)x eingesetzt werden, in der R einen primären geradkettigen oder methylver
zweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vor
zugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykoseeinheit
mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad x, der
die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine beliebige Zahl zwi
schen 1 und 10; vorzugsweise liegt x bei 1,2 bis 1,4.
Eine weitere Klasse nichtionischer Tenside, die insbesondere in festen Mitteln eingesetzt
werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte und propoxylierte Fett
säurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-dime
thylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der Fettsäurealkanolamide
können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt vorzugsweise nicht
mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht mehr als die Hälfte davon.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel IX,
in der R20CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R21 für Wasser
stoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linea
ren oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hy
droxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um bekannte
Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers mit Am
moniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung mit einer
Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel X,
in der R22 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlenstoff
atomen, R23 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest mit
2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R24 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest
oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, wobei C1-4-
Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für einen linearen Polyhydroxyalkylrest steht,
dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert ist, oder alkoxylierte,
vorzugsweise ethoxylierte oder propxylierte Derivate dieses Restes.
[Z] wird vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines Zuckers erhalten, beispielsweise
Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose. Die N-Alkoxy- oder
N-Aryloxy-substituierten Verbindungen können dann beispielweise nach der Lehre der inter
nationalen Anmeldung WO-A-95/07331 durch Umsetzung mit Fettsäuremethylestern in Ge
genwart eines Alkoxids als Katalysator in die gewünschten Polyhydroxyfettsäureamide über
führt werden.
Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate
eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-13-Alkylbenzolsul
fonate, Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disul
fonaten, wie man sie beispielsweise aus C12-18-Monoolefinen mit end- oder innenständiger
Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende al
kalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht. Geeignet sind
auch Alkansulfonate, die aus C12-18-Alkanen beispielsweise durch Sulfochlorierung oder Sulf
oxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation gewonnen werden. Ebenso sind
auch die Ester von a-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z. B. die a-suLfonierten Methylester der
hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren geeignet.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefelsäu
rehalbester der C12-C18-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol,
Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C10-C20-Oxoalkohole und diejenigen
Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen bevorzugt. Weiterhin bevorzugt sind
Alk(en)ylsulfate der genannten Kettenlänge, welche einen synthetischen, auf petrochemi
scher Basis hergestellten geradkettigen Alkylrest enthalten. Aus waschtechnischem Interesse
sind die C12-C16-Alkylsulfate und C12-C15-Alkylsulfate sowie C14-C15-Alkylsulfate bevorzugt.
Auch 2,3-Alkylsulfate, welche beispielsweise gemäß den US-Patentschriften 3,234,258 oder
5,075,041 hergestellt werden und als Handelsprodukte der Shell Oil Company unter dem
namen DAN® erhalten werden können, sind geeignete Aniontenside.
Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter Fettsäureglyce
rinestern sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie sie bei
der Herstellung durch Veresterung von einem Monoglycerin mit 1 bis 3 Mol Fettsäure oder
bei der Umesterung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden. Bevorzugte
sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierprodukte von gesättigten Fettsäuren mit
6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, My
ristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensäure.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradketti
gen oder verzweigten C7-21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-11-Alkohole mit im Durch
schnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind geeignet. Sie
werden in Reinigungsmitteln aufgrund ihres hohen Schaumverhaltens nur in relativ geringen
Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
Weitere geeignete Aniontenside sind auch die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure, die auch
als Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die Monoester
und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und
insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte Sulfosuccinate enthalten C8-
18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sulfosuccinate
enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ableitet, die für sich
betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung siehe unten). Dabei sind wiederum
Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fettalkoholen mit eingeengter
Homologenverteilung ableiten, besonders bevorzugt. Ebenso ist es auch möglich,
Alk(en)ylbernsteinsäure mit vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alk(en)ylkette
oder deren Salze einzusetzen.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen in Betracht, die insbesondere
in pulverförmigen Mitteln und bei höheren pH-Werten eingesetzt werden. Geeignet sind ge
sättigte und ungesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Pal
mitinsäure, Stearinsäure, hydrierte Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus
natürlichen Fettsäuren, z. B. Kokos-, Palmkern-, Olivenöl- oder Talgfettsäuren, abgeleitete
Seifengemische.
Die anionischen Tenside einschließlich der Seifen können in Form ihrer Natrium-, Kalium-
oder Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Tri
ethanolamin, vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Natrium-
oder Kaliumsalze, insbesondere in Form der Natriumsalze vor.
