DE2704067A1

DE2704067A1 - Mittel zum emulgieren und loeslichmachen

Info

Publication number: DE2704067A1
Application number: DE19772704067
Authority: DE
Inventors: Shizuo Hayashi; Hirokazu Nakayama; Hisao Tsutsumi; Toshinao Ukena
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1976-02-05
Filing date: 1977-02-01
Publication date: 1977-08-11
Also published as: GB1522563A; JPS5294883A; US4097403A; JPS584571B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Masse zum Emulgieren oder Löslichmachen, die in der Lage ist, flüssige pflanzliche öle und hoch polare synthetische Esteröle zu emulgieren oder löslich zu machen, von denen bisher angenommen wurde, daS sie sehr schwer zu emulgieren oder löslich zu machen sind. Die Masse besitzt eine ausgezeichnete Farbe und einen guten Geruch und zeigt ungewöhnliche Beständigkeit gegenüber einer Verfärbung durch Licht oder gegen Zersetzung.

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Postscheckkonto t Hamburg 2θ122Ο-2Οβ · Bank ι Dresdner Bank AO. Hamburg, Kto.-Np. 88Ι88Θ7

-f- ^27tH067

Als Emulgator für kosmetische Mittel sind bisher nicht-ionische oberflächenaktive Mittel verwendet worden, wie Polyoxyathylen^ sorbitanfettsäureester, Sorbitanfettsäureester, Glyzerinfettsäureester, Polyäthylenglycolfettsäureester und Polyoxyäthy lenalkyläther, und zusätzlich noch eine große Zahl anderer nicht-ionischer, anionischer, kationischer oder amphoterer oberflächenaktiver Mittel. Diese Emulgatoren besitzen im allgemeinen eine gute Emulgierkraft gegenüber aus Kohlenwasserstoff zusammengesetzten Mineralölen und dergleichen, sowie tierischen ölen wie Squalan und bilden stabile Emulsionen dieser Öle. Indessen emulgieren sie schlecht flüssige vegetabilische öle, (die im folgenden kurz als "vegetabilische öle" bezeichnet werden), welche aus Triglyzeriden bestehen, die reich an Alkylgruppen mit ungesättigten Bindungen sind, wie Cameliaöl und Olivenöl, und Ester (die im folgenden kurz als "synthetische Ester" bezeichnet werden), welche mindestens eine verzweigte Alkylgruppe enthalten und sich von verzweigten oder linearen höheren Fettsäuren und verzweigten oder linearen höheren Alkoholen herleiten; Stabile Emulsionen dieser öle lassen sich nicht erzielen.

Die Anmelder haben bereits früher Massen entwickelt, die eine hohe Fähigkeit zum Emulgieren oder Löslichmachen von vegetabilischen ölen und synthetischen Esterölen besitzen. Diese Massen wurden durch Vermischen einer Fettsäure,eines Alkalisalzes derselben und eines oberflächenaktiven Mittels vom Typ

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eines Polyäthylenglycolesters einer ungesättigten Fettsäure zusammen mit einem oberflächenaktiven Mittel vom Typ eines Polyoxyäthylensorbitesters einer ungesättigten Fettsäure in speziellen Mengenverhältnissen gebildet,(vergl. die Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 91086/74·, die dem amerikanischen Patent Nr. 3 954 658 entspricht).

Diese Massen sind hinsichtlich ihrer Fähigkeit zum Emulgieren und Löslichmachen zufriedenstellend; aber sie haben den Nach-' teil, daß sie unter bestimmten Lagerungsbedingungen sich verfärben oder einen unerwünschten Geruch erzeugen; sie werden auch leicht verfärbt, wenn man sie dem Sonnenlicht aussetzt. Dieser Nachteil ist er%t zu nehmen, wenn die Masse zum Emulgieren von kosmetischen Mitteln und dergleichen verwendet wird·

Es wurde nun eine verbesserte Masse gefunden, deren Fähigkeit zum Emulgieren und Löslichmachen ausgezeichnet ist und die überraschenderweise eine verminderte Tendenz hinsichtlich einer Verfärbung und der Erzeugung von schlechten Gerüchen aufweist.

Gemäß vorliegender Erfindung ist speziell eine Masse zum Emulgieren und Löslichmachen entwickelt worden, die aus folgenden vier Stoffen besteht:

I. 58 bis 95 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels von der Art eines Polyoxyäthylensorbitesters einer verzweigten gesättigten Fettsäure (im folgenden als "Bestand-

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teil (I) bezeichnet), der die Formel (A) besitzt:

CHoO(CH₀CH₉O),, X \^d * ^d ⁿ1

CHO(CH₀CH₀OV X J 2 2 n₂

CHO(CH₀CH₀OV X I ^{2 2 n}

CHO(CH₂CH₂O)_n X CHO(CH₂CH₂O)₁₁ X

CH₀O(CH₀CH₀O) X (A)

In dieser bedeuten die Angaben n^ + n₂ + n, + n^ + n,- + ng Zahlen in der Größenordnung von 10 bis 100, wobei 3 bis 6 der Beste X im Durchschnitt der Mischung verzweigte gesättigte Acylgruppen der Formel (RCO-) mit 11 bis 21 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei ß ein verzweigtes Alkyl mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, während die übrigen mit X bezeichneten fieste Wasserstoff sind.

II. 0,5 bis 2,5 Gew.-# eines Alkalisalzes einer linearen oder verzweigten Fettsäure mit 11 bis 21 Kohlenstoffatomen, (die im folgenden als "Bestandteil (II)") bezeichnet wird.

III. 2,5 bis 6,0 Gew.-%einer linearen oder verzweigten Fettsäure mit 11 bis 23 Kohlenstoffatomen, (die im folgenden als "Bestandteil (III)^M bezeichnet wird), und

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IV. 2 bis 55 Gew.-% eines verzweigten gesättigten Fettsäureesters eines Polyathylenglycols mit einem durchschnittlichen Mol elcul arge wicht von 150 bis 2000, (der im folgenden als "Bestandteil (IV)" bezeichnet wird.)

