DE19523120A1

DE19523120A1 - Wäßrige Zubereitungen mit erhöhter Viskosität

Info

Publication number: DE19523120A1
Application number: DE1995123120
Authority: DE
Inventors: Udo Dr Hees; Manfred Dr Weuthen; Kerstin Ziganke
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 1997-01-02

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft wäßrige Zubereitungen mit erhöhter Viskosität, enthaltend zwei Zuckertenside in ausgewählten Mischungsverhältnissen sowie die Verwendung von Glucosiden zur Verdickung von wäßrigen Zubereitungen von Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden.

Stand der Technik

Viele Anwendungen tensidischer Formulierungen im Bereich der Körperreinigung und der Reinigung harter Oberflächen setzen die Einstellung einer geeigneten Viskosität voraus. Gerade in verdünnten wäßrigen Systemen auf Basis von nichtionischen Tensiden vom Glucamidtyp bereitet die Einstellung einer ausreichend hohen Viskosität, die eine einfache Dosierung einerseits und ein langsames Ablaufen an geneigten Flächen andererseits sicherstellt, Probleme.

Natürlich sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Verdickungsmitteln bekannt, zu denen neben Elektrolytsalzen und Fettsäurealkanolamiden auch ethoxylierte Fett alkohole [EP-A2 0 343 463 (Henkel)], hochethoxylierte Glycerinfettsäureester [DE-A1 41 37 317 (Henkel)], Behenyltrimethylammoniumsalze und amphotere Tenside vom Sultaintyp zählen [Parf. Kosm. 76, 42 (1995)]. Von Glucamiden selbst ist bekannt, daß sie sich als Ver dickungsmittel für wäßrige Lösungen von Paraffinsulfonaten oder Ethersulfaten eignen [DE- A1 37 11 776 (Hüls)].

In der Praxis erweisen sich aber gerade Fettsäureglucamide als besonders schwerver dickbar. Hinzu kommt, daß die Anwesenheit verschiedener Verdickungsmittel entweder aus ökotoxikologischen oder anwendungstechnischen Gründen im Rahmen einer kosmetischen Verwendung vielfach nicht erwünscht ist.

Die komplexe Aufgabe der Erfindung hat somit darin bestanden, wäßrige Zuberei tungen auf Basis von Zuckertensiden zur Verfügung zu stellen< die sich gleichzeitig durch ein hohes Schaum- und Reinigungsvermögen sowie in Abwesenheit üblicher Verdickungsmittel durch eine vorteilhaft hohe Viskosität auszeichnen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind wäßrige Zubereitungen mit erhöhter Viskosität, enthaltend

a) Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide und
b) Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside

im Gewichtsverhältnis 80 : 20 bis 40 : 60, vorzugsweise 60 : 40 bis 40 : 60 und insbesondere 60 : 40 bis 50 : 50.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß wäßrige Zubereitungen, die die beiden Zuckertenside in den angegebenen Mischungsverhältnissen enthalten, eine Viskosität aufwei sen, die um den Faktor 10 bis 50 über der von gewöhnlichen Lösungen der einzelnen Zucker tenside liegt. Eine besonders vorteilhafte Verdickung beobachtet man bei Mischungen von C_16-18-Fettsäure-N-methylglucamiden mit C_8/10-Alkyloligoglucosiden im Gewichtsverhältnis von 60 : 40 bis 50 : 50.

Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide

Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen nichtionische Tenside dar, die der For mel (I) folgen,

in der R¹CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit l bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht.

Bei den Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden handelt es sich um bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung mit einer Fettsäure, ei nem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können. Hinsichtlich der Verfahren zu ihrer Herstellung sei auf die US-Patentschriften US 1,985,424, US 2,016,962 und US 2,703,798 sowie die Internationale Patentanmeldung WO 92/06984 verwiesen. Eine Übersicht zu diesem Thema von H. Kelkenberg findet sich in Tens. Surf. Det. 25, 8 (1988).