Als weitere Tenside kommen sogenannte Gemini-Tenside in Betracht. Hierunter werden im
allgemeinen solche Verbindungen verstanden, die zwei hydrophile Gruppen und zwei hydro
phobe Gruppen pro Molekül besitzen. Diese Gruppen sind in der Regel durch einen soge
nannten "Spacer" voneinander getrennt. Dieser Spacer ist in der Regel eine Kohlenstoffkette,
die lang genug sein sollte, daß die hydrophilen Gruppen einen ausreichenden Abstand ha
ben, damit sie unabhängig voneinander agieren können. Derartige Tenside zeichnen sich im
allgemeinen durch eine ungewöhnlich geringe kritische Micellkonzentration und die Fähigkeit,
die Oberflächenspannung des Wassers stark zu reduzieren, aus. In Ausnahmefällen werden
jedoch unter dem Ausdruck Gemini-Tenside nicht nur dimere, sondern auch trimere Tenside
verstanden.
Geeignete Gemini-Tenside sind beispielsweise sulfatierte Hydroxymischether Dimeralkohol-
bis- und Trimeralkohol-tris-sulfate und -ethersulfate. Endgruppenverschlossene dimere und
trimere Mischether zeichnen sich insbesondere durch ihre Bi- und Multifunktionalität aus. So
besitzen die genannten endgruppenverschlossenen Tenside gute Netzeigenschaften und
sind dabei schaumarm, so daß sie sich insbesondere für den Einsatz in maschinellen Wasch-
oder Reinigungsverfahren eignen. Eingesetzt werden können aber auch Gemini-
Polyhydroxyfettsäureamide oder Poly-Polyhydroxyfettsäureamide.
Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die
im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine
-COO(-)- oder -SO3 (-)-Gruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die
sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das
Kokosalkyl-dimethylammoniumglycinat, N-Acyl-aminopropyl-N,N-dimethylammoniumglycina
te, beispielsweise das Kokosacylaminopropyl-dimethylammoniumglycinat, und 2-Alkyl-3-car
boxymethyl-3-hydroxyethyl-imidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder
Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinat. Ein bevor
zugtes zwitterionisches Tensid ist das unter der CTFA-Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine
bekannte Fettsäureamid-Derivat.
Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstanden,
die außer einer C8-18-Alkyl- oder -Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe
und mindestens eine -COOH- oder -SO3H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer
Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampholytische Tenside sind N-Alkylglycine, N-
Alkylpropionsäuren, N-Alkylaminobuttersäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, N-Hydroxy
ethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N-Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropion
säuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe.
Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkylaminopropionat, das
Kokosacylaminoethylaminopropionat und das C12-18-Acylsarcosin.
Stellen die erfindungsgemäßen Mittel Wasch- und Reinigungsmittel dar, können sie alle
üblicherweise in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzten Gerüststoffe enthalten,
insbesondere Zeolithe, Silikate, Carbonate, organische Cobuilder und - wo keine
ökologischen Vorurteile gegen ihren Einsatz bestehen - auch die Phosphate.
Geeignete kristalline, schichtförmige Natriumsilikate besitzen die allgemeine Formel
NaMSixO2x+1 . H2O, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, x eine Zahl von 1,9 bis 4 und
y eine Zahl von 0 bis 20 ist und bevorzugte Werte für × 2, 3 oder 4 sind. Bevorzugte kristalline
Schichtsilikate der angegebenen Formel sind solche, in denen M für Natrium steht und x die
Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl β- als auch δ-Natriumdisilikate Na2Si2O5 .
yH2O bevorzugt.
Einsetzbar sind auch amorphe Natriumsilikate mit einem Modul Na2O : SiO2 von 1 : 2 bis 1 : 3,3,
vorzugsweise von 1 : 2 bis 1 : 2,8 und insbesondere von 1 : 2 bis 1 : 2,6, welche löseverzögert
sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzögerung gegenüber herkömmlichen
amorphen Natriumsilikaten kann dabei auf verschiedene Weise, beispielsweise
durch Oberflächenbehandlung, Compoundierung, Kompaktierung/Verdichtung oder durch
Übertrocknung hervorgerufen worden sein. Im Rahmen dieser Erfindung wird unter dem Be
griff "amorph" auch "röntgenamorph" verstanden. Dies heißt, daß die Silikate bei Röntgen
beugungsexperimenten keine scharfen Röntgenreflexe liefern, wie sie für kristalline Substan
zen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere Maxima der gestreuten Röntgenstrah
lung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten des Beugungswinkels aufweisen. Es kann
jedoch sehr wohl sogar zu besonders guten Buildereigenschaften führen, wenn die Silikat
partikel bei Elektronenbeugungsexperimenten verwaschene oder sogar scharfe Beugungs
maxima liefern. Dies ist so zu interpretieren, daß die Produkte mikrokristalline Bereiche der
Größe 10 bis einige Hundert nm aufweisen, wobei Werte bis max. 50 nm und insbesondere
bis max. 20 nm bevorzugt sind. Insbesondere bevorzugt sind verdichtete/kompaktierte
amorphe Silikate, compoundierte amorphe Silikate und übertrocknete röntgenamorphe
Silikate.
Feinkristalliner, synthetischer und gebundenes Wasser enthaltender Zeolith ist vorzugsweise
Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP® (Handelsprodukt der Firma Crosfield)
besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie Mischungen aus A, X
und/oder P.
Als weitere bevorzugt eingesetzte und besonders geeignete Zeolithe sind Zeolithe vom Fau
jasit-Typ zu nennen. Zusammen mit den Zeolithen X und Y gehört das Mineral Faujasit zu
den Faujasit-Typen innerhalb der Zeolith-Strukturgruppe 4, die durch die Doppelsechsring-
Untereinheit D6R gekennzeichnet ist (Vergleiche Donald W. Breck: "Zeolite Molecular
Sieves", John Wiley & Sons, New York, London, Sydney, Toronto, 1974, Seite 92). Zur Zeo
lith-Strukturgruppe 4 zählen neben den genannten Faujasit-Typen noch die Mineralien Cha
bazit und Gmelinit sowie die synthetischen Zeolithe R (Chabazit-Typ), S (Gmelinit-Typ), L und
ZK-5. Die beiden letztgenannten synthetischen Zeolithe haben keine mineralischen Analoga.
Zeolithe vom Faujasit-Typ sind aus β-Käfigen aufgebaut, die tetrahedral über D6R-Unterein
heiten verknüpft sind, wobei die β-Käfige ähnlich den Kohlenstoffatomen im Diamanten an
geordnet sind. Das dreidimensionale Netzwerk der im erfindungsgemäßen Verfahren einge
setzten Zeolithe vom Faujasit-Typ weist Poren von 2,2 und 7,4 Å auf, die Elementarzelle ent
hält darüberhinaus 8 Kavitäten mit ca. 13 Å Durchmesser und läßt sich durch die Formel
Na86[(AlO2)86(SiO2)106] . 264 H2O beschreiben. Das Netzwerk des Zeolith X enthält dabei ein
Hohlraumvolumen von ungefähr 50%, bezogen auf den dehydratisierten Kristall, was den
größten Leerraum aller bekannten Zeolithe darstellt (Zeolith Y: ca. 48% Hohlraumvolumen,
Faujasit: ca. 47% Hohlraumvolumen). (Alle Daten aus: Donald W. Breck: "Zeolite Molecular
Sieves", John Wiley & Sons, New York, London, Sydney, Toronto, 1974, Seiten 145, 176,
177).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kennzeichnet der Begriff "Zeolith vom Faujasit-Typ"
alle drei Zeolithe, die die Faujasit-Untergruppe der Zeolith-Strukturgruppe 4 bilden. Neben
dem Zeolith X sind erfindungsgemäß also auch Zeolith Y und Faujasit sowie Mischungen
dieser Verbindungen erfindungsgemäß einsetzbar, wobei der reine Zeolith X bevorzugt ist.
Auch Mischungen oder Cokristallisate von Zeolithen des Faujasit-Typs mit anderen Zeoli
then, die nicht zwingend der Zeolith-Strukturgruppe 4 angehören müssen, sind erfindungs
gemäß einsetzbar, wobei die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders deut
lich zu Tage treten, wenn mindestens 50 Gew.-% der Zeolithe Zeolithe vom vom Faujasit-Typ
sind.
Die Aluminiumsilikate, die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, sind kom
merziell erhältlich, und die Methoden zu ihrer Darstellung sind in Standardmonographien be
schrieben.
Beispiele für kommerziell erhältliche Zeolithe vom X-Typ können durch die folgenden For
meln beschrieben werden:
Na86[(AlO2)86(SiO2)106] . x H2O,
K86[(AlO2)86(SiO2)106] . x H2O,
Ca40Na6[(AlO2)86(SiO2)106] . x H2O,
Sr21Ba22[(AlO2)86(SiO2)106] . x H2O,
in denen x Werte zwischen 0 und 276 annehmen kann und die Porengrößen von 8,0 bis 8,4 Å
aufweisen.
Kommerziell erhältlich und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt einsetzbar ist
beispielsweise auch ein Co-Kristallisat aus Zeolith X und Zeolith A (ca. 80 Gew.-% Zeolith X),
das von der Firma CONDEA Augusta S. p. A. unter dem Markennamen VEGOBOND AX® ver
trieben wird und durch die Formel
nNa2O . (1-n)K2O . Al2O3 . (2-2,5)SiO2 . (3,5-5,5) H2O
nNa2O . (1-n)K2O . Al2O3 . (2-2,5)SiO2 . (3,5-5,5) H2O
beschrieben werden kann. Der Zeolith kann dabei sowohl als Gerüststoff in einem granularen
compound eingesetzt, als auch zu einer Art "Abpuderung" der gesamten zu verpressenden
Mischung verwendet werden, wobei üblicherweise beide Wege zur Inkorporation des Zeoliths
in das Vorgemisch genutzt werden. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere Teilchengröße
von weniger als 10 µm (Volumenverteilung; Meßmethode: Coulter Counter) auf und enthalten
vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis 22 Gew.-% an gebundenem Wasser.
Selbstverständlich ist auch ein Einsatz der allgemein bekannten Phosphate als Buildersub
stanzen möglich, sofern ein derartiger Einsatz nicht aus ökologischen Gründen vermieden
werden sollte. Unter der Vielzahl der kommerziell erhältlichen Phosphate haben die Alkali
metallphosphate unter besonderer Bevorzugung von Pentanatrium- bzw. Pentakaliumtri
phosphat (Natrium- bzw. Kaliumtripolyphosphat) in der Wasch- und Reinigungsmittel-Indu
strie die größte Bedeutung.
Alkalimetallphosphate ist dabei die summarische Bezeichnung für die Alkalimetall-(insbe
sondere Natrium- und Kalium-)-Salze der verschiedenen Phosphorsäuren, bei denen man
Metaphosphorsäuren (HPO3)n und Orthophosphorsäure H3PO4 neben höhermolekularen
Vertretern unterscheiden kann. Die Phosphate vereinen dabei mehrere Vorteile in sich: Sie
wirken als Alkaliträger, verhindern Kalkbeläge auf Maschinenteilen bzw. Kalkinkrustationen in
Geweben und tragen überdies zur Reinigungsleistung bei.
Als organische Cobuilder können in den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörpern insbesondere Polycarboxylate/Polycarbonsäuren, polymere Polycarboxylate,
Asparaginsäure, Polyacetale, Dextrine, weitere organische Cobuilder (siehe unten) sowie
Phosphonate eingesetzt werden. Diese Stoffklassen werden nachfolgend beschrieben.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsalze
einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren ver
standen werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citronen
säure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fu
marsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein derarti
ger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist, sowie Mischungen aus die
sen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adipinsäure,
Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus diesen.
Auch die Säuren an sich können eingesetzt werden. Die Säuren besitzen neben ihrer Buil
derwirkung typischerweise auch die Eigenschaft einer Säuerungskomponente und dienen
somit auch zur Einstellung eines niedrigeren und milderen pH-Wertes von Wasch- oder Rei
nigungsmitteln. Insbesondere sind hierbei Citronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adi
pinsäure, Gluconsäure und beliebige Mischungen aus diesen zu nennen.
Als Builder sind weiter polymere Polycarboxylate geeignet, dies sind beispielsweise die Alka
limetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche mit einer
relativen Molekülmasse von 500 bis 70000 g/mol.
Bei den für polymere Polycarboxylate angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne
dieser Schrift um gewichtsmittlere Molmassen Mw der jeweiligen Säureform, die grundsätzlich
mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV-Detektor
eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte dabei gegen einen externen Polyacrylsäure-Stan
dard, der aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den untersuchten Polymeren reali
stische Molgewichtswerte liefert. Diese Angaben weichen deutlich von den Molgewichtsan
gaben ab, bei denen Polystyrolsulfonsäuren als Standard eingesetzt werden. Die gegen Po
lystyrolsulfonsäuren gemessenen Molmassen sind in der Regel deutlich höher als die in die
ser Schrift angegebenen Molmassen.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von
2000 bis 20000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus dieser
Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2000 bis 10000 g/mol,
und besonders bevorzugt von 3000 bis 5000 g/mol, aufweisen, bevorzugt sein.
Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure mit
Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als besonders ge
eignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis 90 Gew.-
% Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative Molekülmasse, be
zogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 2000 bis 70000 g/mol, vorzugsweise 20000
bis 50000 g/mol und insbesondere 30000 bis 40000 g/mol.
Die (co-)polymeren Polycarboxylate können entweder als Pulver oder als wäßrige Lösung
eingesetzt werden. Der Gehalt der Mittel an (co-)polymeren Polycarboxylaten beträgt vor
zugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 10 Gew.-%.
Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie
beispielsweise Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthalten.
Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei ver
schiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der Acryl
säure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder die als Mono
mere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate enthalten.
Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die als Monomere vorzugsweise Acrolein und
Acrylsäure/Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen.
Ebenso sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren, de
ren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Polyaspa
raginsäuren bzw. deren Salze und Derivate.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von Dial
dehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hydroxylgrup
pen aufweisen, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialdehyden
wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und aus Polyolcar
bonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten.
Weitere geeignete organische Buildersubstanzen sind Dextrine, beispielsweise Oligomere
bzw. Polymere von Kohlenhydraten, die durch partielle Hydrolyse von Stärken erhalten wer
den können. Die Hydrolyse kann nach üblichen, beispielsweise säure- oder enzymkataly
sierten Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um Hydrolyseprodukte
mit mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis 500000 g/mol. Dabei ist ein Polysaccharid
mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von 0,5 bis 40, insbesondere von 2 bis 30
bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die reduzierende Wirkung eines Polysac
charids im Vergleich zu Dextrose, welche ein DE von 100 besitzt, ist. Brauchbar sind sowohl
Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und Trockenglucosesirupe mit einem DE zwi
schen 20 und 37 als auch sogenannte Gelbdextrine und Weißdextrine mit höheren Molma
ssen im Bereich von 2000 bis 30000 g/mol.
Bei den oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungspro
dukte mit Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion des
Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Ein an C6 des Saccharidrings
oxidiertes Produkt kann besonders vorteilhaft sein.
Auch Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise Ethylendiamindi
succinat, sind weitere geeignete Cobuilder. Dabei wird Ethylendiamin-N,N'-disuccinat
(EDDS) bevorzugt in Form seiner Natrium- oder Magnesiumsalze verwendet. Weiterhin be
vorzugt sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate und Glycerintrisuccinate.
Geeignete Einsatzmengen liegen in zeolithhaltigen und/oder silicathaltigen Formulierungen
bei 3 bis 15 Gew.-%.
Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbonsäu
ren bzw. deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können und wel
che mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygruppe sowie maximal
zwei Säuregruppen enthalten.
Eine weitere Substanzklasse mit Cobuildereigenschaften stellen die Phosphonate dar. Dabei
handelt es sich insbesondere um Hydroxyalkan- bzw. Aminoalkanphosphonate. Unter den
Hydroxyalkanphosphonaten ist das 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP) von besonde
rer Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz eingesetzt, wobei das
Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert. Als Aminoalkan
phosphonate kommen vorzugsweise Ethylendiamintetramethylenphosphonat (EDTMP),
Diethylentriaminpentamethylenphosphonat (DTPMP) sowie deren höhere Homologe in
Frage. Sie werden vorzugsweise in Form der neutral reagierenden Natriumsalze, z. B. als
Hexanatriumsalz der EDTMP bzw. als Hepta- und Octa-Natriumsalz der DTPMP, eingesetzt.
Als Builder wird dabei aus der Klasse der Phosphonate bevorzugt HEDP verwendet. Die
Aminoalkanphosphonate besitzen zudem ein ausgeprägtes Schwermetallbindevermögen.
Dementsprechend kann es, insbesondere wenn die Mittel auch Bleiche enthalten, bevorzugt
sein, Aminoalkanphosphonate, insbesondere DTPMP, einzusetzen, oder Mischungen aus
den genannten Phosphonaten zu verwenden.
Darüber hinaus können alle Verbindungen, die in der Lage sind, Komplexe mit Erdalkaliionen
auszubilden, als Cobuilder eingesetzt werden.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Mittel alle üblicherweise in solchen Mitteln
enthaltenen Substanzen aufweisen. In Wasch- und Reinigungsmitteln können z. B. Enzyme,
Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Vergrauungsinhibitoren, Schauminhibitoren, anorganische
Salze, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Hydrotope, Silikonöle, Soil
release-Verbindungen, optische Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Einlaufverhinderer,
Knitterschutzmittel, Farbübertragungsinhibitoren, antimikrobielle Wirkstoffe, Germizide, Fungizide,
Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren, Antistatika, Bügelhilfsmittel, Phobier- und Im
prägniermittel, Quell- und Schiebefestmittel, Fettstoffe, Lecithin, Konservierungsmittel,
Perlglanzmittel. UV-Absorber oder deren Gemische enthalten sein. Weiterhin können die
Mittel Elektrolyte enthalten, vorzugsweise Natrium-, Magnesium- oder Calciumchlorid, sowie
pH-Stellmittel, wie organische oder anorganische Säuren.