Bei Verwendung dieser Massen zum Emulgieren oder Löslichmachen, lassen sich pflanzliche öle und als Erweichungsmittel synthetisierte hoch polare öle, von denen man bisher annahm, daß sie schwer zu emulgieren seien, leicht emulgieren oder löslichmachen, und man erhält ideale Emulsionen von guter Farbe und einem schwachen Geruch.

Als vegetabilische öle, die zu emulgieren oder löslich zu machen sind, können flüssige vegetabilische öle genannt werden, die aus Triglyzeriden zusammengesetzt sind, die reich an ungesättigten Alkylgruppen sind, wie Cameliaöl, Olivenöl, Safloröl, Rapssamenöl, Palmöl und Baumwollsamenöl. Als synthetische Esteröle können genannt werden: Ester, die mindestens eine verzweigte Alkylgruppe aufweisen und sich von verzweigten oder linearen höheren Fettsäuren und verze-weigten oder linearen höheren Alkoholen ableiten, wie 2-Heptylundecylisostearat, Glyzerintri-2-äthylhexanoat, Hexadecyl-2-äthylhexanoat, Hexadecylisostearat und Hexadecylisotridecanoat. Diese pflanzlichen öle und synthetischen Esteröle sind in kosmetischen Präparaten weithin im Gebrauch. Bei der Verwendung von Massen gemäß vorliegender Erfindung ist es zum ersten mal möglich

• · .o

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geworden, diese öle in emulgierten oder löslich, gemachten Zustand in kosmetischen Produkten zu verwenden. Es ist jetzt möglich, diese pflanzlichen öle oder synthetischen Esteröle verschiedenen kosmetischen Cremes, wie Sonnenbrandcremes und Haarcremes und anderen kosmetischen Mitteln wie Lotionen zuzusetzen. Beim Zusatz dieser Öle, die durch die Masse gemäß vorliegender Erfindung emulgiert oder ü&lich gemacht sind, ist es möglich, mildere kosmetische Mittel zu erhalten, die eine höhere weichmachende Wirkung besitzen als die üblichen kosmetischen Mittel, die in der Hauptsache aus Mineralölen zusam mengesetzt sind. Naturgemäß hat die Masse gemäß vorliegender Erfindung auch eine ausgezeichnete Emulgierkraft für Mineralöle und tierische öle, die auch durch die üblichen Emulgatoren emulgiert werden können, ebenso wie für die oben-erwähnten vegetabilischen öle und synthetischen Esteröle.

Der Polyoxyäthylensorbitester einer verzweigten gesättigten Fettsäure, der gemäß vorliegender Erfindung als Bestandteil (I) verwendet wird, besteht, wie aus der Formel (A) ersichtlich ist, aus einem Ester^ der durch Veresterung eines Äthylenoxydaddukts von Sorbit mit einer verzweigten gesättigten Fettsäure von 11 bis 21 Kohlenstoffatomen, wie IsoStearinsäure oder Isotridecanonsäure, erhalten ist. Es ist notwendig, daß von der Gesamtzahl der 6 Hydroxylgruppen des Sorbits 3 bis 6 im Durchschnitt verestert sind. In der allgemeinen Formel (A) sind 3 bis 6 der X-Keste speziell Acylgruppen, während der

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Rest aus Wasserstoff besteht. (In der folgenden Beschreibung wird die Zahl solcher Acylgruppen als "Veresterungsgrad¹¹ bezeichnet). Wenn der Veresterungsgrad geringer ist als oben angegeben, d.h. unter 3 bis 6 liegt, ist das Emulgiervermögen vermindert)und eine gute und stabile Emulsion läßt sich nicht erzielen.

Als Fettsäure, die für die oben-beschriebene Veresterung verwendet wird, werden vorzugsweise verzweigte gesättigte Fett säuren mit ΛΛ bis 21 Kohlenstoffatomen verwendet, wie Isostearinsäure, Isotridecanonsaure und Isoundecanonsäure. Wenn eine lineare gesättigte Fettsäure, wie Stearinsäure oder PaI-mitinsäure anstelle der speziellen verzweigten Sauren verwendet wird, wird das Emulgiervermögen vermindert, und der ent stehende Ester ist bei Zimmertemperatur fest, sodaß sich keine guten Ergebnisse erzielen lassen. Wenn eine lineare ungesättigte Fettsäure, wie Oleinsäure oder Linolsäure, verwendet wird, läßt sich zwar eine ausreichende Fähigkeit im Emulgieren oder Löslichmachen erzielen, aber der entstehende Ester zeigt sich unterlegen gegenüber solchen Estern, die sich gemäß der Erfindung von einer flüssigen verzweigten gesättigten Fettsäure herleiten. Die Unterlegenheit zeigt sich hinsichtlich der chemischen Beständigkeit (d.h. der Widerstandsfähigkeit gegenüber Veränderungen im Laufe der Zeit), hinsichtlich des Geruchs, der Farbe und der mangelnden Beständigkeit gegen Verfärbung.

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Der Ester wird nach üblichen Verfahren durch Zusatz von Sorbit zu einem Lösungsmittel, wie Xylol, hergestellt, worauf Äthylenoxyd dem Sorbit in Gegenwart eines basischen Katalysators zugesetzt wird, um die Additionsreaktion herbeizuführen. Dann wird eine verzweigte gesättigte Fettsäure in einer Menge von 3 bis 6 Molen auf 1 Mol des Äthylenoxydadduktes des Sorbits zugesetzt, die Mischung auf 180° bis 240⁰C erhitzt, um die Veresterung zu bewirken, und anschließend wird der entstandene Ester entfärbt und gereinigt.