Vorzugsweise leiten sich die Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide von reduzie renden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der Glucose ab. Die bevor zugten Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen daher Fettsäure-N-alkylglucamide dar, wie sie durch die Formel (II) wiedergegeben werden:

Vorzugsweise werden als Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide Glucamide der Formel (II) eingesetzt, in der R² für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe steht und R¹CO für den Acylrest der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmi tinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure oder Erucasäure bzw. de rer technischer Mischungen steht. Besonders bevorzugt sind Fettsäure-N-alkyl-glucamide der Formel (II), die durch reduktive Aminierung von Glucose mit Methylamin und anschließende Acylierung mit Stearinsäure, C_12/18-Kokosfettsäure und insbesondere C_16/18-Talgfettsäure bzw. einem entsprechenden Derivat erhalten werden. Weiterhin können sich die Polyhydroxyalkyl amide auch von Maltose und Palatinose ableiten.

Die Verwendung der Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide ist Gegenstand einer Vielzahl von Veröffentlichungen. In der Französischen Offenlegungsschrift FR-A 1 580 491 (Henkel) werden wäßrige Detergensgemische auf Basis von Sulfaten und/oder Sulfonaten, Niotensiden und gegebenenfalls Seifen offenbart, die Fettsäure-N-alkylglucamide als Schaum regulatoren enthalten. Mischungen von kurz- und längerkettigen Glucamiden werden in der Deutschen Patentschrift DE-C1 44 00 632 (Henkel) beschrieben. In den Deutschen Offenle gungsschriften DE-A1 42 36 958 und DE-A1 43 09 567 (Henkel) wird ferner über den Ein satz von Glucamiden mit längeren Alkylresten als Pseudoceramide in Hautpflegemitteln sowie über Kombinationen von Glucamiden mit Proteinhydrolysaten und kationischen Tensiden in Haarpflegeprodukten berichtet.

Gegenstand der Internationalen Patentanmeldungen WO 92/06153; 06156; 06157; 06158; 06159 und 06160 (Procter & Gamble) sind Mischungen von Fettsäure-N-alkylgluca miden mit anionischen Tensiden, Tensiden mit Sulfat- und/oder Sulfonatstruktur, Ethercarbon säuren, Ethersulfaten, Methylestersulfonaten und nichtionischen Tensiden. Die Verwendung dieser Stoffe in den unterschiedlichsten Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln wird in den Inter nationalen Patentanmeldungen WO 92/06152; 06154; 06155; 06161; 06162; 06164; 06170; 06171 und 06172 (Procter & Gamble) beschrieben.

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside

Alkyl- und Alkenyloligoglykoside stellen bekannte nichtionische Tenside dar, die der Formel (III) folgen,

R³O-[G]_p (III)

in der R³ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht. Sie können nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das umfangreiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP-A1-0 301 298 und WO 90/03977 verwiesen.

Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/ oder Alkenyloligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside.

Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (III) gibt den Oligomerisierungsgrad (DP- Grad), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R³ kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 11, vor zugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capron alkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mi schungen, wie sie beispielsweise bei der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen′schen Oxosynthese erhalten werden. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge C₈-C₁₀ (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C₈-C₁₈-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C₁₂-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C_9/11-Oxoalkohole (DP = 1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R³ kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Lauryl alkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behe nylalkohol, Erucylalkohol, Brassidylalkohol sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von ge härtetem C_12/14-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.

Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können die Zuckertenside a) und b) in Mengen von 1 bis 25 und vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% - bezogen auf die Zubereitungen - enthalten.

Tenside

Die wäßrigen Zubereitungen können weitere anionische, nichtionische, kationische und/oder amphotere bzw. zwitterionische Tenside enthalten.

Typische Beispiele für anionische Tenside sind Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, α-Methylestersulfonate, Sulfo fettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate, Hydroxymischethersul fate, Monoglycerid(ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Mono- und Dialkylsulfosucci nate, Mono- und Dialkylsulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Amidseifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, Acyllactylate, Acyltartrate, Acylglutamate, Acylaspartate, Alkyloligoglucosidsulfate, Proteinfettsäurekon densate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis) und Alkyl(ether)phosphate. So fern die anionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventio nelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.