Als in den Mitteln verwendbare Enzyme kommen solche aus der Klasse der Oxidasen, Pro
teasen, Lipasen, Cutinasen, Amylasen, Pullulanasen, Cellulasen, Hemicellulasen, Xylanasen
und Peroxidasen sowie deren Gemische in Frage, beispielsweise Proteasen wie BLAP®,
Optimase®, Opticlean®, Maxacal®, Maxapem®, Alcalase®, Esperase® und/oder Savinase®,
Amylasen wie Termamyl®, Amylase-LT®, Maxamyl®, Duramyl® und/oder Purafect® OxAm,
Lipasen wie Lipolase®, Lipomax®, Lumafast® und/oder Lipozym®, Cellulasen wie Cellu
zyme® und oder Carezyme®. Besonders geeignet sind aus Pilzen oder Bakterien, wie Ba
cillus subtilis, Bacillus licheniformis, Streptomyces griseus, Humicola lanuginosa, Humicola
insolens, Pseudomonas pseudoalcaligenes oder Pseudomonas cepacia gewonnene enzy
matische Wirkstoffe. Die gegebenenfalls verwendeten Enzyme können, wie zum Beispiel in
der europäischen Patentschrift EP 0 564 476 oder in der internationalen Patentanmeldungen
WO 94/23005 beschrieben, an Trägerstoffen adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen einge
bettet sein, um sie gegen vorzeitige Inaktivierung zu schützen. Sie sind in den erfindungsge
mäßen Tensidmischungen vorzugsweise in Mengen bis zu 10 Gew.-%, insbesondere von
0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%, enthalten, wobei besonders bevorzugt gegen oxidativen Abbau
stabilisierte Enzyme.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindungen haben das
Natriumperborattetrahydrat, Natriumperboratmonohydrat und das Natriumpercarbonat
besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Persulfate und
Mischsalze mit Persulfaten, wie die unter der Handeltsbezeichnung CAROAT® erhältlichen
Salze, Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate sowie H2O2 liefernde persaure Salze oder
Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure, Diperdodecandisäure oder
Phthaloiminopersäuren wie Phthaliminopercapronsäure. Vorzugsweise werden organische
Persäuren, Alkaliperborate und/oder Alkalipercarbonate, in Mengen von 0,1 bis 40 Gew.-%,
vorzugsweise 3 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 25 Gew.-% eingesetzt.
Um beim Waschen und Reinigen bei Temperaturen von 60°C und darunter, und
insbesondere bei der Wäschevorbehandlung eine verbesserte Bleichwirkung zu erreichen,
können Bleichaktivatoren in die Wasch- und Reinigungsmittelformkörper eingearbeitet
werden. Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen
aliphatische Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4
C-Atomen, und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt
werden. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten
C-Atomzahl und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind
mehrfach acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), acylierte
Triazinderivate, insbesondere 1,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT),
acylierte Glycolurile, insbesondere 1,3,4,6-Tetraacetylglycoluril (TAGU), N-Acylimide,
insbesondere N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere n-
Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), acylierte
Hydroxycarbonsäuren, wie Triethyl-O-acetylcitrat (TEOC), Carbonsäureanhydride,
insbesondere Phthalsäureanhydrid, Isatosäureanhydrid und/oder Bernsteinsäureanhydrid,
Carbonsäureamide, wie N-Methyldiacetamid, Glycolid, acylierte mehrwertige Alkohole,
insbesondere Triacetin, Ethylenglycoldiacetat, Isopropenylacetat, 2,5-Diacetoxy-2,5-
dihydrofuran und Enolester sowie acetyliertes Sorbitol und Mannitol beziehungsweise
Gemische, die diese Substanzen enthalten, acylierte Zuckerderivate, insbesondere
Pentaacetylglucose (PAG), Pentaacetylfructose, Tetraacetylxylose und Octaacetyllactose
sowie acetyliertes, gegebenenfalls N-alkyliertes Glucamin bzw. Gluconolacton, Triazol bzw.
Triazolderivate und/oder teilchenförmige Caprolactame und/oder Caprolactamderivate,
bevorzugt N-acylierte Lactame, beispielsweise N-Benzoylcaprolactam und
N-Acetylcaprolactam. Hydrophil substituierte Acylacetale Acyllactame können ebenfalls
bevorzugt eingesetzt werden. Auch Kombinationen konventioneller Bleichaktivatoren können
eingesetzt werden. Ebenso können Nitrilderivate wie Cyanopyridine, Nitrilquats, z. B. N-
Alkyammoniumacetonitrile, und/oder Cyanamidderivate eingesetzt werden. Bevorzugte
Bleichaktivatoren sind Natrium-4-(octanoyloxy)-benzolsulfonat, n-Nonanoyl- oder
Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), Undecenoyloxybenzolsulfonat (UDOBS),
Natriumdodecanoyloxybenzolsulfonat (DOBS), Decanoyloxybenzoesäure (DOBA, OBC 10)
und/oder Dodecanoyloxybenzolsulfonat (OBS 12), sowie N-Methylmorpholinum-acetonitril
(MMA). Derartige Bleichaktivatoren sind im üblichen Mengenbereich von 0,01 bis 20 Gew.-%,
vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%,
bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, enthalten.
Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch
sogenannte Bleichkatalysatoren enthalten sein. Bei diesen Stoffen handelt es sich um
bleichverstärkende Übergangsmetallsalze bzw. Übergangsmetallkomplexe wie
beispielsweise Mn-, Fe-, Co-, Ru - oder Mo-Salenkomplexe oder -carbonylkomplexe. Auch
Mn-, Fe-, Co-, Ru-, Mo-, Ti-, V- und Cu-Komplexe mit N-haltigen Tripod-Liganden sowie Co-,
Fe-, Cu- und Ru-Amminkomplexe sind als Bleichkatalysatoren geeignet.
Ferner können die oben zur Beschichtung der Kapseln genannten kationischen
Verbindungen ebenfalls enthalten sein.
Claims (20)
1. Nanokapsel, deren Oberfläche kationische Ladungen aufweist.
2. Nanokapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Kern
und einem den Kern umgebendes Wandmaterial aufgebaut ist.
3. Nanokapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie kompakt sind oder
der Kern keine aktive Komponente enthält.
4. Nanokapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie
eine Teilchengröße von 10 nm bis 1000 nm aufweist.
5. Nanokapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Freisetzung des Kernmaterials mittels thermischer Energie oder durch Druck erfolgt.
6. Nanokapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche ganz oder teilweise aus einem kationischen Polymer besteht oder mit
einer kationischen Verbindung beschichtet ist.
7. Nanokapsel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kationischen
Verbindungen ausgewählt sind aus, quaternären Ammoniumverbindungen der
Formeln (I) und (II),
wobei R und R1 für einen acyclischen Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, R2 für einen gesättigten C1-C4 Alkyl- oder Hydroxyalkylrest steht, R3 entweder gleich R, R1 oder R2 ist und COR4 und COR5 jeweils für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht sowie R6 für H oder OH steht, wobei m, n und o jeweils unabhängig voneinander den Wert 1, 2 oder 3 haben können und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat-, Methophosphat- oder Phosphation ist,
quaternären Imidazoliniumverbindungen der Formel (III)
wobei R7 und R8 jeweils eine gesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R9 einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder H bedeutet und Z eine NH-Gruppe oder Sauerstoff bedeutet und A ein Anion ist, quaternären Verbindungen der Formel (IV)
wobei R10 für eine C1-4 Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkylgruppe steht, R11 und R12 jeweils unabhängig ausgewählt eine C82 s Alkylgruppe darstellt und p eine Zahl zwischen 0 und 5 ist,
kurzkettigen, wasserlöslichen, quaternären Ammoniumverbindungen, wie Trihydroxyethylmethylammonium-methosulfat oder die Alkyltrimethylammoniumchlo ride, Dialkyldimethylammoniumchloriden und Trialkylmethylammoniumchloriden, protonierten Alkylaminverbindungen, quaternisierten Proteinhydrolysate, Polyquaternium-Polymeren, kationischen quaternären Zuckerderivaten, Copolymeren von PVP und Dimethylaminomethacrylat, Copolymeren von Vinylimidazol und Vinylpyrrolidon, Aminosilicon-polymeren und -copolymeren, polyquaternierten Polymeren, kationischen Biopolymeren auf Chitinbasis, kationischen Silikonölen, Alkylamidoaminen, quaternären Esterverbindungen.
wobei R und R1 für einen acyclischen Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, R2 für einen gesättigten C1-C4 Alkyl- oder Hydroxyalkylrest steht, R3 entweder gleich R, R1 oder R2 ist und COR4 und COR5 jeweils für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht sowie R6 für H oder OH steht, wobei m, n und o jeweils unabhängig voneinander den Wert 1, 2 oder 3 haben können und X entweder ein Halogenid-, Methosulfat-, Methophosphat- oder Phosphation ist,
quaternären Imidazoliniumverbindungen der Formel (III)
wobei R7 und R8 jeweils eine gesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R9 einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder H bedeutet und Z eine NH-Gruppe oder Sauerstoff bedeutet und A ein Anion ist, quaternären Verbindungen der Formel (IV)
wobei R10 für eine C1-4 Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkylgruppe steht, R11 und R12 jeweils unabhängig ausgewählt eine C82 s Alkylgruppe darstellt und p eine Zahl zwischen 0 und 5 ist,
kurzkettigen, wasserlöslichen, quaternären Ammoniumverbindungen, wie Trihydroxyethylmethylammonium-methosulfat oder die Alkyltrimethylammoniumchlo ride, Dialkyldimethylammoniumchloriden und Trialkylmethylammoniumchloriden, protonierten Alkylaminverbindungen, quaternisierten Proteinhydrolysate, Polyquaternium-Polymeren, kationischen quaternären Zuckerderivaten, Copolymeren von PVP und Dimethylaminomethacrylat, Copolymeren von Vinylimidazol und Vinylpyrrolidon, Aminosilicon-polymeren und -copolymeren, polyquaternierten Polymeren, kationischen Biopolymeren auf Chitinbasis, kationischen Silikonölen, Alkylamidoaminen, quaternären Esterverbindungen.
8. Nanokapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kapselmaterial ausgewählt ist aus natürlichen oder synthetischen Polymeren,
insbesondere polymeren Polysacchariden, wie Agarose oder Cellulose, Chitin,
Chitosan, Proteinen, wie Gelatine, Gummi arabicum, Ethylcellulose, Methylcellulose,
Carboxymethylethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Celluloseacetaten, Poylamiden,
Polycyanacrylaten, Polylactiden, Polyglycoliden, Polyanilin, Polypyrrol,
Polyvinylpyrrolidon, Polystyrol, Polyvinylalkohol, Copolymeren aus Polystyrol und
Maleinsäureanhydrid, Epoxidharze, Polyethylenimine, Copolymeren aus Styrol und
Methylmethacrylat, Polyacrylaten und Polymethacrylaten, Polycarbonaten, Polyestern,
Silikonen, Gemischen aus Gelatine und Wasserglas, Gelatine und Polyphosphat,
Celluloseacetat und Phthalat, Gelatine und Copolymeren aus Maleinsäureanhydrid
und Methylvinylether, Celluloseacetatbutyrat sowie beliebigen Gemischen der
voranstehenden, die kationische Gruppen aufweisen können.
9. Nanokapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als
Kernmaterialien Duftstoffe, pflegende Komponenten, Vitamine, wie Vitamin E (α-
Tocopherol), Panthenol (Provitamin B5) und Betakarotin (Provitamin A),
Antischuppenmittel, UV-Schutzmittel, Emollients (kosmetische Öle), Silikonöle,
Conditioner, Glycerin, Polymere für Festigungseffekte beim Haar, kationische
Polymere, Komponenten zur Textilausrüstung und -veredelung, wie Imprägniermittel,
Appretur, Avivagemittel, Komponenten für die Pflegeleichtausrüstung, Griffvariatoren
und Soil-Release-Ausrüstung, Antistatika, antimikrobielle und fungizide Mittel
verwendet werden.
10. Verwendung der Nanokapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Wasch- und
Reinigungsmitteln, Mitteln zur Reinigung und Pflege der Haut, Mitteln zur Reinigung
und Pflege der Haare.
11. Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend übliche Inhaltsstoffe, dadurch
gekennzeichnet, dass es Nanokapseln enthält, deren Oberfläche kationische
Ladungen aufweist.
12. Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es
ein Mittel zur Reinigung von harten Oberflächen und zum Spülen von Geschirr ist.
13. Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es
ein Mittel zur Textilbehandlung, insbesondere ein Universalwaschmittel, Fein
waschmittel, Textilvorbehandlungsmittel, Fleckenbehandlungsmittel, Nachbehand
lungsmittel, wie ein Weichspüler, ist.
14. Wasch- und Reinigungsmittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es
Kombinationsprodukt ist, das Komponenten für die Textilreinigung und Komponenten
für die Textilpflege in Form von Nanokapseln enthält.
15. Mittel zur Pflege und Reinigung der Haut, das übliche in solchen Mitteln enthaltene
Komponenten enthält, dadurch gekennzeichnet, dass Nanokapseln enthalten sind,
deren Oberfläche kationische Ladungen aufweisen.
16. Mittel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es flüssige und stückförmige
Wasch-, Dusch- und Badepräparate, Körpercremes und Lotionen, Bräunungsmittel,
Gesichtscremes, Augenpflegemittel, Gesichtswasser und auch die Produkte der
dekorativen Kosmetik, wie Lippenstifte und Lip-Gloss, Make-up und Gesichtspuder,
Wimperntusche, Eyeliner, Kajalstifte, Lidschattenpräparate, Nagelpflegemittel, usw.
sind.
17. Mittel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Kombinationsprodukt
ist, das Komponenten mit reinigender Wirkung und Mikro- und/oder Nanokapseln mit
Wirkstoffen mit rückfettenden und/oder pflegenden Eigenschaften als Kernmaterial
enthält.
18. Mittel zur Reinigung und Pflege von Haaren, enthaltend übliche Inhaltsstoffe, dadurch
gekennzeichnet, dass es Nanokapseln enthält, deren Oberfläche kationische
Ladungen aufweist.
19. Mittel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Haarshampoo,
Haarpflegemittel wie Frisiercreme, -lotion und gel, Haarfestiger, Haarspray,
Haarpomade, Haarspülung und Kurpackung, Haarverformungsmittel, Haarfärbemittel
und Blondiermittel ist.
20. Mittel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kombinationsprodukt ist,
das eine oder mehrere reinigende Komponenten und Mikro- und/oder Nanokapseln
mit pflegenden Substanzen als Kapselmaterial enthält.
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