Es ist notwendig, daß die Masse gemäß vorliegender Erfindung 58 bis 95 Gew.-% des Bestandteils (I), 0,2 bis 2,5 Gew.-# des Bestandteils (II), 2,5 bis 6,0 Gew.-% des Bestandteils (III) und 2 bis 55 Gew.-56 des Bestandteils (IV) aufweist. Venn dieses Erfordernis nicht erfüllt ist, ist die Fähigkeit zur Emulgierung von vegetabilischen ölen und synthetischen Esterölen vermindert, und die erhaltenen Emulsionen sind hinsichtlich ihrer Stabilität so schlecht, daß die Emulsion beim Stehenlassen innerhalb kurzer Zeit zerstört wird und eine Phasentrennung eintritt.

Im Hinblick auf die Eigenschaft der öle, die durch die Masse gemäß der Erfindung emulgiert oder löslich gemacht werden sollen, wird die Masse gemäß der Erfindung am wirksamsten auf dem Gebiet der kosmetischen Mittel angewendet. Natürlich kann die Masse gemäß vorliegender Erfindung auch als Mittel zum Emulgieren oder Löslichmachen auf anderen Gebieten •■«9

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verwendet werden, wo die vorstehend angegebenen öle verwendet werden, zum Beispiel auf dem Gebiet der Futtermittel, zum ölen von Pasern, als Reinigungsmittel, als Metallbehandlungsöle und dergleichen.

Die Kennzeichen der vorliegenden Erfindung sollen nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden erläuternden Bei spiele beschrieben werden. In den Beispielen beziehen sich alle Prozentangaben auf Gewichtsprozente, soweit nichts anderes angegeben ist.

BEISPIEL 1

Es werden Emulgiermittelmassen, die unten angegebene Bestandteile enthalten, hergestellt, und es werden mit verschiedenen ölen unter Verwendung dieser Massen Emulgierversuche durchgeführt.

Bestandteile: Massen in %:

Emulgator (a) Emulgator (b)

Bestandteil (I)* 70 70

Bestandteil (II) (Natrium-

isostearat) 1,2 1,2

Bestandteil (III)

(Isostearinsäure) 5,0 5,0

Bestandteil (IV) (Polyäthylenglycolisostearat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 600) 23,8 23,8

: In dem Bestandteil (I) des Emulgators (a) betrug die

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durchschnittliche gesamte Molzahl der addierten Äthylenoxydeinheiten 30, während in dem Bestandteil (I) des Emulgators(b) die Gesamtmolzahl der addierten Äthylenoxydeinheiten 60 betrug, Die Veresterung erfolgte mit IsoStearinsäure. Von jedem der Emulgatoren (a) und (b) wurden 7 Proben untersucht, die hinsichtlich des Veresterungsgrades zwischen 0 und 6 differierten.

VEBSUCHSMETHODE

Eine Mischung von 20 Gewicht steilen, wie auch im folgenden, einer ölkomponente, 5 Teile Emulgiermasse und 75 Teile entionisiertes Wasser wurden bei einer Temperatur von 70⁰C unter Verwendung eines Rührflügels, der sich mit 600 UpM drehte, nach dem Phaseninversionsemulgierverfahren miteinander emulgiert. Die Emulgierbarkeit und die Beständigkeit der entstandenen Emulsion wurden nach folgenden Grundsätzen bewertet:

(1) Emulgierbarkeit:

Der Zustand der Emulsion während der Emulgierung wurde mit dem bloßen Auge und mit einem Mikroskop beobachtet, und die Emulgierbarkeit wurde nach folgenden Grundsätzen bewertet:

A: bläulich-weiße Emulsion der feinen Teilchen, die eine durchschnittliche Teilchengröße unter 1 u bei der mikroskopischen Messung aufwiesen.

B: milchig-weiße Emulsion von Teilchen, die eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 bis 5 u bei

' ...11

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der mikroskopisehen Messung aufwiesen. C: eine opake Emulsion von gröberen Teilchen, die eine durchschnittliche Teilchengröße über 5 Vi bei der mikroskopischen Messung aufwiesen.

(2) Beständigkeit:

Die gebildete Emulsion ließ man bei 23⁰C 7 Tagelang stehen, dann wurde der Zustand der Emulsion geprüft.

Die Beständigkeit wurde nach folgenden Grundsätzen

bewertet:

(-): homogen, es fand keine Phasentrennung statt.

(+): leichte Bildung einer ölphase durch Zusammenlaufen oder einer wässrigen Phase durch Abtrennung des Wassers ließ sich feststellen.

(++): durch Zusammenlaufen bildete sich eine ölphase, oder es ließ sich eine wässrige Phase unter Abtrennung von Wasser klar feststellen.

(+++): Sowohl eine durch Zusammenlaufen gebildete Ölphase als auch eine durch Abtrennung von Wasser gebildete wässrige Phase ließen sich klar beobachten.

Die Versuchsergebnisse sind aus Tabelle 1 ersichtlich.

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TABELLE

Emulgiermittelzusammensetzung

Emulgiertes Ol Veresteruiigsgrad des Bestandteils (I) (Zahl der Acy!gruppen in der Formel (A)

(a)

(b)

Olivenöl

Glyzerintri-2-äthylhBxanoat

Hexadecyl-2-

äthylhexa-

noat

Olivenöl

Glyzerintri 2-äthylhexa noat

Hexadecyl-2

äthylhexa-

noat

Emulgierbarkeit Beständigkeit

Emulgierbarkeit Beständigkeit Emulgierbarkeit Beständigkeit

Emulgierbarkeit Beständigkeit

Emulgierbarkeit Beständigkeit Emulgierbarkeit Beständigkeit

CC

CB

CC

_2_

_6_ B

BA AAB

AA AAA

CB AAA

.13

Aus den aus Tabelle Λ ersichtlichen Ergebnissen läßt sich entnehmen, daß die Massen gemäß der Erfindung, bei denen der durchschnittliche Veresterungsgrad, d.h. die Zahl der Acylgruppen an der Stelle X der allgemeinen Formel (A) innerhalb des Bestandteiles (I) in der Größenordnung zwischen 3 und 6 liegt, ausgezeichnete Emulgiervermögen besitzen und Emulsionen mit guter Beständigkeit bilden, während bei Verwendung eines Bestandteils (I), der einen Veresterungsgrad nicht höher als 2 aufweist, das Emulsionsvermögen schlecht und die Beständigkeit der erhaltenen Emulsion gering ist, und eine Phasentrennung eintritt.

BEISPIEL 2 (Emulgierunp; von Olivenöl)

Ein Emulgierversuch für Olivenöl wurde unter Verwendung verschiedener Emulgiermassen, wie in Tabelle 2 angegeben, durchgeführt. Bei jedem Versuch wurde eine Emulsion aus 20 Teilen Olivenöl, 5 Teilen einer Emulgatormasse und 75 Teilen entionisiertem Wasser hergestellt. Sie Versuchs- und Bewertungsmethoden waren die gleichen wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind. Die erhaltenen Resultate sind aus Tabelle 2 ersichtlich.

...14

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TABELLE 2 (Emulgierung von Olivenöl)

Art des Emulgatorbestandtexls I

Produkt

gem.vorl.Erfindung sorbitester

einer verzweigten Fettsäure

OO
CJ
IO

Polyoxyäthylen-

Vergleichs-Produkt (1)

²)

dito

Emulgator-Zusammensetzung

Gewichtsverhältnis %

(D

(II)

73,5
85,0
90,0
70,0

1,0 1,2
0,8
1,2

(III)

4,8 5,0 4,4 5,0

70,0
69,8
40,2
70,0

0,3
0,7
0

4,5

4,2

3,8

(IV)

20,7 8,8 4,8

23,8

25,5 29,9 54,9 26,2

Vergleichs-Produkt

Polyoxyäthylensorbitester einer linearen ungesättigten Fettsäure

64,5
63,0

1,0 1,0

3,5

31,0 32,5

Vergleichs-Produkt (3)

Polyoxyäthylensorbitanester/ Sorbitanesterty Polyoxyäthylensorbitanmono-oleat/Sorbitanmono-oleat Polyoxyäthylensorbitantrioleat

...15

TABELLE 2 (Fortsetzung;)

Vergleichs-Produkt (4)

Vergleiche-Produkt (5)

Polyoxyäthylenfettsäureester/ Glyzerinestertyp

Polyoxyäthylen-Alkyläthertyp Polyoxyäthylenstearat mit 8 Äthylenoxydgruppen/ Glyzerinmonosteafat

Polyoxyäthylenstearat mit 50 Äthylenoxydgruppen/ GIyzerinmonostearat

Polyoxyäthylenoleyläther mit 5 Äthylenoxydgruppen Polyoxyäthylencetyläther mit 7 Äthylenoxydgruppen Polyoxyäthylenoleyläther mit 9 Äthylenoxydgruppen

CD
CO
IO

Vergleichs-Produkt (6)

Polymertyp Polyoxyäthylen-Polyoxypropylenkondensat

Vergleichs-Produkt (7)

Seifentyp Natriumoleat Kaliumoleat

Produkt^' gem. vorliegender Erfindung

HLB-Wert

7,8 10,1

11,7 12.0 Emulsionstyp Ol in Wasser

oder Wasser in öl

O/W 0/W O/W O/W

Emulgierbarkeit (unmittelbar

nach der

Herstellung)

A A

A AB

Beständigkeit (nach 7-tägigem

Stehenlassen

bei 2ψθ)

Vergleiche-Produkt (1)

2)

10,3 10,3 10,1 13,8 O/W O/W O/W O/W

C O

(♦+) (♦♦) (

TABELLE 2 (Fortsetzung)

Vergleichs- Frodukt (2)⁵^	10,4 11,8	0/W 0/W	A A	(-) (-)
Vergleiche- Produkt (3)	8,0 10,0 12,0 11,0	0/W 0/W 0/W 0/W	C G C B	(+++) (++♦) (+++) ( + )
Vergleichs- Frodukt (4)	8,0 10,0 12,0	0/W 0/W 0/W	G G G	(-)♦ (-)·
Vergleichs- Produkt (5)	8,8 10,7 12,1	0/w 0/W 0/W	G C G	(+++) (+++) C+++)
Vergleichs- Frodukt (6)		0/W	C	(+++)
Vergleichs- Frodukt (7)		0/W 0/W	B B	(₊₊₊) (+++)

Da die Viskosität der Emulsion ausserordentlich hoch, war, trat trotz schlechter Emulgierbarkeit keine Phasentrennung ein.

O (O OO

Fußnote 1)

Die Bestandteile des Erzeugnisses gemäß vorliegender Erfindung waren folgende:

IV)

n₁ + n₂ + n₅ + n^ +n₅₊ n₆	Bestandteil (D	Durchschnittl. Veresterungs grad der Ver bindung (I)	Verbindung (II)	Vefbi nclvng (III)	Verbindung (IV)	I Durchschnittl. Molekularge wicht des PEG der Verbin - dung (IV)
10	Polyoxyäthy- lensorbitiso- tridecanoat	3,0	Natriumiso- tridecanoat	Isotrideca nonsäure	Polyäthy- lenglycol- isotride - canoat	150
30	Folyoxyäthy- lensorbitiso- stearat	4,0	Natriumiso- stearat	Isostea rinsäure	Po Iy ät hy - lenglycol- isoflbearat	450 ·
40	dito		dito	dito	dito	600
60	dito	5,5	Natrium- stearat	dito	dito	900
80	dito	6,0	Natriumiso- stearat	dito	dito	1200
100	dito	6,0 ί	dito ; dito ^; dito 1600 I

CD

CD CO Ca) K)

co -J cn

Fuflnote 2):	Die Bestandteile des Vergleichsprodukts (1) waren folgende:	hirchschnittl. ^eresterungs- grad des Be - standteils (I)	Bestandteil (II)	Bestandteil (III)	Bestandteil (IV)	Durchschnittl Molekularge wicht des PEG der Verbindg. (IV)	cn
	Bestandteil (D	3,0	Natriumiso- stearat	Isostearin säure	Polyäthy- lenglycol- isostearat	450
30	Polyoxyäthy- lensorbitiso- stearat	4,0	dito	dito	dito	450
30	dito	4,0	dito	dito	dito	450	I
30	dito	5,5	dito	dito	dito j	900
60	dito

Fußnote 3): Die Bestandteile des Vergleichsprodukts (2) waren folgende:

to co co

O CD ~J Ol

A₁ + n₂ + n₃ +H ⁺ⁿ5 ⁺ %	Bestandteil (D	Durchscnnittl. Veresterungs- grad des Be - standteils (I)	Bestandteil (H)	Bestandteil (III)	Bestandteil (IV)	Durchschnittl Molekularge wicht des PEG der Verbindg. (IV)	I 4
30	Polyoxyäthy- lensorbit- oleat		Natrium ole at	Oleinsäure	Polyäthylen- glycololeat	450
40	dito		dito	dito	dito	600

Die Bestandteile des Produkts ^J der vorliegenden Erfindung, des Vergleichsprodukts (1) ' und des Vergleichsprodukts (2)*' sind in den folgenden Tabellen 3 und 4 die gleichen wie oben angegeben.

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BSISPIEL 3 (EmulKJerung von 2-Heptylundecylisostearat)

Eine Mischung von 20 Teilen eines synthetischen Esteröls, das durch Veresterung von 2-Heptylundecanol mit IsoStearinsäure erhalten war, ferner 5 Teile einer Emulgatormasse und 75 Teile entionisierten Wassers wurden miteinander emulgiert und in der gleichen Weise,wie in Beispiel 2 angegeben, geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind aus Tabelle 3 ersichtlich.

...21

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TABELLE 3
(Emulgierung von 2-Heptylundecylisostearat)

W ro

	Art des Emulgator-	n.+ n₂ + r	u	Emulgator-Zusammensetzung	HL·	(II)	(III)	(IV)
1)	bestandteils (I)	+ n₄ + η-	^{+ n}6	Gewichtsverhältnis %	73,5	1,0	4,8	20,7
gem. d. Er fin	Polyoxyäthylen-	10			85,0	1,2	5,0	8,8
dung	sorbitester einer verzweigten	30		90,0	0,8	4,4	4,8
	Fettsäure	40		70,0	1,2	5,0	23,8 ι
		60		64,5	1,5	4,5	29,5 iv
		80		63,0	1,0	4,5	31,5 Λ I
		100		70,0	0	4,5	25,5
		30		69,8 40,2	0,3 0,7	0 4,2	29,9 54,9
		30 30		70,0	0	3,8	26,2
Vergleichs		60		64,5	1,0	3,5	31,0
produkt (1)²·	dito	30		63,0	1,0	3,5	32,5
		40
Vergleichs-	Polyoxyäthylen-
	sorbitester einer				Polyoxyäthylensorbitanmono-oleat mit		20 Äthylenoxydresten/
produkt (2)^5>	linearen ungesät		Sorbitanmono-oleat
	tigten Fettsäure
Vergleichs-	Po Iyoxy äthy1en-	Polyoxyäthylensorbitantrioleat mit 20	Äthylenoxydresten
	sorbitanester /	Polyoxyäthylenstearat mit	8 Athylenoxydresten/Glyzerinmono-
prOaUiCb \y)	Sorbitanestertyp	st ear at
Vergleichs-	Polyoxyäthylen-
	fettsäureester/	Polyoxyäthylenstearat mit
produkt (4;	GIy ζ erine st ertyp	stearat	50 ithylenoxydresten/Glyzerinmono-

O CD OO

TABEt.t/f; 3 (Fortsetz\uig) ta

rv> er

i/ergleichsprodukt (5)

Vergleichsprodukt (6)

Vergleichs-Produkt (7)

Produkt ' ^J
gem.vorliegender
Erfindung

Polyoxyäthylenalkyläther

Polymeri s attyp

Polyoxyäthylenoleyläther mit 5 Äthylenoxydresten Polyoxyäthylencetyläther mit 7 Äthylenoxydresten Polyoxyäthylenoleyläther mit 9 Äthylenoxydresten

Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Kondensat

eifentyp

JNatriumoleat {Kaliumole at

Vergleichs
produkt

Emulsionstyp

öl in Wasser

oder Wasser in öl

O/W O/W O/W O/W O/W O/W

Vergleichs
produkt

O/W O/W O/W O/W Emulgierbarkeit

(unmittelbar nach der Herstellung)

B A A A A B

C B B C

10,4
11,8

O/W O/W A A

Beständigkeit

(nach 7-tägigem Stehen bei ₂₅o₀₎

...23

TABELLE 5 (Fortsetzung)

ο to GO OJ ro

O CO ^4

Vergleichs- produkt (3)	8,0 10,0 12,0 11,0	O/W O/W O/W O/W	σ A σ B	(+++) (+++)
Vergleichs produkt (4)	8,0 10,0 12,0	O/W O/W O/W	O C σ	κ;
Vergleichs produkt (5)	8,8 10,7 12,1	O/W O/W O/W	C σ C	(♦+♦) ₊₊₊ (+++)
Vergleichs produkt (6)		O/W	0	(♦++)
Vergleichs produkt (7)		O/W O/W	0 σ	(+++) (++♦)

Ba die Viskosität der Emulsion ausserordentlich hoch war, konnte trotz der geringen Emulgierbarkeit keine Phasentrennung beobachtet werden.

...24

H 2697 - - 2# -

.BEISPIEL 4
(EmulgierunK von Glyzerintri-2-äthylhexanoat)

Eine Mischung von 20 Teilen eines synthetischen Esteröls, nämlich Glyzerintri-2-äthylhexanoat,

5 Teile einer Emulgiermasse und 75 Teile entionisiertes Wasser wurden miteinander emulgiert und in der gleichen Weise, wie in Beispiel 2 beschrieben, geprüft.

Die erhaltenen Resultate sind aus Tabelle M- ersichtlich.

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4 (Emulgierung von Glyzerintri-2-Äthylhexanoat)

	Art des Emulgier-	n^ + Ώ.2 + ₊ n_{4 +} n₅	"^ n^2	Emulgatorzusammensetzung	(I)	(II)	(III)	(IV)	mit 8 Äthylenoxydgruppen/ mit 50 Äthylenoxydgruppen/
	bestandteils I	10 30 40 60 80 100			73,5 85,0 90,0 70,0 64,5 63,0	1,0 1,2 0,8 1,2 1,5 1,0	4,8 5,0 4,4 5,0 4 5 4 '■j	20,7 ! 8,8 4,8 23,8 29,5 31,5
Produkt¹^ j gemäß der vorliegend. Erfindung	Polyoxyäthylen- sorbitester einer	30 30 30 60			70,0 69,8 40,2 70,0	0 0,3 0,7 0	4,5 0 4,2 3,8	25,5 29,9 54,9 26,2
Vergleichs produkt (1)'	Fettsäure	30 40			64,5 63,0 i	1,0 1,0	3,5 3,5	31,0 32,5
Vergleichs produkt (2)^'	dito )		Gewichtsverhältnis %		Polyoxyäthylensorbitanmono-oleat/Sorbit anmono-oleat '' mit 20 Äthylengruppen Polyoxyäthylensorbitantrioleat mit 20 Äthylenoxyd gruppen
Vergleichs produkt (3)	Polyoxyäthylen- sorbitester einer linearen ungesät tigten Fettsäure			Polyoxyäthylenstearat Glyzerinmonostearat Polyoxyäthylenstearat Glyzerinmonostearat
Vergleichs produkt (4)	Polyoxyäthylen- sorbitanester/ Sorbitanestertyp
Polyoxyäthylen- fettsäureester/ Glyzerinestertyp

...26

TABELLE 4 (Fortsetzung)

00 CJ Ki

ro
cn

Vergleichs produkt (5)	Polyoxyäthylen- alkylather	PoIyoxyäthylenoleylather mit 5 Äthylenoxydgruppen I Polyoxyäthylencetyläther mit 7 Äthylenoxydgruppen Polyoxyäthylenoleyläther mit 9 Ithylenoxydgruppen
Vergleichs pro dukt (6)	Polymerisattyp	Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Kondensat
Vergleichs produkt (7)	Seifentyp	Natriumoleat Kaliumoleat

Produkt¹-* gemäß vor liegender Erfindung	HLB-Wert 20(1 - f)	Emulsionstyp öl in Wasser oder Wasser in öl	Emul g i e rb ar ke i t (unmittelbar nadi d.Herstellung)	Beständigkeit (nach 7-tägigem Stehen bei 25 C.)
Vergleichs produkt (1)²)	7,8 10,1 11,7 12,0 13,3 14,3	o/w o/w o/w o/w o/w o/w	A A A A A A	(-: (-: t
10,3 10,3 10,1 13,8	o/w o/w o/w : o/w	C B A i C	) )
(+++) (+++) (+)

VJ O

...27

cn

TABELLE 4 (Fortsetzunp;)

CD OO CO Ki

Vergleichs produkt (2 )⁵ )	10,4 11,8	o/w o/w	t	(+++)
Vergleichs- Produkt (3)	8,0 10,0 12,0 11,0	o/w o/w ■ o/w o/w	A O O B
Vergleichs produkt (4)	8,0 10,0 12,0	o/w o/w o/w	σ C ^c	(-M-O
Vergleichs produkt (5i	8,8 10,7 12,1	o/w o/w o/w	C C O	(+++)
Vergleichs produkt (6)	-	o/w	σ	(♦+♦)
Vergleichs produkt (7)	-	o/w o/w	B σ

w ro

Da die Viskosität der Emulsion ausserordentlich hoch war, konnte trotz der schlechten Emulgierbarkeit keine Phasentrennung beobachtet werden.

K) O

Ui

H 2697 - 3β

aus den in den Tabellen H bis 4 angegebenen Resultaten ersichtlich ist, können vegetabilische öle oder synthetische Esteröle überhaupt nicht oder lediglich ungenügend emulgiert werden, wenn bekannte Emulgatoren verwendet werden. Im Gegensatz hierzu lassen sich bei Verwendung von Emulgierzusammensetzungen gemäß vorliegender Erfindung derartige öle leicht emulgieren, und man erhält gute Emulsionen ausgezeichneter Beständigkeit. Selbst dann wenn die gleichen Bestandteile, wie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, aber das Gewichtsverhältnis der Komponenten ausserhalb der in der vorliegenden Anmeldung angegebenen Größenordnung liegt, sind sowohl das Emulgiervermögen wie die Beständigkeit der Emulsionen vermindert.

BEISPIEL 5 (Beständigkeit gegen Lichtverfärbung) Die Emulgiermittelmischungen gemäß Tabelle 5 wurden einem Verfärbungsversuch unter Lichteinwirkung unterworfen. Jede Probe wurde 24 Stunden unter Verwendung eines Sonnenscheinwettermessers künstlichem Sonnenlicht ausgesetzt, und der Farbton jeder Probe wurde vor und nach der Exposition nach der 'Gardner'-Farbskala gemessen.

Die Ergebnisse sind aus Tabelle 5 ersichtlich.

...29

709832/0975

TABELLE

	Typ des Emulgators	12 3	Zusammensetzung in Gew.-%	(II)	(III)	(IV)	Farbton nach der ^: ■ Gardner'-Farbskala	nach der Exposition
Produkt¹) gemäß vorlie gender Erfindung	Polyoxyäthylen- sorbitisostearat		(D	1,2 1,2 1,2	3,5 3,5 3,5	30,8' 30,8 30,8	vor der Exposit.	2 3-4 2
Vergleichs produkt '	Polyoxyäthylen- sorbitoleat	30 40 60	64,5 63,0 61,5	1,0 1,0 1,0	3,5 3,5 3,5	31,0 31,0 31,0	CM KNCM	4 5-6 4-5
30 40 60	64,5 63,0 61,5		2 4 3

Pußnote 1): Die Bestandteile des Produkts gemäß vorliegender Erfindung waren folgende:

(O OO CO IO

^D1⁺ⁿ2⁺ⁿ3 [Bestandteil ⁺ⁿ4⁺ⁿ5⁺ⁿ6 ^! (I)	Polyoxyäthy- lensorbit- i so st ear at	grad des Be - (II) standteils(I)	dito	Bestandteil (III)	Bestandteil (IV)	Durchschnittl. Molekulargewicht ; des PEG in der ! Komponente (IV)
30	dito	4,5 Natriumiso- istearat	dito	Isostearin säure	Polyäthylen- glycoliso- stearat	450
40	dito	4,5	dito	dito	600
60	4,5	dito	dito	900

Fußnote 2): Die Bestandteile des Vergleichsprodukts waren folgende:

	Bestandteil (D	Durchschnittl. Veresterungs grad des Be - Standteils(I)	Bestandteil (II)	Bestandteil (III)	Bestandteil (IV)	Durchschnittl. Molekulargewicht des PEG in der Komponente (IV)
30	Polyoxyäthy- lensorbit- oleat	4,5	Natrium- oleat	Oleinsäure	Polyäthy- lenglycol- oleat	450
40	dito		dito	dito	dito	600
60	dito	4,5	dito	dito	dito	900

...31

H 2697

Wie aus den in Tabelle 5 angegebenen Resultaten hervorgeht, ist der Ester aus Polyoxyäthylensorbit und einer verzweigten gesättigten Fettsäure, der den Hauptbestandteil (I) der Emulgiermasse gemäß vorliegender Erfindung darstellt, einem Ester aus Pölyoxyäthylensorbit mit einer linearen ungesättigten Fettsäure im Hinblick auf die Beständigkeit oder die Widerstandsfähigkeit gegen Verfärbung durch Licht überlegen.

BEBPIBL 6 (Geruchsmeßtest)

Ein Produkt (A) gemäß vorliegender Erfindung und ein Vergleichsprodukt (B), welche die unten angegebene Zusammensetzung besitzen, wurden einem Geruchsmeßtest durch eine Gruppe von 30 Personen nach dem Paar-Vergleichungsverfahren von Scheffe unterworfen. Die erhaltenen Ergebnisse sind aus Tabelle 6 ersichtlich.
Hasse (A) (gemäß vorliegender Erfindung):

(I) Polyoxyäthylensorbitisostearat mit 30 Äthylenoxydgruppen und einem durchschnittlichen Veresterungsgrad von 4,5 64,5 %

(II) Natriumiaostearat 1,2 #

(III) IsoStearinsäure 3»5 %

(IV) Polyäthylenglycolisostearat (durchschnittl. Molekulargewicht der Polyäthylengruppen

450) i 30,8%

...32 709832/0975

H 2697

Vergleichsprodukt (B):

(I) Polyoxyathylensorbitoleat mit 30 Äthylenoxydgruppen und einem durchschnittlichen Veresterungsgrad von 4,5 60,5 %

(II) Natriumoleat 1,0%

(III) Oleinsäure 4,3%

(IV) Polyäthylenglycololeat (durchschnittliches
Molekulargewicht der Polyäthylengruppen:

458) 34,2%

TABELLE 6

Vergleich

B ist besser als
A (-2)

B ist ein kein wewenig bes-lsentli -

ser als A (-1)

eher UnterschiedtB

(0)

A ist etwas besser als (D

A ist besser als B (2)

A > B
B +A
Total

0
1

4 2 6

10

6 3

Wenn man die oben-angegebenen Daten einer Prüfung hinsichtlich des Wert·« t unterwirft, wird als Ergebnis die Formel:
t (*0 - 3t514 größer als t (n-1,0 · 0,1) - 2,756
(wobei η der Ziffer 30 entspricht) erhalten. Demnach ergab eich, daß der Geruch von A angenehmer ist als der von B mit einem deutlichen Unterschied von 1 %.

...33

709832/0975

H 2697 *?

Demnach ist es offensichtlich, daß hinsichtlich des Geruchs der Gehalt an einer verzweigten gesättigten Fettsäure demjenigen einer linearen ungesättigten Fettsäure im Polyoxyäthylen- sorbitfettsäureester/ter den HauptbestandteilX der Masse gemäß vorliegender Erfindung darstellt, überlegen ist.

BEISPIEL 7 (Creme vom öl-in-Wasser-!gyp)

Es wurde eine Emulsiermasse aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

(I) Polyoxyäthylensorbitisotridecanoat mit 10 Äthylenoxydgruppen und einem durchschnittlichen Veresterungsgrad

von 3,0 73,5 %

(II) Kaliumisotridecanoat 1,0%

(III) Isotridecanonsäure 4,8%

(IV) Polyäthylenglycolisotridecanoat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht der PEG von 150 20,7 %

Die Masse war eine gelbbraune Flüssigkeit vom spezifischen Gewicht: (d|°) von 0,981, einer Viskosität von 256 cps bei 20⁰C gemessen, einem Verseifungswert von 116,8 und einem HLB-Vert von 7,2.

Unter Verwendung der so hergestellten Emulgiermasse wurde ein Krem vom Ol-in-Vasser-Typ folgender Zusammensetzung hergestellt:

709832/0975

H 2697 &

(1) Olivenöl 25 Teile Bienenwachs 3 Teile Wasserhaltiges Lanolin 7 Teile Paraffinwachs 5 Teile Emulgiermasse 6 Teile

(2) Sorbit 15 Teile Wasser 39 Teile

(3) Riechstoffe, Antiseptika usw. geringe Mengen

Die Bestandteile der Gruppen (1) und (2) wurden getrennt erhitzt und bei 80⁰C geschmolzen. Dann wurden die Schmelzen kräftig zur Erzielung einer Emulgierung mit einander gemischt. Während die entstandene Emulsion abkühlte, wurden die Bestandteile der Gruppe (3) zugesetzt und darin dispergiert. Die erhaltene Creme zeigte einen sehr guten Emulsionszustand.

BEISPIEL 8 (Milchige Lotion)

(I) Polyoxyathylensorbitisostearat mit 30 Äthylenoxydgruppen und einem durchschnittlichen Veresterungsgrad von 4,5 ··· 64,5 #

(II) Natriumisostearat 1,2 %

(III) IsoStearinsäure 3,5 #

(IV) Polyäthylenglycolisostearat mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht der PEG von 450 .. 30,8 %

...35 709832/0975

η 2697 &r

Die so hergestellte Emulsion war eine gelblich braune Mischung

mit einem spezifischen Gewicht (d^ ) von 1,012, einer Viskosität von 390 cps bei 20⁰C gemessen, einem Verseifungswert von 94,2 und HLB-Wert von 10,4.

In der gleichen Weise, wie in Beispiel 7 beschrieben, wurde eine milchige Lotion auf folgenden Bestandteilen hergestellt unter Verwendung des oben-genannten Emulgiermittels:

(1) Olivenöl 10 Teile Hexadecyl-2-Äthylhexanoat 5 Teile Cetylalkohol 2 Teile Bienenwachs 2 Teile Emulgiermittel 5 Teile

(2) Sorbit 15 Teile Wasser 61 Teile

(3) Riechstoff, Antiseptika, usw. geeignete Mengen

Die entstandene milchige Lotion besaß einen sehr guten Emulgierungszustand, und die Emulsion zeigte sich stabil, selbst wenn man sie lange Zeit stehen gelassen hatte.

709832/ J97$

Claims

PATENTANSPRÜCHE

gekennzeichnet durch einen Gehalt an folgenden vier Bestandteilen:

I. 58 bis 95 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels der Formel:

CH₀O(CH₀CH₀O]) X ^ d d η

CHO(CH₀CH₀O)„ X J ^d * ⁿ2

CHO(CH₂CH₂O)_n X

I "³

CHO(CH₀CH₀OV X I ^{d d} ⁿ4

CHO(CH₀CH₀O)„ X I " ■ ⁿ5

CH₀O(CH₀CH₀O),, X ^ ^ ^ ⁿ6

in der die Summe von n^. bis n,- 10 bis 100 beträgt, und im Durchschnitt 5 bis 6 der Gruppen X aus verzweigten gesättigten Acylgruppen mit 11 bis 21 Kohlenstoffatomen bestehen, während die restlichen Gruppen X Wasserstoff darstellen.

II. 0,5 bis 2,5 Gew.-% eines Alkalisalzes einer linearen oder verzweigten Fettsäure mit 11 bis 21 Kohlenstoffatomen.

III. 2,5 bis 6,0 Gew.-# einer linearen oder verzweigten Fettsäure mit 11 bis 23 Kohlenstoffatomen.

...37 ORIGINAL INSPECTED

709832/0975

IV. 2 bis 35 G-ewi-% eines verzweigten gesättigten Fettsäureester von Polyäthylenglycol mit einem durchschnittlichen Mo lelcul arge wicht von 150 bis 2000.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Acylgruppe aus Isostearyl besteht, daß der Bestandteil II Natriumisostearat oder Natriumstearat ist, daß der Bestandteil III aus Isostearinsäure besteht und daß der Bestandteil IV Polyäthylenglycolisostearat darstellt.
3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Acylgruppe aus Isotridecanoyl besteht, daß der Bestandteil II Natriumisotridecanoat, der Be standteil III Isotridecanonsäure und der Bestand teil IV Polyäthylenglycolisotridecanoat darstellt.
4. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Säurerest im verzweigten gesättigten Fettsäureester des Bestandteils IV 11 bis 21 Kohlenstoff atome aufweist.

...38 7 0 9 8 3 2 / 0 ⁿ ' 5

H 2697 tf
5. Öl-in-Wasser-Emulsion mit einem Gehalt an Emulgator der Zusammensetzung nach Anspruch 1 in einer zum Emulgieren wirksamen Menge.
6. Emulsion nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der olbestandteiXein flüssiges vegetabilisches Öl darstellt, das im wesentlichen aus Trjglyzeriden besteht, welche verschiedene ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen enthalten^oder aus synthetischen Esterölen, die mindestens eine verzweigte Alkylgruppe aufweisen, welche durch Reaktion einer ver zweigten oder linearen höheren Fettsäure mit einem verzeigten oder linearen höheren Alkohol erhalten sind.
7. Emulsion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ölkomponente aus Cameliaöl, Olivenöl, Safloröl, Rapssamenöl, Palmöl oder Baumwollsamenöl besteht.
8. Emulsion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ölbestandteil aus 2-Heptylundecylisostearat, GIyzerin-tris-2-Äthylhexanoat, Hexadecyl-2-äthyl-

hexanoat, Hexadecylisostearat oder Hexadecylisotridecanoat besteht. ...39

7 0 9 8 3 2 / 0 9 7 S

W 270A067

H 2697 Vi
9. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Indizes n^ bis n_& 28 bis 30 beträgt, und daß 3»5 bis 4,5 der Gruppen X im Durchschnitt der Mischung verzweigte gesättigte Acylgruppen mit 11 bis 21 Kohlenstoffatomen darstellen, während der Rest aus Wasserstoffatomen besteht.
10. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Indizes n^ bis n^ 38 bis 52 beträgt, und daß 4,2 bis 5»3 der Gruppen X im Durchschnitt der Mischung aus verzweigten gesättigten Acylgruppen mit 11 bis 21 Kohlenstoffatomen besteht, während der Rest Wasserstoffatome sind.
11. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Indizes n,. bis n,- 55 bis 65 beträgt, und daß 4,4 bis 5»5 der Gruppen X im Durchschnitt der Mischung aus verzweigten gesättigten Acylgruppen mit 11 bis 21 Kohlenstoffatomen besteht, während der Rest Wasserstoffatome darstellen.

709832/0976