Typische Beispiele für nichtionische Tenside sind Fettalkoholpolyglycolether, Alkyl phenolpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpo lyglycolether, alkoxylierte Triglyceride, Mischether bzw. Mischformale, Proteinhydrolysate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizen- oder Sojabasis), Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitanester, Polysorbate und Aminoxide. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.

Typische Beispiele für kationische Tenside sind quartäre Ammoniumverbindungen und Esterquats, insbesondere quaternierte Fettsäuretrialkanolaminester Salze.

Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Alkylbetaine, Alkylamidobetaine, Aminopropionate, Aminoglycinate, Imidazoliniumbetaine und Sulfo betaine.

Bei den genannten Tensiden handelt es sich ausschließlich um bekannte Verbindungen. Hinsichtlich Struktur und Herstellung dieser Stoffe sei auf einschlägige Übersichtsarbeiten bei spielsweise J. Falbe (ed.), "Surfactants in Consumer Products", Springer Verlag, Berlin, 1987, S. 54-124 oder J. Falbe (ed.), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S. 123-217 verwiesen.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die erfindungsgemäßen Zubereitungen weisen eine vorteilhaft hohe Viskosität und zudem ein ausgezeichnetes Schaum- und Reinigungsvermögen auf. Sie eignen sich daher für die Herstellung von flüssigen Reinigungsmitteln für harte Oberflächen, wie beispielsweise Handgeschirrspülmittel, Sanitär- oder Fensterreiniger.

Vorzugsweisen können die erfindungsgemäßen Zubereitungen als weitere Tenside Fettalkoholsulfate, Fettalkoholethersulfate, Fettalkoholpolyglycolether, Betaine und/oder Fettsäurealkanolamide in Mengen von jeweils 1 bis 25 und vorzugsweise 3 bis 15 Gew.-% - bezogen auf die Zubereitungen - enthalten. Hierbei ist zu beachten, daß der Gesamt tensidgehalt, also die Summe der Mengen an den beiden Zuckertensiden a) und b) sowie gegebenenfalls den oben genannten Co-Tensiden im Bereich von 1 bis 50 und vorzugsweise 5 bis 35 Gew.-% liegt. Der Wassergehalt der Zubereitungen kann umgekehrt bei etwa 50 bis 95 Gew.-% liegen und beträgt vorzugsweise 65 bis 85 Gew.-%.

Je nach beabsichtigtem Einsatzzweck können die Zubereitungen weitere Hilfsstoffe enthalten, als da beispielsweise sind: Flüssige Builder (Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilo triessigsäure), Alkalien, Lösungsvermittler (Ethanol, Ethylenglycol, Propylenglycol, Hexy lenglycol, Toluolsulfonat, Cumolsulfonat), Elektrolytsalze (Natriumchlorid, Magnesiumchlo rid) sowie Farb- und Duftstoffe.

Beispiele

Die Viskosität verschiedener Mischungen von Glucosiden und Glucamiden mit einem Gesamttensidgehalt von jeweils 10 Gew.-% wurde in einem Viskosimeter Typ DV II nach der Brookfield-Methode (20°C, Spindel 25, 30 UpM, pH = 7,5) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt:

Tabelle 1

Viskositätsmessungen

Claims

1. Wäßrige Zubereitungen mit erhöhter Viskosität, enthaltend

im Gewichtsverhältnis 80 : 20 bis 40 : 60.

2. Zubereitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Fettsäure-N-alkyl polyhydroxyalkylamide der Formel (I) enthalten, in der R¹CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen steht, als Verdickungsmittel für wäßrige Zubereitungen von Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosiden.

3. Zubereitungen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie C₁₆-C₁₈- Fettsäure-N-methylglucamide enthalten.

4. Zubereitungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Alkyl- und Alkenyloligoglykoside der Formel (III) enthalten, R³O-[G]p (III)in der R³ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht.

5. Zubereitungen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie C₈-C₁₀ Alkyloligoglucoside enthalten.

6. Zubereitungen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weitere Tenside enthalten, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Fettalkohol sulfaten, Fettalkoholethersulfaten, Fettalkoholpolyglycolethern, Betainen und Fettsäure alkanolamiden.

7. Verwendung von Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosiden als Verdickungsmittel für wäßrige Zubereitungen von Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden.